発酵(はっこう)

酵母(こうぼ)などの微生物(びせいぶつ)（新しいタブで開きます）が、酸素(さんそ)を使(つか)わずに有機物(ゆうきぶつ)（新しいタブで開きます）を分解(ぶんかい)してエネルギーを取(と)り出(だ)す反応(はんのう)を発酵(はっこう)という。発酵(はっこう)では、呼吸(こきゅう)のように酸素(さんそ)を使(つか)う電子(でんし)伝達(でんたつ)系(けい)を使(つか)わず、解糖系(かいとうけい)だけで反応(はんのう)が進(すす)む。

酵母(こうぼ)が行(おこな)うアルコール発酵(はっこう)では、グルコースが解糖系(かいとうけい)でピルビン酸(さん)に分解(ぶんかい)された後(あと)、さらにエタノールと二酸化炭素(にさんかたんそ)に変(か)えられる。反応(はんのう)式(しき)はC₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂で表(あらわ)される。

乳酸菌(にゅうさんきん)などが行(おこな)う乳酸発酵(にゅうさんはっこう)では、ピルビン酸(さん)が乳酸(にゅうさん)に変(か)えられる。反応(はんのう)式(しき)はC₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃で表(あらわ)され、二酸化炭素(にさんかたんそ)は発生(はっせい)（新しいタブで開きます）しない。

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アルコール発酵(はっこう)も乳酸発酵(にゅうさんはっこう)も、ATPを作(つく)る反応(はんのう)は解糖系(かいとうけい)の部分(ぶぶん)だけで、1分子(ぶんし)のグルコースあたり得(え)られるATPは2分子(ぶんし)にとどまる。

これは、呼吸(こきゅう)で得(え)られる最大(さいだい)約(やく)38ATPと比(くら)べてごくわずかだ。発酵(はっこう)では、電子(でんし)伝達(でんたつ)系(けい)とATP合成(ごうせい)酵素(こうそ)によるATP合成(ごうせい)が行(おこな)われないためである。

ピルビン酸(さん)をエタノールや乳酸(にゅうさん)に変(か)える反応(はんのう)自体(じたい)はATPを生(う)み出(だ)さないが、この反応(はんのう)によって解糖系(かいとうけい)で使(つか)われたNAD⁺が再生(さいせい)され、解糖系(かいとうけい)を繰(く)り返(かえ)し進(すす)めることができる。

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発酵(はっこう)と呼吸(こきゅう)は、どちらも有機物(ゆうきぶつ)を分解(ぶんかい)してATPを取(と)り出(だ)す反応(はんのう)だが、酸素(さんそ)を使(つか)うかどうかで大(おお)きく異(こと)なる。呼吸(こきゅう)は酸素(さんそ)を使(つか)って有機物(ゆうきぶつ)を二酸化炭素(にさんかたんそ)と水(みず)まで完全(かんぜん)に分解(ぶんかい)し、多(おお)くのATPを取(と)り出(だ)す。

発酵(はっこう)は酸素(さんそ)が無(な)くても進(すす)められるが、有機物(ゆうきぶつ)を完全(かんぜん)には分解(ぶんかい)できず、エタノールや乳酸(にゅうさん)という形(かたち)でエネルギーの一部(いちぶ)を有機物(ゆうきぶつ)の中(なか)に残(のこ)したまま反応(はんのう)を終(お)える。

そのため、発酵(はっこう)で得(え)られるATPの量(りょう)は呼吸(こきゅう)よりはるかに少(すく)ない。酸素(さんそ)の無(な)い環境(かんきょう)で生(い)きる微生物(びせいぶつ)や、運動(うんどう)で酸素(さんそ)が不足(ふそく)した筋肉(きんにく)などが、発酵(はっこう)に頼(たよ)ってエネルギーを得(え)ている。