La fermentation

La fermentation regroupe un ensemble de réactions biochimiques d'oxydoréduction qui produit de l'énergie sous forme d'ATP à partir de glucides.

Cette voie métabolique est employée par des organismes anaérobies tels que des levures et des bactéries, mais aussi par les cellules musculaires en conditions de déficit d'oxygène.

Les réactions biochimiques de la fermentation

La fermentation se décline sous plusieurs formes, nommées en fonction des produits finaux des réactions. Ainsi on distingue entre autres les fermentations lactique, alcoolique, butyrique, sulfurique. La première étape, la glycolyse, est cependant commune quelque soit le type de fermentation :

C₆H₁₂O₆ + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 P_i → 2 ATP + 2 NADH + 4 H⁺ + 2 H₂O + 2 CH₃COCOO⁻

Une molécule de glucose (C₆H₁₂O₆) est convertie en pyruvate (CH₃COCOO⁻). Deux molécules d'ADP sont converties en ATP, fournissant ainsi de l'énergie à la cellule. La coenzyme nécessaire à la réaction, NAD^-, est réduite en NADH. Cette coenzyme sera par la suite oxydée à nouveau lors du processus de fermentation, par le biais d'un accepteur d'électrons qui varie selon le type de fermentation. La glycolyse produit également des ions hydrogène (H⁺) et de l'eau (H₂0).

Les réactions suivantes diffèrent selon le type de fermentation. Lors de la fermentation alcoolique, mise à profit pour la fabrication de boissons alcoolisées comme le vin ou la bière, de l'éthanol (CH₃CH₂OH) est produit, ainsi que de l'eau et du dioxyde de carbone (CO₂). Lors de la fermentation lactique, le produit final est l'acide lactique (CH₃CHOHCOO^–), accompagné d'ions hydrogène et d'eau.

Fermentation et filières énergétiques

Quel que soit le type de fermentation, la production d'énergie (2 ATP) est bien moindre que lors de l'utilisation de la filière aérobie (36 ATP). En conditions aérobies, les cellules qui sont capables des deux modes métaboliques, comme les cellules musculaires, préféreront donc la respiration à la fermentation.

Cependant, lors d'un effort suffisamment intense pour provoquer un déficit d'oxygène au niveau des muscles, les deux ATP provenant de la filière énergétique anaérobie lactique s'ajoutent à ceux déjà fournis par la filière aérobie, et procurent ainsi un surplus d'énergie disponible pour les fibres musculaires. C'est pour cette raison que, lors d'une pratique sportive, la puissance anaérobie est supérieure à la puissance maximale aérobie (PMA).

Utilisations de la fermentation dans l'alimentation

Sur le plan de l'alimentation, le recours au procédé de fermentation induit une forte compétition entre les micro-organismes, ce qui permet de chasser les bactéries pathogènes et autorise ainsi de longues conservations.

C'est le cas pour la fermentation alcoolique, avec les vins qui restent consommables pendant de longues années. C'est aussi le cas pour la lactofermentation, qui permet la conservation en bocaux des fruits et des légumes à température ambiante.

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