7.3 - Fermentasi

Fermentasi ialah proses metabolik di mana molekul-molekul glukosa diuraikan secara anaerob. Hasilnya, molekul glukosa tersebut tidak dioksidakan dengan lengkap kerana kekurangan atau ketiadaan bekalan oksigen. Molekul piruvat yang dihasilkan akan menjalani sama ada fermentasi alkohol atau fermentasi asid laktik , berbeza dengan proses normal glikolisis.

Fermentasi alkohol

• Penguraian glukosa secara tidak lengkap menghasilkan etanol, karbon dioksida dan tenaga.
• Hanya tenaga sebanyak 210 kJ dihasilkan.
• Etanol yang terhasil boleh digunakan untuk membuat wain dan bir.
• Karbon dioksida yang dihasilkan boleh menaikkan adunan dalam pembuatan roti.
• Pokok padi menjalankan proses fermentasi alkohol kerana tumbuh di kawasan berair (kekurangan oksigen).
• Biasanya, etanol yang dihasilkan dalam tumbuh-tumbuhan adalah toksik. Namun begitu, sel pokok padi dapat menghasilkan enzim alkohol dehydrogenase yang boleh menguraikan molekul etanol menjadi bahan tak toksik.

Fermentasi Asid Laktik

• Merujuk kepada penguraian glukosa menjadi asid laktik dan tenaga.
• Fermentasi susu dalam penghasilan yogurt merupakan salah satu contohnya.
• Lactobacillus bakteria bertindak ke atas laktosa dan menukarnya kepada asid laktik yang kemudiannya menggumpalkan kasein.
• Asid laktik merupakan punca rasa masam dalam yogurt.

Rajah 3 - Fermentasi asid laktik juga boleh berlaku dalam sel otot manusia semasa aktiviti cergas. Apabila semua bekalan oksigen yang ada sudah digunakan, kadar pernafasan dan degupan jantung akan meningkat untuk membekalkan lebih banyak bekalan oksigen kepada otot. Namun begitu, ini tidak cukup untuk memenuhi keperluan otot-otot. Otot dikatakan mengalami hutang oksigen (kekurangan oksigen). Otot-otot bermula menjalankan respirasi anaerob untuk mendapatkan lebih banyak tenaga. Semasa respirasi anaerob, molekul-molekul glukosa tidak dapat diuraikan dengan sepenuhnya, membentuk asid laktik dan bukannya karbon dioksida dan air. Setiap molekul glukosa diuraikan dan hanya 2 molekul ATP (150 kJ) dihasilkan kerana tidak dioksidakan dengan sepenuhnya dan kebanyakan tenaga masih terperangkap di dalamnya. Asid laktik yang terkumpul boleh mencapai satu kepekatan yang boleh menyebabkan kelesuan dan kekejangan otot. Individu tersebut perlu menarik nafas secara dalaman untuk menyedut lebih banyak oksigen bagi mengoksidakan asid laktik menjadi karbon dioksida dan air. Hutang oksigen dikatakan telah dibayar apabila semua asid laktik telah disingkirkan. Oleh itu, hutang oksigen merupakan jumlah oksigen yang diperlukan untuk mengeluarkan asid laktik dari otot.

Perbandingan antara Respirasi Aerob dengan Fermentasi

• Persamaan
  • Penguraian glukosa dan pertukaran tenaga kimia
  • Kedua-dua berlaku dalam sitoplasma
  • Kedua-dua proses berlaku dalam yis, bakteria, haiwan dan tumbuh-tumbuhan
  • Kedua-dua proses bermula dengan proses glikolisis
  • Molekul ATP dihasilkan
• Perbezaan
  • Respirasi Aerob
    • Bekalan oksigen: Berterusan dan mencukupi
    • Penguraian glukosa: Lengkap
    • Tapak tindakan: Sitoplasma dan mitokondrion
    • Penghasilan tenaga: Satu molekul glukosa memberi tenaga sebanyak 2898 kJ
    • Produk akhir: Karbon dioksida dan air
  • Fermentasi
    • Bekalan oksigen: Terhad atau langsung tiada
    • Penguraian glukosa: Tidak lengkap
    • Tapak tindakan: Sitoplasma
    • Penghasilan tenaga: Satu molekul glukosa memberi tenaga sebanyak 210 kJ (fermentasi alkohol) atau 150 kJ (fermentasi asid laktik)
    • Produk akhir: Etanol dan karbon dioksida atau asid laktik