生物能學與代謝

發酵

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想像一個只有一台機器、共用一件工具的小作坊。這台機器只有在工具每次用完後被歸還時才能持續運轉。如果工具卡在某人手裡,整個作坊就會停擺。發酵就是細胞的妙招:當通常負責回收的氧氣缺席時,它來歸還那件共用工具,好讓自己的能量線繼續運轉。

發酵是一種無氧過程,讓糖解作用在沒有氧氣時仍能持續產生ATP。問題在於:糖解作用需要源源不斷的空載體NAD+,但它又不停地把它們填滿成NADH。沒有氧氣,電子傳遞鏈就無法再把它們清空。發酵的解決辦法,是把NADH上的電子轉而傾倒到丙酮酸(或其衍生物)上,從而再生出NAD+,讓糖解作用得以繼續。剩下的分子便成了廢產物:在你的肌肉裡是乳酸,在酵母裡則是乙醇加二氧化碳。

弄清楚發酵做什麼、不做什麼很重要。它並不產生糖解作用那一小份之外的任何新ATP;它的全部目的,是再生NAD+,好讓那點微薄的ATP供應不致中斷。人類利用它已有數千年,用來做麵包、啤酒、葡萄酒、優格和起司。劇烈運動時肌肉的灼燒感常被與這條途徑聯繫起來,不過乳酸本身是一種有用的燃料,而不只是一種毒素。

麵包能發起來,是因為酵母把麵團裡的糖發酵成二氧化碳氣體(形成氣孔)和少量乙醇(在烤箱裡烤散了)。

發酵真正的任務是再生NAD+以維持糖解作用——而不是製造額外的ATP。

發酵不會產生糖解作用那一小份之外的ATP;它的目的是再生NAD+。此外,乳酸並非單純的廢物毒素——身體會把它當作燃料重新利用。

又稱
anaerobic fermentation无氧发酵無氧發酵