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8.13: 발효
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Biology

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Fermentation
 
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8.13: 발효

대부분의 진핵생물은 생존하고 적절하게 기능하기 위해 산소가 필요합니다. 이러한 유기체는 포도당과 산소를 ​​이산화탄소와 물로 대사하여 유산소(aerobic; 호기성) 호흡을 하며 많은 양의 에너지를 생산합니다. 그러나 대부분의 진핵생물은 산소가 없는 경우에 무산소(anaerobic; 혐기성) 대사를 통해 약간의 에너지를 생성할 수 있습니다.

유산소 호흡은 일련의 산화환원반응(oxidation-reduction reaction)을 통해 진행하고 산소(최종 전자 수용체(final electron acceptor))가 물로 환원되면 종료됩니다. 산소가 없으면 이 반응은 진행되지 않습니다. 그 대신 세포는 피루브산(pyruvate) 같은 유기(organic) 분자를 최종 전자 수용체로 사용해 해당과정(glycolysis)에서 생성되는 NADH를 재생성합니다. 그리고 유기 분자를 사용해 NADH에서 NAD+를 재생성하는 과정을 발효(fermentation)라고 합니다.

발효에는 화학 반응의 최종 생성물에 따라 (1) 유산 발효(lactic acid fermentation)와 (2) 알코올 발효(alcohol fermentation)로 나뉩니다. 포유류에서 유산 발효는 미토콘드리아 부족으로 인해 유산소 호흡을 할 수 없는 적혈구뿐만 아니라 격렬한 운동을 하는 동안 골격근에서도 일어납니다. 유산 발효는 또 요구르트에서 발견되는 것과 같은 특정한 박테리아에서도 일어납니다. 이와 같은 유산 발효에선 피루브산과 NADH가 유산과 NAD+로 변환됩니다.

알코올 발효는 2단계로 이루어집니다. 첫 번째 단계에서는 피루브산이 이산화탄소와 아세트알데하이드(acetaldehyde; 아세트알데히드)로 변환됩니다. 두 번째 단계에서는 아세트알데하이드가 전자 수용체 역할을 해 NADH를 NAD+로 변환하고 그 과정에서 에탄올(ethanol)로 환원됩니다. 전반적으로 알코올 발효는 피루브산과 NADH를 에탄올, 이산화탄소, NAD+로 변환합니다. 효모(yeast)는 알코올 발효를 사용하여 당을 이산화탄소와 에탄올로 변환합니다. 이 과정은 맥주와 와인 같은 술을 생산하기 위해 사용됩니다.

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Fermentation Catabolic Processing Sugar Molecules Absence Of Oxygen Lactic Acid Fermentation Pyruvate Molecules Glycolysis ATP Production NAD Molecules NADH Lactate Carbon Dioxide Aerobic Respiration Muscle Cells Strenuous Exercise Liver Eukaryotic Organisms Anaerobic Metabolism Metabolic Process

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