Razlika med aerobno in anaerobno fermentacijo

Ključna razlika - aerobna in anaerobna fermentacija
 

Izraz aerobna fermentacija je napačno ime, saj je fermentacija anaerobna, to pomeni, da ne potrebuje kisika. Tako se aerobna fermentacija dejansko ne nanaša na proces fermentacije; ta postopek se nanaša na proces celičnega dihanja. The ključna razlika med aerobno in anaerobno fermentacijo je to aerobna fermentacija uporablja kisik, medtem ko anaerobna fermentacija ne uporablja kisika. Nadaljnje razlike bodo obravnavane v tem članku.

Kaj je aerobna fermentacija

Kot smo že omenili, se izraz "aerobna fermentacija" napačno poimenuje, ker je fermentacija anaerobni proces. Preprosto, to je postopek gorenja enostavnih sladkorjev do energije v celicah; bolj znanstveno bi ga lahko imenovali aerobno dihanje.

Opredelimo ga lahko kot postopek proizvajanja celične energije v prisotnosti kisika. V grobem proizvede 36 molekul ATP z razgradnjo hrane v mitohondrijih. Vključuje tri korake, in sicer glikolizo, cikel citronske kisline in sistem za transport elektronov. Uživa ogljikove hidrate, maščobe in beljakovine; končni produkti tega procesa so ogljikov dioksid in voda.

Poenostavljena reakcija

C₆H₁₂O₆ (s) + 6 O₂ (g) → 6 CO₂ (g) + 6 H₂O (l) + toplota

ΔG = −2880 kJ na mol C₆H₁₂O₆

(-) pomeni, da se reakcija lahko pojavi spontano

Aerobni postopek dihanja

1. Glikoliza

To je metabolična pot, ki se pojavi v citosolu celic v živih organizmih. Ta lahko deluje bodisi v prisotnosti bodisi brez kisika. Proizvaja piruvat v prisotnosti kisika. Dve molekuli ATP se tvorita kot oblika neto energije.

Celotna reakcija se lahko izrazi na naslednji način:

Glukoza + 2 NAD⁺ + 2 str_jaz + 2 ADP → 2 piruvata + 2 NADH + 2 ATP + 2 H⁺ + 2 H₂O + toplota

Piruvat oksidira v acetil-CoA in CO₂ s kompleksom piruvat dehidrogenaze (PDC). Nahaja se v mitohondrijih evkariontskih in citosola prokariotov.

2. Cikel citronske kisline

Cikel citronske kisline se imenuje tudi Krebsov cikel in se pojavlja v matriku mitohondrijev. To je 8-stopenjski postopek, ki vključuje različne vrste encimov in ko-encimov. Čisti dobiček iz ene molekule glukoze je 6 NADH, 2 FADH_2, in 2 GTP.

3. Elektronski transportni sistem

Elektronski transportni sistem je znan tudi kot oksidativno fosforilacijo. Pri evkariontih se ta korak pojavi v mitohondrijskih krizah.

Kaj je anaerobna fermentacija?

Anaerobna fermentacija je postopek, ki povzroči razpad organskih spojin. Ta postopek zmanjšuje dušik na organske kisline in amonijak. Ogljik iz organskih spojin se sprošča predvsem v obliki plina metana (CH₄). Majhna količina ogljika se lahko diha kot CO₂. Tu se je uporabila tehnika razkroja, ki se uporablja pri kompostiranju. Razpad poteka v štirih fazah, in sicer: hidroliza, acidogeneza, acetogeneza in metanogeneza.

Postopek anaerobne fermentacije

1. Hidroliza

C₆H₁₀O₄ + 2H₂O → C₆H₁₂O₆ + 2H₂

2. Acidogeneza

C₆H₁₂O₆ ↔ 2CH₃CH₂OH + 2CO₂

C₆H₁₂O₆ + 2H₂ ↔ 2CH₃CH₂COOH + 2H₂O

C₆H₁₂O₆ → 3CH₃COOH

3. Acetogeneza

CH₃CH₂COO^- + 3H₂O ↔ CH₃COO^- + H⁺ + HCO₃^- + 3H₂

C₆H₁₂O₆ + 2H₂O ↔ 2CH₃COOH + 2CO₂ + 4H₂

CH₃CH₂OH + 2H₂O ↔ CH₃COO^- + 2H₂ +H⁺

4. Metanogeneza

CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O

2C₂H₅OH + CO₂ → CH₄ + 2CH₃COOH

CH₃COOH → CH₄ + CO₂

Kakšna je razlika med aerobno in anaerobno fermentacijo?

Značilnosti aerobne in anaerobne fermentacije

Uporaba kisika:

Aerobna fermentacija: Aerobna fermentacija uporablja kisik.

Anaerobna fermentacija: Anaerobna fermentacija ne porablja kisika.

Donos ATP:

Aerobna fermentacija: Aerobna fermentacija daje 38 ATP molekul

Anaerobno fermentacija: Anaerobna fermentacija ne tvori molekul ATP.

Pojav:

Aerobna fermentacija: Aerobna fermentacija se odvija znotraj živih organizmov.

Anaerobna fermentacija: Anaerobna fermentacija poteka zunaj živih organizmov.

Vključenost mikroorganizmov:

Aerobna fermentacija:  Mikroorganizmi niso vključeni

Anaerobna fermentacija: Vključeni so mikroorganizmi

Temperatura:

Aerobna fermentacija: Temperatura okolice za proces ni potrebna.

Anaerobna fermentacija: Za postopek je potrebna temperatura okolice.

Tehnika:

Aerobna fermentacija: Aerobna fermentacija je metoda pridobivanja energije.

Anaerobna fermentacija:  Anaerobna fermentacija je metoda razgradnje.

Obdobja:

Aerobna fermentacija: Faze vključujejo glikolizo, Krebsov cikel in sistem za transport elektronov

Anaerobna fermentacija: Anaerobna fermentacija nima glikolize ali drugih stopenj.

CH₄ Izdelava:

Aerobna fermentacija: Aerobna fermentacija ne povzroča CH₄ .

Anaerobna fermentacija: Z anaerobno fermentacijo nastane CH_4.

Reference:

Celično dihanje [Na spletu]. Dostopno: https://en.wikipedia.org/wiki/Cellular_respiration#Aerobic_respiration [Dostopano 7. julija 2016].

Anaerobna fermentacija [Na spletu]. Dostopno: http://whatcom.wsu.edu/ag/compost/fundamentals/biology_anaerobic.htm 2016].

Proces anaerobne prebave [Na spletu]. Na voljo: http://www.wtert.eu/default.asp?Menue=13&ShowDok=12 [Dostopno 8. julija 2016].

 Vljudnost slik: 

"CellRespiration" RegisFrey - Lastno delo (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia

"Kompost-umazanija" By normanack - (CC BY 2.0) prek Wikimedije Commons