Kľúčový rozdiel medzi oxidáciou a fermentáciou závisí od typu chemickej reakcie. Oxidácia je chemický proces, pri ktorom zlúčenina podlieha oxidácii v prítomnosti kyslíka, zatiaľ čo fermentácia je chemický proces výroby kyselín, alkoholov a oxidu uhličitého z cukrov v neprítomnosti kyslíka.
Oxidácia a fermentácia sú biochemické procesy. Prirodzene sa vyskytujú v živých organizmoch pod vplyvom enzýmov a iných kofaktorov. V súčasnosti sa obe tieto prirodzené reakcie podieľajú na produkcii biologických molekúl v priemyselnom meradle. Preto je veľmi dôležité pochopiť tieto procesy a rozlíšiť ich. Tento článok sa preto zameriava na diskusiu o rozdieloch medzi oxidáciou a fermentáciou.
Čo je oxidácia?
Oxidácia je dôležitá biologická reakcia, ktorá prebieha predovšetkým v aeróbnych organizmoch. Zahŕňa absorpciu kyslíka zlúčeninou, aby sa premenila na inú zlúčeninu. Oxidázy sú hlavné enzýmy, ktoré katalyzujú oxidačnú reakciu. Oxidácia biologického materiálu môže byť spontánna alebo riadená. Okrem toho môže oxidácia materiálov viesť k pozitívnym a negatívnym účinkom v závislosti od typu oxidovaného materiálu. Môže sa to stať aj prostredníctvom jednostupňovej reakcie s použitím iba jedného enzýmu alebo to môže byť viackroková reakcia zahŕňajúca mnoho enzýmov.
Oxidácia hrá hlavnú úlohu vo väčšine metabolických dráh v organizmoch vyššej úrovne. Cesty, ktoré podliehajú oxidácii, zahŕňajú oxidačnú fosforyláciu na produkciu ATP a beta-oxidáciu mastných kyselín na produkciu acetyl Co A.
Obrázok 01: Beta oxidácia kyseliny linolovej
Oxidácia je navyše dôležitým procesom pri výrobe jemného čaju. Namiesto fermentácie zohráva dôležitú úlohu oxidácia, pretože nevyčerpáva polyfenoly v rastline. Zachovanie polyfenolov v čaji teda nepoškodí kvalitu čaju. Pri výrobe čaju má veľký význam enzým známy ako polyfenoloxidáza. Keď sa metabolity známe ako katechíny v čaji dostanú do kontaktu s kyslíkom, oxidáza začne pôsobiť a produkuje polyfenoly s vyššou molekulovou hmotnosťou. Tieto polyfenoly sú teda schopné dodať čiernemu čaju arómu a farbu. Pri výrobe čaju však oxidácia prebieha za kontrolovaných podmienok, ktoré rozlišujú medzi rôznymi odrodami čaju.
Čo je fermentácia?
Fermentácia je proces, ktorý prebieha v anaeróbnych podmienkach. Preto sa vyskytuje v neprítomnosti molekulárneho kyslíka. Mnoho mikróbov, rastlín a ľudských svalových buniek je schopných prejsť fermentáciou. Počas fermentácie dochádza k premene molekúl cukru na alkoholy a kyseliny. Chemická reakcia má veľké využitie v priemyselnej výrobe mliečnych výrobkov, pekárenských výrobkov a alkoholických nápojov.
Obrázok 02: Fermentácia etanolu
V prirodzenom kontexte existujú dva hlavné typy fermentácie, pričom oba vyžadujú zapojenie enzýmov. Tieto dva procesy sú mliečna fermentácia a etanolová fermentácia. Pri fermentácii kyseliny mliečnej prebieha konverzia pyruvátového cukrového zvyšku na kyselinu mliečnu pod vplyvom dehydrogenázy kyseliny mliečnej. K fermentácii kyseliny mliečnej dochádza predovšetkým v baktériách a v ľudských svaloch. Hromadenie kyseliny mliečnej v ľudských svaloch vedie k nástupu kŕčov. Fermentácia etanolu prebieha predovšetkým v rastlinách a v niektorých mikróboch. Enzýmy acetaldehyddekarboxyláza a etanoldehydrogenáza tento proces uľahčujú.
Aké sú podobnosti medzi oxidáciou a fermentáciou?
- Oxidácia a fermentácia sú biochemické procesy, ktoré môžu produkovať energiu v živých systémoch.
- Oba procesy vyžadujú zapojenie enzýmov.
- Tieto procesy začínajú organickou zlúčeninou. Spustenie oboch procesov teda prebieha v prítomnosti organických zlúčenín.
- Okrem toho sú to prirodzené procesy prebiehajúce v živých organizmoch; v súčasnosti sa však používajú v mnohých priemyselných procesoch.
Aký je rozdiel medzi oxidáciou a fermentáciou?
Dva pojmy oxidácia a fermentácia sú jasne dva odlišné procesy, ktoré prebiehajú v živých organizmoch. Oba procesy však môžu generovať energiu, aj keď sa chemický proces za týmito dvoma pojmami líši. Oxidácia sa týka oxidácie zlúčeniny v prítomnosti enzýmov a molekulárneho kyslíka, zatiaľ čo fermentácia sa týka premeny cukrov na kyseliny a alkoholy v prítomnosti enzýmov a neprítomnosti molekulárneho kyslíka. Toto je kľúčový rozdiel medzi oxidáciou a fermentáciou.
Okrem toho, typ enzýmov používaných počas reakcií je tiež rozdielom medzi oxidáciou a fermentáciou. Oxidázy katalyzujú oxidačné reakcie, zatiaľ čo dehydrogenáza kyseliny mliečnej, acetaldehyddekarboxyláza a etanoldehydrogenáza katalyzujú fermentáciu. Okrem toho majú rôzne možnosti využitia v priemysle. Oxidácia je dôležitá v čajovom priemysle na výrobu polyfenolov; v aeróbnych organizmoch je nevyhnutný na tvorbu energie. Na druhej strane je fermentácia dôležitá v mnohých priemyselných procesoch, ako je mliekarenský priemysel, pekársky priemysel a alkoholový priemysel, aby sa generovala energia v cvičiacich svaloch atď. Z tohto dôvodu vedie použitie k ďalšiemu rozdielu medzi oxidáciou a fermentáciou.
Zhrnutie – Oxidácia vs. Fermentácia
Keď zhrnieme rozdiel medzi oxidáciou a fermentáciou, oxidácia je strata elektrónov zo zlúčeniny za vzniku inej zlúčeniny v prítomnosti enzýmov a molekulárneho kyslíka, zatiaľ čo fermentácia je proces transformácie cukrových skupín na kyseliny a alkoholy v absencia kyslíka. Oba procesy hrajú hlavnú úlohu v rôznych priemyselných procesoch, aj keď sú v niektorých prípadoch nesprávne interpretované. Väčšina mikróbov schopných vykonávať biochemické reakcie oxidácie a fermentácie je základom vývoja procesov priemyselnej výroby založených na biotechnológii.
