Kluczowa różnica między utlenianiem a fermentacją zależy od rodzaju reakcji chemicznej. Utlenianie to proces chemiczny, w którym związek ulega utlenianiu 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 organizmach żywych pod wpływem enzymów i innych kofaktorów. Obecnie obie te naturalne reakcje uczestniczą 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.
Co to jest utlenianie?
Utlenianie to ważna reakcja biologiczna, która zachodzi głównie w organizmach tlenowych. Polega na absorpcji tlenu przez związek w celu przekształcenia się w inny związek. Oksydazy to główne enzymy katalizujące reakcję utleniania. Utlenianie materiału biologicznego może być spontaniczne lub kontrolowane. Ponadto utlenianie materiałów może prowadzić do pozytywnych i negatywnych skutków w zależności od rodzaju utlenianego materiału. Może to również nastąpić poprzez reakcję jednoetapową 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. Szlaki, które ulegają utlenianiu obejmują fosforylację oksydacyjną do produkcji ATP i beta-oksydację kwasów tłuszczowych do produkcji Acetyl Co A.
Rysunek 01: Utlenianie beta kwasu linolowego
Ponadto, utlenianie jest ważnym procesem w produkcji szlachetnej herbaty. Zamiast przeprowadzania fermentacji, ważną rolę odgrywa utlenianie, ponieważ nie wyczerpuje polifenoli w roślinie. Zatem konserwacja polifenoli w herbacie nie wpłynie negatywnie na jakość herbaty. W produkcji herbaty duże znaczenie ma enzym znany jako oksydaza polifenolowa. Kiedy metabolity znane jako katechiny w herbacie wchodzą w kontakt z tlenem, oksydaza zaczyna działać, wytwarzając polifenole o większej masie cząsteczkowej. Te polifenole mogą zatem nadać czarnej herbacie aromat i kolor. Jednak w produkcji herbaty utlenianie odbywa się w kontrolowanych warunkach, które różnicują różne odmiany herbaty.
Co to jest fermentacja?
Fermentacja to proces przebiegający w warunkach beztlenowych. Dlatego występuje przy braku tlenu cząsteczkowego. Wiele drobnoustrojów, roślin i ludzkich komórek mięśniowych jest zdolnych do fermentacji. Podczas fermentacji następuje konwersja cząsteczek cukru do alkoholi i kwasów. Reakcja chemiczna ma ogromne zastosowanie w przemysłowej produkcji produktów mlecznych, wyrobów piekarniczych i napojów alkoholowych.
Rysunek 02: Fermentacja etanolu
W naturalnym kontekście istnieją dwa główne rodzaje fermentacji, z których oba wymagają zaangażowania enzymów. Te dwa procesy to fermentacja kwasu mlekowego i fermentacja etanolu. W fermentacji mlekowej konwersja ugrupowania cukru pirogronianowego do kwasu mlekowego odbywa się pod wpływem dehydrogenazy kwasu mlekowego. Fermentacja kwasu mlekowego zachodzi przede wszystkim w bakteriach i ludzkich mięśniach. Nagromadzenie kwasu mlekowego w ludzkich mięśniach prowadzi do wystąpienia skurczów. Fermentacja etanolu zachodzi przede wszystkim w roślinach i niektórych drobnoustrojach. Enzymy dekarboksylaza aldehydu octowego i dehydrogenaza etanolu 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 zaczynają się od związku organicznego. Stąd inicjacja obu procesów odbywa się w obecności związków organicznych.
- Ponadto są to naturalne procesy zachodzące w żywych organizmach; jednak obecnie są wykorzystywane w wielu procesach przemysłowych.
Jaka jest różnica między utlenianiem a fermentacją?
Dwa terminy utlenianie i fermentacja to wyraźnie dwa odrębne procesy zachodzące w organizmach żywych. Jednak oba procesy mogą generować energię, mimo że proces chemiczny stojący za tymi dwoma terminami jest inny. Utlenianie odnosi się do utleniania związku w obecności enzymów i tlenu cząsteczkowego, podczas gdy fermentacja odnosi się do przekształcenia cukrów w kwasy i alkohole w obecności enzymów i przy braku tlenu cząsteczkowego. To jest kluczowa różnica między utlenianiem a fermentacją.
Ponadto rodzaj enzymów wykorzystywanych podczas reakcji jest również różnicą między utlenianiem a fermentacją. Oksydazy katalizują reakcje utleniania, podczas gdy dehydrogenaza kwasu mlekowego, dekarboksylaza aldehydu octowego i dehydrogenaza etanolu katalizują fermentację. Ponadto mają różnorodne zastosowania w przemyśle. Utlenianie jest ważne w przemyśle herbacianym do produkcji polifenoli; w organizmach tlenowych jest 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 ćwiczących mięśniach itp. Dlatego też zastosowania prowadzą do dalszej różnicy między utlenianiem a fermentacją.
Podsumowanie – Utlenianie kontra fermentacja
Podsumowując różnicę między utlenianiem a fermentacją, utlenianie to utrata elektronów ze związku w celu utworzenia innego związku w obecności enzymów i tlenu cząsteczkowego, podczas gdy fermentacja to proces przekształcania ugrupowań cukru w kwasy i alkohole w brak tlenu. Oba procesy odgrywają ważną rolę w różnych procesach przemysłowych, mimo że w niektórych przypadkach są błędnie interpretowane. Większość drobnoustrojów zdolnych do przeprowadzania biochemicznych reakcji utleniania i fermentacji ma fundamentalne znaczenie dla rozwoju przemysłowych procesów produkcyjnych opartych na biotechnologii.
