Razlika med oksidacijo in fermentacijo

The ključna razlika med oksidacijo in fermentacijo je odvisno od vrste kemijske reakcije. Oksidacija je kemični postopek, pri katerem se spojina oksidira v prisotnosti kisika, medtem ko je fermentacija kemični postopek pridobivanja kislin, alkoholov in ogljikovega dioksida iz sladkorjev v odsotnosti kisika.

Oksidacija in fermentacija sta biokemična procesa. Pojavljajo se naravno v živih organizmih pod vplivom encimov in drugih kofaktorjev. Danes obe naravni reakciji sodelujeta v industrijski proizvodnji bioloških molekul. Zato je razumevanje teh procesov in ločevanje teh dveh zelo pomembno. Zato se ta članek osredotoča na razpravo o oksidaciji in fermentaciji.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je oksidacija
3. Kaj je fermentacija
4. Podobnosti med oksidacijo in fermentacijo
5. Primerjava drug ob drugem - oksidacija v primerjavi s fermentacijo v tabeli
6. Povzetek

Kaj je oksidacija?

Oksidacija je pomembna biološka reakcija, ki poteka predvsem pri aerobnih organizmih. Vključuje absorpcijo kisika s spojino, da se spremeni v drugo spojino. Oksidaze so glavni encimi, ki katalizirajo reakcijo oksidacije. Oksidacija biološkega materiala je lahko spontana ali nadzorovana. Poleg tega lahko oksidacija materialov povzroči pozitivne in negativne učinke glede na vrsto oksidiranega materiala. Lahko se zgodi tudi v enostopenjski reakciji z uporabo le enega encima ali pa je lahko v več korakih, ki vključuje številne encime.

Oksidacija igra pomembno vlogo pri večini presnovnih poti v organizmih višjega nivoja. Poti, ki so pod oksidacijo, vključujejo oksidativno fosforilacijo za proizvodnjo ATP in beta-oksidacijo maščobnih kislin za proizvodnjo acetil Co A.

Slika 01: Beta oksidacija linolne kisline

Poleg tega je oksidacija pomemben postopek pri izdelavi finega čaja. Namesto da izvaja fermentacijo, ima oksidacija pomembno vlogo, saj ne izčrpava polifenolov v rastlini. Tako ohranjanje polifenolov v čaju ne bo škodovalo kakovosti čaja. Pri proizvodnji čaja ima velik pomen encim, znan kot polifenol oksidaza. Ko presnovki, znani kot katehini v čaju, pridejo v stik s kisikom, začne oksidaza delovati, pri čemer nastajajo polifenoli z večjo molekulsko maso. Ti polifenoli lahko črnemu čaju dodajo aromo in barvo. Vendar pa pri proizvodnji čaja oksidacija poteka v nadzorovanih pogojih, ki razlikujejo med različnimi sortami čaja.

Kaj je fermentacija?

Fermentacija je postopek, ki poteka v anaerobnih pogojih. Zato se pojavi v odsotnosti molekularnega kisika. Številni mikrobi, rastline in človeške mišične celice so sposobni fermentacije. Med fermentacijo poteka pretvorba molekul sladkorja v alkohole in kisline. Kemična reakcija ima veliko uporabo v industrijski proizvodnji mlečnih izdelkov, pekovskih izdelkov in alkoholnih pijač.

Slika 02: Fermentacija etanola

V naravnem okviru obstajata dve glavni vrsti fermentacije, za obe pa je potrebno vključiti encime. Ta dva procesa sta fermentacija mlečne kisline in fermentacija etanola. Pri fermentaciji mlečne kisline se pretvorba sladkorja iz piruvata v mlečno kislino odvija pod vplivom mlečne kisline dehidrogenaze. Fermentacija mlečne kisline poteka predvsem pri bakterijah in v človeških mišicah. Nabiranje mlečne kisline v človeških mišicah vodi do nastanka krčev. Fermentacija etanola poteka predvsem v rastlinah in v nekaterih mikrobih. Encima encim acetaldehid dekarboksilaza in etanol dehidrogenaza olajšata ta postopek.

Kakšne so podobnosti med oksidacijo in fermentacijo?

• Oksidacija in fermentacija sta biokemična procesa, ki lahko živita v živih sistemih.
• Oba procesa zahtevata vključitev encimov.
• Prav tako se ti procesi začnejo iz organske spojine. Zato se oba procesa začneta v prisotnosti organskih spojin.
• Poleg tega gre za naravne procese, ki se odvijajo v živih organizmih; vendar se trenutno uporabljajo v številnih industrijskih procesih.

Kakšna je razlika med oksidacijo in fermentacijo?

Dva izraza oksidacija in fermentacija sta očitno dva različna procesa, ki se odvijata v živih organizmih. Vendar pa lahko oba procesa proizvedeta energijo, čeprav se kemijski postopek, ki stoji za obema izrazoma, razlikuje. Oksidacija se nanaša na oksidacijo spojine v prisotnosti encimov in molekularnega kisika, medtem ko fermentacija pomeni pretvorbo sladkorjev v kisline in alkohole v prisotnosti encimov in odsotnosti molekularnega kisika. Torej, to je ključna razlika med oksidacijo in fermentacijo.

Poleg tega je vrsta encimov, uporabljenih med reakcijami, tudi razlika med oksidacijo in fermentacijo. Oksidaze katalizirajo oksidacijske reakcije, medtem ko mlečna kislina dehidrogenaza, acetaldehid dekarboksilaza in etanol dehidrogenaza katalizirajo fermentacijo. Poleg tega imajo v industriji raznoliko število aplikacij. Oksidacija je v industriji čaja pomembna za proizvodnjo polifenolov; v aerobnih organizmih je potrebno za proizvodnjo energije. Po drugi strani je fermentacija pomembna v številnih industrijskih procesih, kot so mlečna industrija, pekarska industrija in alkoholna industrija, za pridobivanje energije v vadbenih mišicah itd..

Povzetek - Oksidacija proti fermentaciji

Če povzamemo razliko med oksidacijo in fermentacijo, je oksidacija izguba elektronov iz spojine, da tvorimo drugo spojino v prisotnosti encimov in molekulskega kisika, medtem ko je fermentacija proces pretvorbe sladkornih delcev v kisline in alkohole, če kisika ni. Oba procesa imata glavno vlogo v različnih industrijskih procesih, čeprav jih v nekaterih primerih napačno razlagamo. Večina mikrobov, ki lahko izvajajo biokemične reakcije oksidacije in fermentacije, so temeljnega pomena pri razvoju industrijskih proizvodnih procesov, ki temeljijo na biotehnologiji..

Referenca:

1. Jurtshuk, Peter in Jr. "Bakterijska presnova." Medicinska mikrobiologija. 4. izdaja., Ameriška nacionalna medicinska knjižnica, 1. januarja 1996, dostopno tukaj.

Vljudnost slik:

1. "beta oksidacija linolne kisline" avtor Keministi - Lastno delo (CC0) prek Commons Wikimedia
2. "Etanolno vrenje" David B. Carmack Jr. - Lastno delo (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia