Różnica między utlenianiem a fermentacją

The kluczowa różnica między utlenianiem a fermentacją zależy od rodzaju reakcji chemicznej. Utlenianie jest procesem chemicznym, w którym związek ulega utlenieniu w obecności tlenu, podczas gdy fermentacja jest procesem chemicznym wytwarzania kwasów, alkoholi i dwutlenku węgla z cukrów przy braku tlenu.

Utlenianie i fermentacja to procesy biochemiczne. Występują naturalnie w żywych organizmach pod wpływem enzymów i innych kofaktorów. W chwili obecnej obie te naturalne reakcje biorą udział w produkcji cząsteczek biologicznych na skalę przemysłową. Dlatego zrozumienie tych procesów i ich rozróżnienie ma ogromne znaczenie. Dlatego ten artykuł koncentruje się na omówieniu różnicy między utlenianiem a fermentacją.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest utlenianie
3. Co to jest fermentacja
4. Podobieństwa między utlenianiem a fermentacją
5. Porównanie obok siebie - Utlenianie vs Fermentacja w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to jest utlenianie?

Utlenianie jest ważną reakcją biologiczną, która zachodzi przede wszystkim w organizmach tlenowych. Polega ona na absorpcji tlenu przez związek w celu przekształcenia się w inny związek. Oksydazy są głównymi enzymami katalizującymi reakcję utleniania. Utlenianie materiału biologicznego może być spontaniczne lub kontrolowane. Ponadto utlenianie materiałów może prowadzić do pozytywnych i negatywnych skutków w zależności od rodzaju utlenionego materiału. Może się również zdarzyć w wyniku jednoetapowej reakcji z użyciem tylko jednego enzymu lub może być reakcją wieloetapową z udziałem wielu enzymów.

Utlenianie odgrywa ważną rolę w większości szlaków metabolicznych w organizmach wyższego poziomu. Ścieżki, które ulegają utlenianiu, obejmują fosforylację oksydacyjną do produkcji ATP i beta-oksydację kwasów tłuszczowych do produkcji acetylo-Co A.

Ryc. 01: Beta utlenianie kwasu linolowego

Ponadto utlenianie jest ważnym procesem w produkcji znakomitej herbaty. Zamiast przeprowadzania fermentacji utlenianie odgrywa ważną rolę, ponieważ nie wyczerpuje polifenoli w roślinie. Tak więc konserwacja polifenoli w herbacie nie zaszkodzi jej jakości. W produkcji herbaty bardzo ważny jest enzym znany jako oksydaza polifenolowa. Kiedy metabolity zwane katechinami w herbacie wchodzą w kontakt z tlenem, oksydaza zaczyna działać, wytwarzając polifenole o wyższej masie cząsteczkowej. Te polifenole są zatem zdolne do dodawania aromatu i koloru do czarnej herbaty. Jednak w produkcji herbaty utlenianie zachodzi w kontrolowanych warunkach, które rozróżniają różne odmiany herbaty.

Co to jest fermentacja?

Fermentacja to proces zachodzący w warunkach beztlenowych. Dlatego występuje przy braku tlenu cząsteczkowego. Wiele drobnoustrojów, roślin i ludzkich komórek mięśniowych jest zdolnych do fermentacji. Podczas fermentacji zachodzi konwersja cząsteczek cukru do alkoholi i kwasów. Reakcja chemiczna ma wielkie zastosowanie w przemysłowej produkcji produktów mlecznych, pieczywa i napojów alkoholowych.

Rycina 02: Fermentacja etanolu

W kontekście naturalnym istnieją dwa główne rodzaje fermentacji, które wymagają zaangażowania enzymów. Te dwa procesy to fermentacja kwasu mlekowego i fermentacja etanolowa. W fermentacji kwasu mlekowego konwersja cząsteczki cukru pirogronianowego w kwas mlekowy zachodzi pod wpływem dehydrogenazy kwasu mlekowego. Fermentacja kwasu mlekowego zachodzi przede wszystkim w bakteriach i mięśniach ludzkich. Nagromadzenie kwasu mlekowego w ludzkich mięśniach prowadzi do skurczów. Fermentacja etanolu zachodzi głównie w roślinach i niektórych drobnoustrojach. Enzymy dekarboksylazy acetaldehydowej i dehydrogenazy etanolowej ułatwiają ten proces.

Jakie są podobieństwa między utlenianiem a fermentacją?

• Utlenianie i fermentacja to procesy biochemiczne, które mogą wytwarzać energię w żywych systemach.
• Oba procesy wymagają zaangażowania enzymów.
• Ponadto procesy te rozpoczynają się od związku organicznego. Stąd inicjacja obu procesów zachodzi w obecności związków organicznych.
• Ponadto są to naturalne procesy zachodzące w żywych organizmach; jednak obecnie są one wykorzystywane w wielu procesach przemysłowych.

Jaka jest różnica między utlenianiem a fermentacją?

Dwa terminy utlenianie i fermentacja są wyraźnie dwoma odrębnymi procesami zachodzącymi w organizmach żywych. Jednak oba procesy mogą generować energię, chociaż proces chemiczny stojący za tymi dwoma terminami jest inny. Utlenianie odnosi się do utleniania związku w obecności enzymów i tlenu cząsteczkowego, natomiast fermentacja odnosi się do przekształcania cukrów w kwasy i alkohole w obecności enzymów i braku tlenu cząsteczkowego. Jest to więc kluczowa różnica między utlenianiem a fermentacją.

Ponadto rodzaj enzymów wykorzystywanych podczas reakcji stanowi również różnicę między utlenianiem a fermentacją. Oksydazy katalizują reakcje utleniania, podczas gdy dehydrogenazy kwasu mlekowego, dekarboksylazy acetaldehydowej i dehydrogenazy etanolowej katalizują fermentację. Ponadto mają różną liczbę zastosowań w branży. Utlenianie jest ważne w przemyśle herbacianym do produkcji polifenoli; w organizmach tlenowych jest on niezbędny do produkcji energii. Z drugiej strony, fermentacja jest ważna w wielu procesach przemysłowych, takich jak przemysł mleczarski, piekarniczy i alkoholowy, w celu generowania energii w mięśniach ćwiczących itp. W związku z tym zastosowania prowadzą do dalszej różnicy między utlenianiem a fermentacją.

Podsumowanie - Utlenianie vs Fermentacja

Podsumowując różnicę między utlenianiem a fermentacją, utlenianie polega na uwalnianiu elektronów ze związku w celu utworzenia innego związku w obecności enzymów i tlenu cząsteczkowego, podczas gdy fermentacja jest procesem przekształcania ugrupowań cukrowych w kwasy i alkohole w nieobecności tlenu. Oba procesy odgrywają ważną rolę w różnych procesach przemysłowych, mimo że w niektórych przypadkach są źle interpretowane. Większość drobnoustrojów zdolnych do przeprowadzania biochemicznych reakcji utleniania i fermentacji ma podstawowe znaczenie w rozwoju przemysłowych procesów produkcji opartych na biotechnologii.

Odniesienie:

1. Jurtshuk, Peter i Jr. „Bacterial Metabolism”. Mikrobiologia medyczna. 4. edycja., U.S. National Library of Medicine, 1 stycznia 1996, dostępny tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Utlenianie beta kwasu linolowego” Autor: Keministi - Praca własna (CC0) za pośrednictwem Commons Wikimedia
2. „Fermentacja etanolu” David B. Carmack Jr. - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia