당분 해는 세포 호흡의 첫 번째 단계이며 진행하는 데 산소가 필요하지 않습니다. 당분 해는 설탕 분자를 피루 베이트의 두 분자로 전환하여 아데노신 트리 포스페이트 (ATP)와 니코틴 아미드 아데닌 디 뉴클레오티드 (NADH) 각각 두 분자를 생성합니다. 산소가 없으면 세포는 발효 과정을 통해 피루 베이트를 대사 할 수 있습니다.
에너지 대사
ATP는 세포의 에너지 저장 분자이며, NADH와 그 산화 된 버전 인 NAD +는 산화 환원 반응으로 알려진 전자 전달과 관련된 세포 반응에 참여합니다. 산소가 존재하면 세포는 NADH를 다시 NAD +로 전환하는 구연산 회로를 통해 피루 베이트를 분해하여 상당한 화학 에너지를 추출 할 수 있습니다. 산화없이, 세포는 건강에 해로운 수준으로 축적되기 전에 발효를 통해 NADH를 산화시켜야합니다.
동종 발효
피루 베이트는 효소 락 테이트 탈수소 효소가 호 모락 틱 발효로 알려진 과정을 통해 락 테이트로 전환되는 3 개의 탄소 분자입니다. 이 과정에서 NADH는 해당 과정이 진행되는 데 필요한 NAD +로 산화됩니다. 산소가 없을 때 동종 발효는 NADH가 축적되는 것을 방지하여 해당 과정을 중단하고 세포의 에너지 원을 빼앗아갑니다. 발효는 ATP 분자를 생성하지 않지만 해당 과정이 계속되고 소량의 ATP를 생성합니다. 동종 발효에서는 젖산이 유일한 제품입니다.
이종 발효
산소가 없으면 효모와 같은 특정 유기체는 피루 베이트를 이산화탄소와 에탄올로 전환 할 수 있습니다. 양조업자는이 과정을 이용하여 곡물 매시를 맥주로 전환합니다. 이종 유산 발효는 두 단계로 진행됩니다. 첫째, 효소 pyruvate dehydrogenase는 pyruvate를 acetaldehyde로 전환합니다. 두 번째 단계에서 효소 알코올 탈수소 효소는 NADH에서 아세트 알데히드로 수소를 전달하여 에탄올과 이산화탄소로 전환합니다. 이 과정은 또한 해당 과정을 계속할 수 있도록 NAD +를 재생합니다.
화상 느낌
무거운 신체 활동 중에 근육이 타는 것을 느낀 적이 있다면 근육 세포에서 동종 발효 효과를 경험하고있는 것입니다. 격렬한 운동은 일시적으로 세포의 산소 공급을 고갈시킵니다. 이러한 조건에서 근육은 피루브산을 젖산으로 대사하여 친숙한 타는듯한 느낌을줍니다. 그러나 이것은 낮은 산소 수준에 대한 임시 방편 반응입니다. 산소가 없으면 세포가 빨리 죽을 수 있습니다.
양배추와 요거트
혐기성 발효는 맥주 외에 여러 가지 식품을 만드는 데 사용됩니다. 예를 들어 양배추는 발효를 통해 김치와 소금에 절인 양배추와 같은 진미를 얻을 수 있습니다. Lactobacillus bulgaricus 및 Streptococcus thermophiles를 포함한 특정 박테리아 균주는 동종 발효를 통해 우유를 요구르트로 전환합니다. 이 과정은 우유를 응고시키고 요구르트 풍미를 제공하며 우유의 산도를 증가시켜 많은 해로운 박테리아에 불쾌감을줍니다.