Kandungan
Glikolisis adalah langkah pertama dalam pernafasan sel, dan ia tidak memerlukan oksigen untuk diteruskan. Glikolisis menukar molekul gula menjadi dua molekul piruvat, juga menghasilkan dua molekul setiap adenosin trifosfat (ATP) dan nikotinamide adenine dinucleotide (NADH). Apabila oksigen tidak hadir, sel boleh memetabolisme pyruvate melalui proses penapaian.
Metabolisme Tenaga
ATP adalah molekul penyimpanan tenaga sel, manakala NADH dan versi teroksidanya, NAD +, mengambil bahagian dalam reaksi sel yang melibatkan pemindahan elektron, yang dikenali sebagai reaksi redoks. Jika oksigen hadir, sel boleh mengeluarkan tenaga kimia yang besar dengan memecah piruvat melalui kitaran asid sitrik, yang menukar NADH kembali ke NAD +. Tanpa pengoksidaan, sel mesti menggunakan penapaian untuk mengoksida NADH sebelum ia membina tahap tidak sihat.
Fermentasi Homolactic
Pyruvate adalah molekul tiga karbon yang enzim laktat dehidrogenase menjadi laktat melalui proses yang dikenali sebagai penapaian homolactic. Dalam proses ini, NADH dioksidakan menjadi NAD + yang diperlukan untuk glikolisis untuk diteruskan. Dalam ketiadaan oksigen, penapaian homolaktik menghalang NADH daripada terkumpul, yang akan menghentikan glikolisis dan merompak sel sumber tenaganya. Fermentasi tidak menghasilkan sebarang molekul ATP, tetapi ia membolehkan glycolysis untuk terus menghasilkan penghasilan ATP yang kecil. Dalam penapaian homolactic, laktat adalah produk tunggal.
Fermentasi heterolactic
Dalam ketiadaan oksigen, organisme tertentu seperti yis boleh menukar piruvat menjadi karbon dioksida dan etanol. Brewers memanfaatkan proses ini untuk menukar mash gandum menjadi bir. Hasil penapaian heterolaktik dalam dua langkah. Pertama, enzim pyruvate dehydrogenase menukar pyruvate kepada asetaldehida. Dalam langkah kedua, enzim alkohol dehidrogenase memindahkan hidrogen dari NADH ke asetaldehid, mengubahnya menjadi etanol dan karbon dioksida. Proses ini juga membangkitkan semula NAD +, yang membolehkan glikolisis diteruskan.
Merasa Burn
Jika anda pernah merasakan otot anda terbakar semasa aktiviti fizikal berat, anda mengalami kesan penapaian homolaktik dalam sel-sel otot anda. Latihan berat buat sementara waktu mengurangkan bekalan oksigen sel. Di bawah keadaan ini, otot memetabolisme piruvat menjadi asid laktik, yang menghasilkan sensasi terbakar biasa. Walau bagaimanapun, ini adalah reaksi berhenti untuk tahap oksigen yang rendah. Tanpa oksigen, sel-sel boleh mati dengan cepat.
Kubis dan Yogurt
Penapaian anaerobik digunakan untuk menghasilkan beberapa bahan makanan selain bir. Sebagai contoh, faedah kubis daripada penapaian untuk menghasilkan makanan lazat seperti kimchee dan sauerkraut. Sesetengah strain bakteria, termasuk Lactobacillus bulgaricus dan thermophiles Streptococcus, menukar susu kepada yogurt melalui penapaian homolactic. Proses mengalirkan susu, memberikan rasa yogurt dan meningkatkan keasaman susu, yang menjadikannya tidak menyenangkan bagi banyak bakteria berbahaya.