Сва жива бића морају имати сталне изворе енергије да би могла да обављају и најосновније животне функције. Било да та енергија долази директно од сунца кроз фотосинтезу или кроз јело биљака или животињама, енергија се мора потрошити, а затим променити у употребљив облик као што је аденозин трифосфат (АТП).
Многи механизми могу претворити изворни извор енергије у АТП. Најефикаснији начин је путем аеробик дисање, што захтева кисеоник. Ова метода даје највише АТП-а по уносу енергије. Међутим, ако кисеоник није доступан, организам мора и даље да претвара енергију другим средствима. Такви процеси који се одвијају без кисеоника називају се анаеробни. Ферментација је чест начин да жива бића направе АТП без кисеоника. Да ли ово чини ферментацију исто што и анаеробно дисање?
Кратки одговор је не. Иако имају сличне делове и не употребљавају кисеоник, постоје разлике између ферментације и анаеробног дисања. У ствари, анаеробно дисање много више личи на аеробно дисање него на ферментацију.
Ферментација
Већина научних предавања разговара ферментација само као алтернатива аеробном дисању. Аеробно дисање започиње процесом који се зове гликолиза, у коме се угљени хидрат, попут глукозе, разграђује и након губитка неких електрона формира молекул назван пируват. Ако постоји довољан довод кисеоника, или понекад и друге врсте акцептора електрона, пируват прелази на следећи део аеробног дисања. Процес гликолизе остварује нето добитак од 2 АТП.
Ферментација је у основи исти процес. Угљени хидрат се разграђује, али уместо да ствара пируват, крајњи производ је различит молекул, зависно од врсте ферментације. Ферментација је најчешће покренута недостатком довољних количина кисеоника за наставак рада ланца аеробног дисања. Људи пролазе ферментацију млечне киселине. Уместо да заврши пируватом, ствара се млечна киселина.
Остали организми могу бити подвргнути алкохолној ферментацији, где резултат није ни пируват нити млечна киселина. У овом случају организам прави етил алкохол. Остале врсте ферментације су мање уобичајене, али све дају различите производе у зависности од организма који пролази ферментацију. Како ферментација не користи транспортни ланац електрона, не сматра се врстом дисања.
Анаеробна респирација
Иако се ферментација одвија без кисеоника, то није исто што и анаеробно дисање. Анаеробно дисање почиње на исти начин као аеробно дисање и ферментација. Први корак је још увек гликолиза и још увек ствара 2 АТП из једног молекула угљених хидрата. Међутим, уместо да заврши гликолизом, као што то чини ферментација, анаеробно дисање ствара пируват и затим наставља истим путем као аеробно дисање.
Након што направи молекул који се зове ацетил коенцим А, наставља се у циклус лимунске киселине. Направи се више носача електрона и онда се све заврши на ланцу превоза електрона. Носачи електрона депонују електроне на почетку ланца и затим, процесом који се назива хемиозмоза, стварају многе АТП. Да би ланац транспорта електрона наставио са радом, мора постојати коначни акцептор електрона. Ако је тај акцептор кисеоник, поступак се сматра аеробним дисањем. Међутим, неке врсте организама, укључујући многе врсте бактерија и других микроорганизама, могу користити различите завршне акцепторе електрона. Они укључују нитратне јоне, сулфатне јоне, или чак угљен диоксид.
Научници верују да су ферментација и анаеробно дисање старији процеси од аеробног дисања. Недостатак кисеоника у раној Земљиној атмосфери онемогућавао је аеробно дисање. Кроз еволуција, еукариоти стекао способност коришћења кисеоничког отпада од фотосинтезе да би створио аеробно дисање.