Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.
Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam otot mamalia selama kerja yang keras (yang tidak memiliki akseptor elektron eksternal), dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi yang mengasilkan asam laktat sebagai produk sampingannya. Akumulasi asam laktat inilah yang berperan dalam menyebabkan rasa kelelahan pada otot.
Fermentasi alkohol
Fermentasi alkohol merupakan suatu reaksi pengubahan glukosa menjadi etanol (etil alkohol) dan karbon dioksida. Organisme yang berperan yaitu Saccharomyces cerevisiae (ragi) untuk pembuatan tape, roti atau minuman keras. Reaksi kimianya yaitu:
Fermentasi alkohol itu mempunyai karakter
- berjalan anaerob
- menghasilkan 2 ATP , 2 CO2 , 2 Asetaldehid yang kemudian jadi 2 Etanol
- proses tanpa butuh oksigen itu karena di mitocondria oksigen praktis tidak ada , sehingga akseptor elektron pada fosforilasi elektron bukan oksigen , digantikan oleh senyawa asetaldehid
- praktis hanya berjalan respirasi ini tahap glikolisis , sehingga hasil produknya 2 ATP dan 2 NADH , 2 CO2 dan 2 Piruvat yang dirubah jadi Asetal dehid
- NADH harusnya dikirim ke mitocondria untuk diberikan ke oksigen jadi H2O namun karena tak ada olksigen NADH berikatan ion H+ nya oleh asetal dehid menjadi Etanol
- Perubahan Asam Piruvat menjadi asetal dehid meleppaskan CO2 maka dalam Bir , Pembuatan adonan roti keluar gas CO2 ( lihat reaksinya)
- Karena produk akhirnya berupa etanol ( etil alkohol) maka Fermentasi ini disebut Fermentasi alkohol sesuai produknya OK
Fermentasi asam laktat
Fermentasi asam laktat adalah respirasi yang terjadi pada sel hewan atau manusia, ketika kebutuhan oksigen tidak tercukupi akibat bekerja terlalu berat
Di dalam sel otot asam laktat dapat menyebabkan gejala kram dan kelelahan. Laktat yang terakumulasi sebagai produk limbah dapat menyebabkan otot letih dan nyeri, namun secara perlahan diangkut oleh darah ke hati untuk diubah kembali menjadi piruvat. Glukosa dipecah manjadi 2 molekul asam piruvat melalui glikolisis , membentuk 2 ATP dan 2 NADH.
Secara umum, fermentasi asam laktat perlu melalui dua tahapan, antara lain:
Proses fermentasi Homolactic
Pada proses ini terjadi perubahan glukosa mnjadi piruvat. Lalu terbentuklah 2 molekul asam lktat. Proses ini menggunakan enzim laktat Dehidrogenase.
Proses Fermentasi Heterofermentatif
Proses inin menggunakan piruvat sebagai penghasil asam laktat, etanol dan karbon dioksida sebagai hasil bawa bentuan enzim dehidrogenanse laktat dan piruvat dekarboksilase
Fermentasi asam laktat juga bisa terjadi pada sel-sel manusia, tepatnya di daerah otot. Misalnya ketika kita menggerakan tangan untuk meraih benda. Pergerakan tersebut akan menghasilkan energi sehingga kita bisa mengambil benda tersebut. Tanpa kita sadari, proses tersebut juga akan menghasilkan asam laktat yang terkumpul di otot – otot tersebut.
Peristiwa fermentasi asam laktat pada otot manusia dapat terjadi bila otot kita kekuranagna oksigen, sementara energi yang perlu dihasilkan cukup banyak. Energi yang terbentuk dari proses fermentasi asam laktat tersebut adalah sebanyak 2 ATP.
Asam laktat pada otot akan menyebabkan kita merasa pegal, kaku, atau bahkan kram. Jika kita terlalu banyak melakukan aktivitas yang menggunakan banyak energi, otomatis kita badan kita akan terasa pegal. Asam laktat dapat hilang sendiri secara berangsur-angsur setelah proses fermentasinya berakhir. Itulah sebabnya kita merasa pegal kita berkurang setelah kita berisitirahat. Rasa pegal juga bisa berkurang jika kita mandi. Ini karena asam laktat tersebut dapat terbawa air dan terbuang.
Teknologi pengolahan pangan juga banyak yang memanfaatkan proses fermentasi asam laktat. Misalnya, dalam pembuatan keju, yogurt, roti, dan berbagai macam minuman beralkohol. Maka dari itu, wajar saja jika makanan/minuman tersebut cenderung memiliki rasa yang asam.