「電子受容体」として細胞内からの化学的（通常は有機）化合物を使用した酸化による、グルコースなどの有機化合物からのエネルギーの生成は、 発酵.
これは、酸化されているブドウ糖や他の化合物からの電子が細胞外から運ばれる受容体、通常は酸素に伝達される細胞呼吸の代替手段です。 これは細胞呼吸の代替手段です（酸素がないと、細胞呼吸は起こりません）。
発酵対。 細胞呼吸
発酵は嫌気性（酸素不足）条件下で行うことができますが、酸素が豊富な場合にも起こります。
たとえば、酵母は、十分な酸素が利用可能であっても、プロセスをサポートするのに十分なグルコースが利用可能である場合、細胞呼吸よりも発酵を好みます。
解糖：発酵前の砂糖の分解
エネルギーが豊富な糖、特にブドウ糖が細胞に入ると、解糖と呼ばれるプロセスで分解されます。 解糖 細胞呼吸と発酵の両方の前提条件のステップです。
これは砂糖の分解の一般的な経路であり、発酵または 細胞呼吸.
解糖は酸素を必要としません
解糖は古代の生化学的プロセスであり、進化の歴史の非常に早い段階で出現しました。 解糖のコア反応は、光合成が進化するずっと前に微生物によって「発明」され、およそ3.5が出現しました。 数十億年前ですが、海と大気をかなりの量で満たすには約15億年かかります 酸素。
したがって、複雑な真核生物（動物、植物、真菌、原生生物の王国を含む生物学的領域）でさえ、呼吸や酸素などなしでエネルギーを生成することができます。 菌界に属する酵母では、解糖系の化学産物を発酵させて細胞のエネルギーを生み出します。
解糖から発酵へ
解糖の終わりに、ブドウ糖の6炭素構造は、ピルビン酸と呼ばれる3炭素化合物の2つの分子に分割されます。 また、NAD +と呼ばれるより「酸化された」化学物質から化学物質NADHが生成されます。
酵母では、ピルビン酸は「還元」を受け、電子を獲得します。電子は解糖の初期に生成されたNADHから移動して、アセトアルデヒドと二酸化炭素を生成します。
その後、アセトアルデヒドはさらに還元されて、発酵の最終生成物であるエチルアルコールになります。 人間を含む動物では、酸素の利用可能性が低いときにピルビン酸を発酵させることができます。 これは特に筋細胞に当てはまります。 これが起こると、少量のアルコールが生成されますが、解糖からのピルビン酸のほとんどはアルコールではなく、 乳酸.
乳酸は動物細胞を離れて心臓でエネルギーを生成するために使用される可能性がありますが、筋肉内に蓄積し、痛みや運動能力の低下を引き起こす可能性があります。 これは、ウェイトを持ち上げたり、長時間走ったり、全力疾走したり、重い箱を持ち上げたりした後に感じる「灼熱感」です。
発酵によるATPとエネルギー生産
細胞内の普遍的なエネルギー担体は、 ATP（アデノシン三リン酸）. 酸素を利用する場合、細胞は解糖とそれに続く細胞呼吸によってATPを生成できます。つまり、細胞の種類に応じて、1分子のグルコース糖が36〜38分子のATPを生成します。
ATPのこれらの36-38分子のうち、解糖段階で生成されるのは2つだけです。 したがって、細胞呼吸の代わりに発酵を使用する場合、細胞は呼吸を使用するよりもはるかに少ないエネルギーを生成します。 しかし、低酸素または嫌気性条件では、発酵は、そうでなければ酸素なしでは呼吸がないため、生物を生き生きと生き続けることができます。
発酵のための使用
人間は、特に食べ物や飲み物に関しては、私たち自身の利益のために発酵のプロセスを利用しています。 パン作り、ビールとワインの生産、漬物、ヨーグルト、昆布茶はすべて、 発酵のプロセス.