wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc

Transkripsi

1 qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasd fghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq KONDISI ANAEROB PADA RESPIRASI DAN FERMENTASI wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui KARUNIA PUTRI SALEHA opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc SATUAN PROSES I vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui

2 DAFTAR ISI 1. BAB I 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan 4 2. BAB II 2.1. Respirasi Anaerob Definisi Respirasi Anaerob Persamaan Respirasi Anaerob Respirasi Anaerob dalam Ekologi Hubungan Respirasi Anaerob dengan Ekonomi Fermentasi Anaerob Definisi Fermentasi Anaerob Reaksi Fermentasi Anaerob Jenis Fermentasi Anaerob 9 a. Fermentasi Alkohol 10 b. Fermentasi Asam Laktat Organisme Anaerob Proses Metabolisme Secara Anaerob System PCr Glikolisis Perbedaan Respirasi Anaerob Dengan Fermentasi Anaerob Sumber Energi Dalam Kondisi Anaerob BAB III 3.1. KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA 19 2

3 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Saat olahraga baik olahraga dengan gerakan-gerakan yang bersifat konstan seperti jogging, marathon dan bersepeda atapun pada olahraga yang melibatkan gerakan- gerakan yang eksplosif seperti menendang bola atau gerakan smash, jaringan otot hanya akan memperoleh energi dari pemecahan molekul adenosinetriphospate atau yang biasa disingkat sebagai ATP. Melalui simpanan energy yang terdapat di dalam tubuh yaitu simpanan phosphocreatine (PCr), karbohidrat, lemak dan protein, molekul ATP ini akan dihasilkan melalui metabolisme energi yang akan melibatkan beberapa reaksi kimia yang kompleks. Pengunaan simpanan-simpanan energi tersebut beserta jalur metabolisme energi yang akan digunakan untuk menghasilkan molekul ATP ini bergantung terhadap jenis aktivitas serta intensitas yang dilakukan. Pada keadaan rendah oksigen, makhluk bertulang belakang (vertebrata)mengalami kondisi anaerob yang lebih cepat tetapi kurang effisisen untuk menghasilkan ATP. Anaerob adalah kata teknis yang secara harfiah berarti tanpa udara (dimana udara biasanya berarti oksigen). Kata yang berlawanan dengannya adalah aerobik. Anaerob digunakan untuk mengindikasikan tidak adanya akseptor elektron (nitrat, sulfat atau oksigen). Sehingga alcohol adalah suatu keadaan dimana organisme menghasilkan energi dalam ketiadaan oksigen Rumusan Masalah a. Apa yang dimaksud kondisi Anaerob? b. Bagaimana ruang lingkup kondisi Anaerob? c. Bagaimana metabolisme yang terjadi pada kondisi Anaerob? d. Bagaimana pemanfaatan Respirasi Anaerob? e. Produk apa yang dihasilkan dari Fermentasi Anaerob? f. Apa yang membedakan Respirasi Anaerob dengan Fermentasi Anaerob? 3

4 1.3. Tujuan a. Mengetahui kondisi Anaerob beserta ruang lingkupnya b. Mengetahui metabolisme yang terjadi pada kondisi Anaerob c. Mengetahui Respirasi Anaerob dan pemanfaatannya d. Mengetahui produk yang dihasilkan dari Fermentasi Anaerob e. Mampu membedakan Respirasi Anaerob dengan Fermentasi Anaerob 4

5 BAB II PEMBAHASAN 2.1. Respirasi Anaerob Definisi Respirasi Anaerob Respirasi anaerob adalah respirasi yang tidak melibatkan oksigen. Pengertian respirasi dalam biologi adalah proses mobilisasi energi yang dilakukan oleh makhluk hidup melalui pemecahan senyawa berenergi tinggi untuk digunakan dalam menjalankan fungsi hidup. Respirasi anaerob menggunakan pernapasan rantai transpor elektron yang tidak membutuhkan oksigen. Agar rantai transpor elektron berfungsi, akseptor eksogen elekron akhir harus tersedia supaya memungkinkan elektron untuk melewati sistem. Dalam respirasi anaerob menggunakan substansi pengurang oksidasi lain seperti sulfat, nitrat, belerang, atau fumarat. Akseptor elektron memiliki kemampuan mereduksi yang lebih rendah daripada oksigen, yang berarti lebih sedikit energi yang dihasilkan molekul pengoksidasi. Pada kondisi anaerob ( tidak tersedia oksigen ), suatu sel akan dapat mengubah asam piruvat menjadi CO2 dan etil alkohol serta membebaskan energi (ATP). Atau oksidasi asam piruvat dalam sel otot menjadi CO2 dan asam laktat serta membebaskan energi ( ATP ).Bentuk proses reaksi yang terakhir disebut, lazim dinamakan fermentasi. Proses ini juga melibatkan enzim-enzim yang terdapat di dalam sitoplasma sel. Oleh karena itu, respirasi anaerob kurang efisien dibandingkan respirasi aerobik. Respirasi anaerob hanya menghasilkan energi sejumlah 2 ATP. Itu sangat kecil dibandingkan dengan respirasi aerob yang menghasilkan 36 ATP. Respirasi anaerob digunakan oleh prokariota yang hidup di lingkungan tanpa oksigen. Itulah mengapa prokariota dapat hidup di lingkungan yang ekstrem. Banyak organisme anaerob adalah anaerob obligat, yang berarti mereka hanya menggunakan senyawa anaerob dan akan mati bila ada oksigen Persamaan Respirasi Anaerob Dalam proses respirasi anaerob, yang glikolisis langkah pertama adalah respirasi sel aerobik. Langkah ini menghasilkan 2 molekul ATP. Produk dari glikolisis 5

6 adalah piruvat, digunakan dalam fermentasi respirasi anaerob. Ini fermentasi respirasi anaerob membantu dalam produksi etanol dan nicotinamide adenine dinucleotide (NAD + ) atau untuk produksi laktat dan NAD +. Produksi NAD+ sangat diperlukan sebagai glikolisis menggunakannya dan jika ada penipisan NAD +, hal itu akan menyebabkan kematian sel. Proses respirasi anaerob mengikuti siklus Krebs dan terjadi dalam cairan sitoplasma. Hasil energi utama dari respirasi aerobik terjadi di mitokondria. Banyak energi pergi limbah dalam bentuk molekul etanol dan laktat sebagai sel tidak dapat memanfaatkannya. Sebaliknya mereka mengeluarkan produk ini sebagai limbah. Respirasi anaerob terjadi dalam bentuk dua jalur, yaitu fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat. Berikut ini adalah persamaan respirasi anaerob kimia. Rumus Respirasi Anaerob 2ATP + C 6 H 12 O 6 + Enzim 2CH 3 CH 2 OH + 2CO 2 + 4ATP Respirasi Anaerob dalam Ekologi Respirasi anaerob memainkan peran utama dalam siklus nitrogen, sulfur, dan karbon di seluruh dunia melalui pengurangan senyawa nitrogen, belerang, dan karbon. Denitrifikasi adalah jalur utama yang digunakan makhluk hidup untuk mengembalikan nitrogen ke atmosfer sebagai molekul gas nitrogen. Hidrogen sulfida yang merupakan hasil dari respirasi sulfat adalah neurotoksin yang kuat dan bertanggung jawab terhadap bau telur busuk yang terjadi di rawa payau Hubungan Respirasi Anaerob dengan Ekonomi Dinitrifikasi dissimiltory secara luas digunakan untuk membersihkan nitrat dan nitrit dari air limbah. Tingkat nitrit yang tinggi dalam air minum dapat menjadi masalah karena air tersebut menjadi beracun. Denitrifikasi mengubah nitrat dan nitrit menjadi gas nitrogen yang tidak berbahaya. Metanogenesis adalah bentuk respirasi karbonat yang menghasilkan gas metana oleh pencernaan anaerob. Metana biogenik digunakan sebagai alternatif pengganti bahan bakar fosil. Di sisi negatif, metanogenesis yang tidak terkendali di lokasi pembuangan akhir akan melepaskan metana dalam jumlah besar ke atmosfer, yang menjadi penyebab utama dari efek gas rumah kaca. 6

7 Beberapa tipe respirasi anaerob juga digunakan untuk mengubah bahan kimia yang beracun menjadi molekul yang lebih tidak berbahaya. Misalnya, arsenat atau selenat yang beracun dapat direduksi menjadi senyawa yang tidak beracun oleh berbagai bakteri Fermentasi Anaerob Definisi Fermentasi Anaerob Beberapa organisme yang melakukan fermentasi di antaranya adalah bakteri dan protista yang hidup di rawa, lumpur, makanan yang diawetkan, atau tempattempat lain yang tidak mengandung oksigen. Beberapa organisme dapat menggunakan oksigen untuk respirasi, tetapi dapat juga melakukan fermentasi. Organisme seperti ini melakukan fermentasi jika lingkungannya miskin oksigen. Selsel otot juga dapat melakukan fermentasi jika sel-sel otot kekurangan oksigen. Fermentasi anaerob adalah metode yang digunakan sel untuk mengekstrak energi dari karbohidrat ketika oksigen atau akseptor elektron lainnya tidak tersedia di lingkungan sekitarnya. Hal ini membedakannya dari respirasi anaerob, yang tidak menggunakan oksigen namun tidak menggunakan akseptor elektron molekul yang berasal dari luar sel. Proses ini dapat diikuti oleh glikolisis sebagai langkah berikutnya dalam pemecahan glukosa dan gula lain untuk menghasilkan molekul adenosin trifosfat (ATP) yang menghasilkan sumber energi untuk sel. Seperti pada respirasi aerob, glukosa merupakan substrat pada tahap awal fermentasi. Glukosa dipecah menjadi dua molekul asam piruvat, dua NADH, dan terbentuk dua ATP. Tetapi, reaksi fermentasi tidak sempurna memecah glukosa menjadi karbon dioksida dan air. Mula-mula pada fermentasi anaerob, sel meregenerasi nikotinamida adenine dinucleotide (NAD + ) dari bentuk tereduksi dinukleotida nikotinamida adenin (NADH), sebuah molekul yang diperlukan untuk melanjutkan glikolisis. Fermentasi anaerob bergantung pada enzim untuk menambahkan gugus fosfat ke molekul adenosine diphosphate individual (ADP) untuk menghasilkan ATP, yang berarti itu adalah bentuk fosforilasi tingkat substrat. Hal ini berbeda jelas dengan fosforilasi oksidatif, yang menggunakan energi dari gradien proton yang didirikan untuk menghasilkan ATP. Contoh fermentasi adalah fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat. 7

8 Reaksi Fermentasi Anaerob Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Secara singkat, glukosa (C 6 H 12 O 6 ) yang merupakan gula paling sederhana, melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (2C 2 H 5 OH). Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan. Persamaan Reaksi Kimia C 6 H 12 O 6 2C 2 H 5 OH + 2CO ATP (Energi yang dilepaskan:118 Kj per mol) Dijabarkan sebagai Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) Alkohol (etanol) + Karbon dioksida + Energi (ATP) Jalur biokimia yang terjadi, sebenarnya bervariasi tergantung jenis gula yang terlibat, tetapi umumnya melibatkan jalur glikolisis, yang merupakan bagian dari tahap awal respirasi aerobik pada sebagian besar organisme. Jalur terakhir akan bervariasi tergantung produk akhir yang dihasilkan. Berikut ini, diagram yang menunjukkan jalur glikolisis yang terjadi pada fermentasi alcohol dan fermentasi asam laktat 8

9 Gambar B Jalur glikolisis: pada fermentasi alcohol dan asam laktat Jenis Fermentasi Anaerob Ada dua jenis utama dari fermentasi anaerob yaitu, fermentasi alcohol dan 9

10 fermentasi asam laktat. Keduanya mengembalikan NAD + untuk memungkinkan sel untuk terus menghasilkan ATP melalui glikolisis. a. Fermentasi alkohol Fermentasi alcohol dilakukan oleh jamur ragi (yeast) secara anaerob. Sebagai substrat fermentasi adalah asam piruvat. Dalam hal ini dua molekul piruvat (hasil glikolisis) dikonversikan, dua molekul etanol dan dua molekul karbon dioksida dibebaskan agar menjadi asetaldehid. NADH memberikan elektron dan hidrogen kepada asetaldehid, sehingga terbentuk produk akhir alkohol yaitu etanol. Reaksinya adalah proses dua langkah di mana piruvat diubah menjadi asetaldehida dan karbon dioksida pertama, oleh enzim piruvat dekarboksilase. Pada langkah kedua, alkohol dehidrogenase mengubah asetaldehida menjadi etanol. Proses metabolik terjadi pada jenis tertentu dari sel bakteri dan sel-sel ragi. Hal ini membuat ragi populer untuk membuat roti, bir, dan anggur, dengan menggunakan salah satu karbon dioksida atau etanol dari fermentasi.pada fermentasi alkohol dihasilkan dua ATP. Gambar B a Reaksi pada Fermentasi Alkohol Dalam prosesnya, fermentasi alcohol melibatkan mikroorganisme. Berikut ini mikroorganisme yang berperan dalam teknologi fermentasi 10lcohol adalah : Streptococcus thermopiles, Streptococcus Lactis dan Streptococcus cremoris. Semuanya ini adalah bakteri positif, berbentuk bulat (coccus) yang terdapat sebagai rantai dan semuanya mempunyai nilai ekonomis penting dalam industri susu. Pediococcus cerevisae. Bakteri ini adalah gram positif berbentuk bulat, khususnya terdapat berpasangan atau berempat (tetrads). Walaupun 10

11 jenis ini tercatat sebagai perusak bir dan anggur, bakteri ini berperan penting dalam fermentasi daging dan sayuran. Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc dextranicum. Bakteri ini adalah gram positif berbentuk bulat yang terdapat secara berpasangan atau rantai pendek. Bakteri-bakteri ini berperanan dalam perusakan larutan gula dengan produksi pertumbuhan dekstran berlendir. Walaupun demikian, bakteri- bakteri ini merupakan jenis yang penting dalam permulaan fermentasi sayuran dan juga ditemukan dalam sari buah, anggur, dan bahan pangan lainnya. Lactobacillus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus delbrueckii. Organismeorganisme ini adalah bakteri berbentuk batang, gram positif dan sering berbentuk pasangan dan rantai dari sel-selnya. Jenis ini umumnya lebih tahan terhadap keadaan asam dari pada jenis-jenis Pediococcus atau Streptococcus dan oleh karenanya menjadi lebih banyak terdapat pada tahapan terakhir dari fermentasi tipe asam laktat. Bakteri- bakteri ini penting sekali dalam fermentasi susu dan sayuran. b. Fermentasi Asam Laktat Fermentasi asam laktat terjadi pada otot manusia saat melakukan kerja keras dan persediaan oksigen kurang mencukupi. Pada fermentasi asam laktat molekul asam piruvat hasil glikolisis menerima elektron dan hidrogen dari NADH. Transfer elektron dan hidrogen menghasilkan NAD kembali. Pada saat yang sama, asam piruvat diubah menjadi asam laktat yang menghasilkan dua ATP. Kerja otot terusmenerus akan menimbulkan asam laktat dalam jumlah besar. Penimbunan asam laktat pada otot menyebabkan elastisitas otot menjadi menimbulkan gejala kram serta kelelahan. berkurang dan 11

12 Gambar B b Reaksi pada Fermentasi Asam Laktat Bakteri asam laktat mampu mengebah glukosa menjadi asam laktat. Bakeri tersebut adalah Laktobbacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus dan Bifidobacterium. Fermentasi asam laktat terbagi menjadi dua jenis, yaitu homofermentatif (sebagian besar hasil akhir merupakan asam laktat) dan heterofermentatif (hasil akhir berupa asam laktat, asam asetat, etanol dan CO 2 ). Secara garis besar, keduanya memiliki kesamaan dalam mekanisme pembentukan asam laktat, yaitu piruvat akan diubah menjadi laktat (atau asam laktat) dan diikuti dengan proses transfer elektron dari NADH menjadi NAD +. Pola fermentasi ini dapat dibedakan dengan mengetahui keberadaan enzim-enzim yang berperan di dalam jalur metabolisme glikolisis. Pada heterofermentatif, tidak ada aldolase dan heksosa isomerase tetapi menggunakan enzim fosfoketolase dan menghasilkan CO 2. Metabolisme heterofermentatif dengan menggunakan heksosa (golongan karbohidrat yang terdiri dari 6 atom karbon) akan melalui jalur heksosa monofosfat atau pentosa fosfat. Sedangkan homofermentatif melibatkan aldolase dan heksosa aldolase namun tidak memiliki fosfoketolase serta hanya sedikit atau bahkan sama sekali tidak menghasilkan CO 2. Jalur metabolisme dari yang digunakan pada homofermentatif adalah lintasan Embden-Meyerhof-Parnas. Beberapa contoh genus bakteri yang merupakan bakteri homofermentatif adalah Streptococcus, Enterococcus, Lactococcus, Pediococcus, dan Lactobacillus; sedangkan contoh bakteri heterofermentatif adalah Leuconostoc dan Lactobacillus. 12

13 Gambar B b1 Diagram Heterofermentatif Gambar B b2 Diagram Homofermentatif 13

14 2.3. Organisme Anaerob Organisme anaerob atau anaerob adalah setiap organisme yang tidak memerlukan oksigen untuk tumbuh. Organism anaerob terbagi menjadi dua: Anaerob obligat akan mati bila terpapar pada oksigen dengan kadar atmosfer. Anaerob fakultatif dapat menggunakan oksigen jika tersedia. Anaerob obligat dapat menggunakan fermentasi atau respirasi anaerob. Jika terdapat oksigen, anaerob fakultatif menggunakan respirasi aerobik; tanpa oksigen beberapa diantaranya berfermentasi, beberapa lagi menggunakan respirasi anaerob. Organisme aerotoleran hanya dapat berfermentasi. Mikroaerofil melakukan respirasi aerobik, dan beberapa diantaranya dapat juga melakukan respirasi anaerob. Terdapat beberapa persamaan kimia untuk reaksi fermentasi anaerob. Organisme anaerob fermentatif biasanya menggunakan jalur fermentasi asam laktat: C 6 H 12 O ADP + 2 fosfat 2 asam laktat + 2 ATP Energi yang dilepaskan pada persamaan ini sekitar 150 Kj per mol, yang disimpan dalam regenerasi dua ATP dari ADP per glukosa. Ini hanya 5% energi per molekul gula daripada yang dapat dihasilkan oleh reaksi aerobik. Tumbuhan dan jamur (contohnya ragi) biasanya melakukan fermentasi alkohol (etanol) ketika oksigen terbatas melalui reaksi berikut: C 6 H 12 O ADP + 2 fosfat 2 C 2 H 5 OH + 2 CO ATP Energi yang dilepaskan sekitar 180 Kj per mol, yang disimpan dalam regenerasi dua ATP dari ADP per glukosa. Bakteri anaerob dan archaea menggunakan jalur ini dan beberapa jalur lainnya dalam melakukan fermentasi seperti: fermentasi asam propionat, fermentasi asam butirat, fermentasi pelarut, fermentasi asam campuran, fermentasi butanediol, fermentasi Stickland, asetogenesis atau metanogenesis. Beberapa bakteri anaerob menghasilkan toksin (racun) seperti toksin tetanus atau botulinum yang sangat berbahaya bagi organisme yang lebih besar, termasuk manusia. Anaerob obligat akan mati bila terdapat oksigen karena tidak adanya enzim superoksida dismutase dan katalase yang dapat mengubah superoksida berbahaya yang timbul dalam selnya karena adanya oksigen. 14

15 2.4. Proses Metabolisme Secara Anaerob System PCr Creatine (Cr) merupakan jenis asam amino yang tersimpam di dalam otot sebagai sumber energi. Di dalam otot, bentuk creatine yang sudah ter-fosforilasi yaitu phosphocreatine (PCr) akan mempunyai peranan penting dalam proses metabolisme energi secara anaerob di dalam otot untuk menghasilkan ATP. Dengan bantuan enzim creatine kinase, phosphocreatine (PCr) yang tersimpan di dalam otot akan dipecah menjadi Pi (inorganik fosfat) dan creatine dimana proses ini juga akan disertai dengan pelepasan energi sebesar 43 Kj (10.3 kkal) untuk tiap 1 mol PCr. Inorganik fosfat (Pi) yang dihasilkan melalui proses pemecahan PCr ini melalui proses fosforilasi dapat mengikat kepada molekul ADP (adenosine diphospate) untuk kemudian kembali membentuk molekul ATP ( adenosine triphospate). Melalui proses hidrolisis PCr, energi dalam jumlah besar (2.3 mmol ATP/kg berat basah otot per detiknya) dapat dihasilkan secara instant untuk memenuhi kebutuhan energi pada saat berolahraga dengan intensitas tinggi yang bertenaga. Namun karena terbatasnya simpanan PCr yang terdapat di dalam jaringan otot yaitu hanya sekitar mmol ATP/ kg berat basah maka energi yang dihasilkan melalui proses hidrolisis ini hanya dapat bertahan untuk mendukung aktivitas anaerob selama 5-10 detik. Karena fungsinya sebagai salah satu sumber energi tubuh dalam aktivitas anaerob, supplementasi creatine mulai menjadi popular pada awal tahun 1990-an setelah berakhirnya Olimpiade Barcelona. Creatine dalam bentuk creatine monohydrate telah menjadi suplemen nutrisi yang banyak digunakan untuk meningkatkan kapasitas aktivitas anaerob. Namun secara alami, creatine ini akan banyak terkandung di dalam bahan makanan protein hewani seperti daging dan ikan Glikolisis Glikolisis merupakan salah satu bentuk metabolisme energi yang dapat berjalan secara anaerob tanpa kehadiran oksigen. Proses metabolisme energi ini mengunakan simpanan glukosa yang sebagian besar akan diperoleh dari glikogen otot atau juga dari glukosa yang terdapat di dalam aliran darah untuk menghasilkan ATP. Inti dari proses glikolisis yang terjadi di dalam sitoplasma sel ini adalah mengubah molekul glukosa menjadi asam piruvat dimana proses ini juga akan 15

16 disertai dengan membentukan ATP. Jumlah ATP yang dapat dihasilkan oleh proses glikolisis ini akan berbeda bergantung berdasarkan asal molekul glukosa. Jika molekul glukosa berasal dari dalam darah maka 2 buah ATP akan dihasilkan namun jika molekul glukosa berasal dari glikogen otot maka sebanyak 3 buah ATP akan dapat dihasilkan. Mokelul asam piruvat yang terbentuk dari proses glikolisis ini dapat mengalami proses metabolisme lanjut baik secara aerobik maupun secara anaerob bergantung terhadap ketersediaan oksigen di dalam tubuh. Pada saat berolahraga dengan intensitas rendah dimana ketersediaan oksigen di dalam tubuh cukup besar, molekul asam piruvat yang terbentuk ini dapat diubah menjadi CO2 dan H2O di dalam mitokondria sel. Dan jika ketersediaan oksigen terbatas di dalam tubuh atau saat pembentukan asam piruvat terjadi secara cepat seperti saat melakukan sprint, maka asam piruvat tersebut akan terkonversi menjadi asam laktat Perbedaan Respirasi Anaerob Dengan Fermentasi Anaerob Respirasi baik aerobik maupun anaerob menggunakan NADH dan FADH2 (yang dihasilkan selama proses glikolisis dan siklus asam sitrat) untuk membentuk gradien elektrokimia (sering disebut gradien proton) yang melintasi membran, yang mengakibatkan perbedaan potensial listrik atau ion konsentrasi melintasi membran. Sebaliknya, fermentasi tidak membutuhkan gradien elektrokimia. Fermentasi bukan hanya menggunakan fosforilasi tingkat sustrat untuk menghasilkan ATP. Akseptor NAD+ diregenerasi dari NADH dibentuk pada tahap oksidatif dari jalur fermentasi oleh penurunan senyawa teroksidasi. Senyawa ini teroksidasi sering terbentuk selama jalur fermentasi.misalnya, dalam bakteri asam laktat bersifat homofermentatif, NADH terbentuk selama oksidasi gliseraldehida-3-fosfat teroksidasi kembali ke NAD+ dengan mereduksi piruvat untuk asam laktat pada tahap berikutnya. Dalam ragi, asetaldehida direduksi menjadi etanol Sumber Energi Dalam Kondisi Anaerob Fermentasi diperkirakan menjadi cara untuk menghasilkan energi pada organisme purba sebelum oksigen berada pada konsentrasi tinggi di atmosfer seperti saat ini, sehingga fermentasi merupakan bentuk purba dari produksi energi sel. 16

17 Produk fermentasi mengandung energi kimia yang tidak teroksidasi penuh tetapi tidak dapat mengalami metabolisme lebih jauh tanpa oksigen atau akseptor elektron lainnya (yang lebih highly-oxidized) sehingga cenderung dianggap produk sampah (buangan). Konsek wensinya adalah bahwa produksi ATP dari fermentasi menjadi kurang effisien dibandingkan oxidative phosphorylation, di mana pirufat teroksidasi penuh menjadi karbon dioksida. Fermentasi menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa bila dibandingkan dengan 36 ATP yang dihasilkan respirasi aerobik. Glikolisis aerobik adalah metode yang dilakukan oleh sel otot untuk memproduksi energi intensitas rendah selama periode di mana oksigen berlimpah. Pada keadaan rendah oksigen, makhluk bertulang belakang (vertebrata) menggunakan glikolisis anaerob yang lebih cepat tetapi kurang effisisen untuk menghasilkan ATP. Kecepatan menghasilkan ATP-nya 100 kali lebih cepat daripada oxidative phosphorylation. Walaupun fermentasi sangat membantu dalam waktu pendek dan intensitas tinggi untuk bekerja, ia tidak dapat bertahan dalam jangka waktu lama pada organisme aerobik yang kompleks. Sebagai contoh, pada manusia, fermentasi asam laktat hanya mampu menyediakan energi selama 30 detik hingga 2 menit. Tahap akhir dari fermentasi adalah konversi piruvat ke produk fermentasi akhir. Tahap ini tidak menghasilkan energi tetapi sangat penting bagi sel anaerob karena tahap ini meregenerasi nicotinamide adenine dinucleotide (NAD + ), yang diperlukan untuk glikolisis. Ia diperlukan untuk fungsi sel normal karena glikolisis merupakan satu-satunya sumber ATP dalam kondisi anaerob. 17

18 BAB III PENUTUP 3.1. KESIMPULAN Anaerob adalah suatu keadaan dimana organisme menghasilkan energi dalam ketiadaan oksigen. Dalam ruang lingkupnya, anaerob dapat merujuk pada respirasi anaerob dan fermentasi anaerob. Respirasi anaerob adalah respirasi yang tidak melibatkan oksigen. Dalam prosesnya, respirasi anaerob menggunakan NADH dan FADH 2 (yang dihasilkan selama proses glikolisis dan siklus asam sitrat) untuk membentuk gradien elektrokimia (sering disebut gradien proton) yang melintasi membran, yang mengakibatkan perbedaan potensial listrik atau ion konsentrasi melintasi membran. Respirasi anaerob digunakan untuk mengubah bahan kimia yang beracun menjadi molekul yang lebih tidak berbahaya. Misalnya, arsenat atau selenat yang beracun dapat direduksi menjadi senyawa yang tidak beracun oleh berbagai bakteri. Berbeda dengan respirasi anaerob, fermentasi anaerob tidak membutuhkan gradien elektrokimia. Akseptor NAD + diregenerasi dari NADH dibentuk pada tahap oksidatif dari jalur fermentasi oleh penurunan senyawa teroksidasi. NADH terbentuk selama oksidasi gliseraldehida-3-fosfat teroksidasi kembali ke NAD + dengan mereduksi piruvat untuk asam laktat pada tahap berikutnya. Dalam ragi, asetaldehida direduksi menjadi etanol. Fermentasi anaerob diklasifikasikan menjadi dua, yaitu fermentasi asam laktat dan fermentasi alcohol. Fermentasi alcohol dilakukan oleh jamur ragi (yeast) secara anaerob. Sebagai substrat fermentasi adalah asam piruvat. Fermentasi asam laktat terjadi pada otot manusia saat melakukan kerja keras dengan persediaan oksigen kurang mencukupi. 18

19 3.2. DAFTAR PUSTAKA chs%c3%a4ureg%c3%a4rung.png?download [26 Desember 2014] ilchs%c3%a4ureg%c3%a4rung.png?download [26 Desember 2014] [25 Desember 2014] [25 Desember 2014] [22 Desember 2014] kezx9rll6ug/uit7ounb0_i/aaaaaaaaafm/ltd0qbhhwos/s1600/fermentasi +alkohol.png [22 Desember 2014] Hernawati.2009.Produksi Asam Laktat pada Exercise Aerob dan Anaerob.Ebook:Bandung. Irawan.M.Anwari.2007.Metabolisme Energi Tubuh dan Olahraga.Ebook:Jakarta. 19