Respirasi Anaerob: Fermentasi Alkohol dan Fermentasi Asam Laktat

Sobat Pijar tahu tidak, ternyata proses respirasi tidak selalu membutuhkan oksigen, lho. Proses respirasi yang tidak membutuhkan oksigen dinamakan dengan respirasi anaerobik atau anaerob.

Sehingga, beberapa tumbuhan pada kondisi tanpa oksigen pun masih bisa berfungsi dan hidup dengan baik. Penasaran bagaimana prosesnya? Yuk, baca artikel ini sampai selesai, Sobat Pijar!

Baca juga: Respirasi Aerob: Glikolisis, Dekarboksilasi Oksidatif, Siklus Krebs, dan Transpor Elektron

Pengertian Respirasi Anaerob

Respirasi anaerob adalah respirasi yang dilakukan oleh tumbuhan ketika terjadi peristiwa tidak ada cukup oksigen yang tersedia untuk menghasilkan energi. 

Berbeda dengan respirasi aerob yang memerlukan oksigen, respirasi anaerob berjalan tanpa oksigen sebagai komponen utama dalam prosesnya. Ini terjadi saat oksigen tidak cukup tersedia atau ketika aktivitas sel sedang padat sehingga oksigen tidak dapat dipasok dengan cepat.

Respirasi anaerob berlangsung di sitoplasma sel. Di dalam sitoplasma, glukosa atau senyawa organik lainnya dipecah sebagian melalui serangkaian reaksi kimia, menghasilkan sejumlah kecil energi dalam bentuk ATP (adenosin trifosfat). Meskipun energi yang dihasilkan dari respirasi anaerob lebih rendah daripada respirasi aerob, ini tetap menjadi mekanisme penting bagi tumbuhan dalam situasi ketika oksigen terbatas.

Hasil respirasi anaerob adalah produksi energi dalam bentuk ATP. Namun, karena proses ini tidak efisien seperti respirasi aerob, jumlah ATP yang dihasilkan lebih sedikit. Selain itu, salah satu produk sampingan dari respirasi anaerob adalah asam laktat. Asam laktat ini dapat menumpuk dalam sel dan menyebabkan penurunan pH, yang pada akhirnya dapat mengganggu fungsi normal sel.

Ciri-ciri Respirasi Anaerob

1. Tidak Memerlukan Oksigen (Anaerob)

Respirasi anaerob memiliki ciri khas tidak bergantung pada ketersediaan oksigen. Hal ini tentunya memungkinkan makhluk hidup yang berada pada kondisi rendah oksigen, misalnya tumbuhan yang tenggelam di dalam air untuk tetap menghasilkan sedikit energi.

2. Menghasilkan Energi (ATP)

Respirasi anaerob menghasilkan energi dalam bentuk ATP (adenosin trifosfat). Meskipun jumlah ATP yang dihasilkan jauh lebih sedikit dibandingkan dengan respirasi aerob, tetap saja hal ini penting untuk memenuhi kebutuhan energi sel dalam situasi di mana oksigen terbatas.

3. Efisiensi Energi yang Rendah

Efisiensi energi yang dihasilkan dari respirasi anaerob lebih rendah dibandingkan dengan respirasi aerob. Hal ini karena rantai transpor elektron dalam respirasi aerob menghasilkan lebih banyak ATP dibandingkan dengan jalur-jalur alternatif yang digunakan dalam respirasi anaerob. Oleh karena itu, organisme cenderung beralih kembali ke respirasi aerob begitu oksigen tersedia kembali.

4. Produksi Senyawa Sampingan

Respirasi anaerob menghasilkan produk sampingan seperti asam laktat atau etanol. Pada manusia misalnya, saat otot bekerja keras dan pasokan oksigen tidak mencukupi, asam laktat dapat menumpuk dalam otot, menyebabkan sensasi kram atau kelelahan. Pada tumbuhan, produk sampingan ini dapat berdampak pada keseimbangan pH dalam sel dan jaringan.

5. Terjadi dalam Sitoplasma

Respirasi anaerob pada tumbuhan terjadi dalam sitoplasma sel. Di dalam sitoplasma, molekul glukosa atau senyawa organik lainnya dipecah sebagian melalui serangkaian reaksi kimia. Karena lokasinya yang berbeda dari respirasi aerob yang terjadi di mitokondria, respirasi anaerob dapat dianggap sebagai mekanisme cadangan dalam kondisi darurat.

6. Tidak Memanfaatkan Rantai Transpor Elektron

Respirasi anaerob umumnya tidak melibatkan rantai transpor elektron seperti yang terjadi dalam respirasi aerob. Karena oksigen tidak tersedia untuk menjadi akseptor akhir elektron, organisme yang menjalani respirasi anaerob menggunakan molekul-molekul lain sebagai akseptor alternatif.



Tahapan Respirasi Anaerob

Fermentasi Asam Laktat

Fermentasi asam laktat melibatkan beberapa tahapan yang penting. Berikut adalah beberapa tahapan dalam fermentasi asam laktat:

1. Glikolisis

Tahap pertama fermentasi asam laktat adalah glikolisis. Dalam glikolisis, glukosa (gula) dipecah menjadi dua molekul piruvat melalui serangkaian reaksi kimia di dalam sel. Proses ini menghasilkan sedikit ATP dan NADH sebagai pembawa elektron yang akan digunakan lebih lanjut.

2. Konversi Piruvat

Dalam tahap ini, piruvat yang dihasilkan dari glikolisis diubah menjadi asam laktat. Reaksi ini terjadi dalam kondisi anaerobik (tanpa oksigen) dan mengubah piruvat menjadi asam laktat menggunakan NADH yang dihasilkan selama glikolisis. Ini membantu dalam mengoksidasi NADH kembali menjadi NAD+ sehingga glikolisis dapat berlanjut.

3. Regenerasi NAD+

Salah satu tujuan utama fermentasi asam laktat adalah untuk menghasilkan kembali molekul NAD+ yang dibutuhkan dalam glikolisis. NAD+ diperlukan untuk menjaga glikolisis tetap berjalan dengan baik. Dalam proses konversi piruvat menjadi asam laktat, NADH berubah kembali menjadi NAD+, sehingga dapat digunakan lagi dalam tahap glikolisis.

Produk fermentasi asam laktat adalah asam laktat itu sendiri. Asam laktat yang dihasilkan akan menjadi sumber energi bagi sel atau mikroorganisme yang melakukan fermentasi ini. Selain itu, dalam industri makanan, fermentasi asam laktat juga digunakan dalam produksi berbagai produk seperti yogurt dan beberapa jenis produk susu fermentasi.

Fermentasi Alkohol

Fermentasi alkohol, juga dikenal sebagai fermentasi etanol, adalah proses biokimia di mana mikroorganisme seperti ragi mengubah gula menjadi alkohol dan karbon dioksida. Berikut adalah beberapa tahapan dalam fermentasi alkohol:

1. Glikolisis

Tahap pertama dalam fermentasi alkohol adalah glikolisis, di mana molekul glukosa dipecah menjadi dua molekul piruvat. Proses ini menghasilkan sedikit ATP dan NADH sebagai pembawa elektron.

2. Dekarboksilasi

Piruvat yang dihasilkan dari glikolisis mengalami dekarboksilasi, yaitu melepaskan karbon dioksida, mengubahnya menjadi senyawa yang disebut asetaldehida. Pada tahap ini, NADH juga dioksidasi kembali menjadi NAD+.

3. Konversi Asetaldehida

Asetaldehida yang dihasilkan dalam langkah sebelumnya dikonversi menjadi etanol. Dalam reaksi ini, NADH dioksidasi kembali menjadi NAD+, yang diperlukan untuk menjaga kelancaran glikolisis.

4. Pelepasan Karbon Dioksida

Karbon dioksida (CO2) dilepaskan sebagai produk sampingan selama tahap konversi asetaldehida menjadi etanol. Inilah yang sering terlihat dalam proses fermentasi sebagai gelembung-gelembung gas.

Hasil akhir dari fermentasi alkohol adalah pembentukan etanol (alkohol) dan karbon dioksida sebagai produk sampingan. Fermentasi alkohol berperan penting dalam pembuatan minuman beralkohol dan dalam industri roti.

______________________________

Baca juga: Metabolisme: Pengertian, Fungsi, Tahapan, dan Gangguannya

Nah, seperti itulah materi respirasi anaerob yang sering dibilang sebagai jurus cadangan tubuh makhluk hidup dalam memproduksi energi, Sobat Pijar. Semoga artikel ini bermanfaat dan menambah wawasanmu, ya!

Jika tertarik untuk mengasah kemampuanmu mengenai materi ini, ada latihan soal yang bisa kamu kerjakan nih di Pijar Belajar! Mulai dari mini quiz per sub materi hingga latihan soal per materi ada semua, lho!

Tunggu apa lagi? Yuk segera unduh Pijar Belajar dan cek kemampuanmu sekarang!