Kluczowa różnica między fermentacją kwasu mlekowego a fermentacją alkoholową zależy od produktów końcowych każdego procesu. Fermentacja kwasu mlekowego wytwarza kwas mlekowy jako produkt końcowy, podczas gdy fermentacja alkoholowa wytwarza alkohol i dwutlenek węgla jako produkty końcowe.
Oddychanie jest podstawową czynnością fizjologiczną wszystkich żywych organizmów, dzięki której pozyskują energię do wszystkich czynności metabolicznych organizmu. Istotną cechą oddychania jest wymiana gazów między ciałem a środowiskiem. Jest to widoczne w oddychaniu lub oddychaniu zewnętrznym. W rzeczywistości fundamentalna wymiana zachodzi w komórkach organizmów tlenowych i jest to proces zwany oddychaniem komórkowym. Jednak niektóre organizmy nie potrzebują tlenu do oddychania. Są to organizmy beztlenowe, takie jak niektóre mikroorganizmy (gatunki Clostridium) i robaki pasożytnicze (Ascaris) itp. W związku z tym wykonują oddychanie beztlenowe w celu produkcji energii. Istnieją dwa podstawowe rodzaje oddychania beztlenowego, a mianowicie fermentacja mlekowa i fermentacja alkoholowa. W porównaniu z oddychaniem tlenowym, oba te procesy beztlenowe wytwarzają małą ilość ATP z jednej cząsteczki glukozy. Dlatego są to procesy mniej wydajne.
Co to jest fermentacja kwasu mlekowego?
Fermentacja kwasu mlekowego jest jednym z dwóch rodzajów fermentacji przeprowadzanych przez bakterie beztlenowe, takie jak bakterie kwasu mlekowego i komórki mięśniowe zwierząt. Występuje, gdy tlen nie jest dostępny. Podczas fermentacji kwasu mlekowego wytworzony z glikolizy pirogronian zamienia się w cząsteczki kwasu mlekowego. Stąd pirogronian nie podlega cyklowi Kreba ani fosforylacji oksydacyjnej. Zamiast tego jest jogurtowany w kwas mlekowy i wytwarza niewielką ilość energii.
Rysunek 01: Fermentacja kwasu mlekowego
Enzym dehydrogenaza mlekowa katalizuje konwersję kwasu pirogronowego do kwasu mlekowego. Ponadto, podczas tej konwersji, czynnik redukujący NADH przekształca się w NAD+ Zysk netto fermentacji kwasu mlekowego wynosi 2 ATP na cząsteczkę glukozy. W konsekwencji efektywność energetyczna wynosi około 41%.
Co to jest fermentacja alkoholowa?
Fermentacja alkoholowa to drugi rodzaj fermentacji, który zachodzi w warunkach beztlenowych. Jest to proces oddychania beztlenowego, który wytwarza energię w postaci ATP w roślinach i niektórych mikroorganizmach, takich jak drożdże itp. Ponadto proces ten przebiega dwuetapowo. Początkowo pirogronian przekształca się w dwuwęglowy aldehyd octowy poprzez usunięcie grupy karboksylowej jako cząsteczki dwutlenku węgla. Następnie aldehyd octowy przekształca się w etanol, pobierając elektrony z NADH.
Rysunek 02: Fermentacja alkoholowa
Tutaj NADH przekształca się w NAD+ Stąd fermentacja alkoholowa daje etanol i CO2 jako produkty końcowe. Enzymy takie jak dekarboksylaza kwasu aspirogronowego i dehydrogenaza alkoholowa katalizują te reakcje. Co więcej, proces ten tworzy 2 cząsteczki ATP na cząsteczkę glukozy. Dlatego efektywność energetyczna wynosi około 29%.
Jakie są podobieństwa między kwasem mlekowym a fermentacją alkoholową?
- Fermentacja kwasu mlekowego i fermentacja alkoholowa to beztlenowe procesy oddechowe.
- Ponadto obie ścieżki generują energię.
- Oba zachodzą w warunkach beztlenowych i produkują niewielką ilość ATP (2 cząsteczki ATP z jednej cząsteczki glukozy).
- Ponadto glikoliza jest powszechnym procesem w obu procesach.
- Ponadto NAD+ jest czynnikiem redukującym i oba regenerują ten czynnik redukujący.
- Poza tym w obu tych procesach produktami końcowymi są duże związki organiczne, które same w sobie są magazynami energii.
Jaka jest różnica między fermentacją kwasu mlekowego a alkoholową?
Fermentacja kwasu mlekowego i fermentacja alkoholowa to dwa rodzaje procesów fermentacyjnych, które zachodzą w warunkach beztlenowych. Oba procesy wytwarzają energię, ale niewielką ilość energii. Jednak kluczowa różnica między fermentacją kwasu mlekowego a fermentacją alkoholową polega na tym, że fermentacja kwasu mlekowego powoduje powstanie mleczanu z glukozy. Natomiast w wyniku fermentacji alkoholowej z glukozy powstaje etanol i dwutlenek węgla.
Ponadto fermentacja kwasu mlekowego zachodzi w zwierzęcych komórkach mięśniowych i bakteriach, podczas gdy fermentacja alkoholowa zachodzi w roślinach i niektórych drobnoustrojach, takich jak drożdże. Jest to więc kolejna różnica między fermentacją mlekową a alkoholową. Fermentacja kwasu mlekowego jest ważna w produkcji jogurtów i serów, podczas gdy fermentacja alkoholowa jest ważna w produkcji chleba, wina, piwa i octu.
Poniższa infografika na temat różnicy między fermentacją kwasu mlekowego a fermentacją alkoholową pokazuje wszystkie te różnice w szczegółach.
Podsumowanie – Kwas mlekowy a fermentacja alkoholowa
Fermentacja jest dwojakiego rodzaju; fermentacja mlekowa i fermentacja alkoholowa. Oba procesy wytwarzają energię i zachodzą w warunkach beztlenowych przy braku tlenu. Również oba rodzaje fermentacji mają znaczenie przemysłowe. Jednak podsumowując różnice, kluczową różnicą między fermentacją mlekową a alkoholową jest to, że fermentacja mlekowa powoduje powstanie mleczanu z glukozy, podczas gdy fermentacja alkoholowa powoduje powstanie etanolu i dwutlenku węgla z glukozy. Ponadto fermentacja kwasu mlekowego zachodzi w komórkach mięśniowych zwierząt i niektórych mikroorganizmów, natomiast fermentacja alkoholowa zachodzi w tkankach roślinnych i niektórych mikroorganizmach.
