Ključna razlika med oksidacijo in fermentacijo je odvisna od vrste kemične reakcije. Oksidacija je kemični proces, pri katerem je spojina podvržena oksidaciji v prisotnosti kisika, medtem ko je fermentacija kemični proces proizvajanja kislin, alkoholov in ogljikovega dioksida iz sladkorjev v odsotnosti kisika.
Oksidacija in fermentacija sta biokemična procesa. Nastajajo naravno v živih organizmih pod vplivom encimov in drugih kofaktorjev. V današnjem času obe naravni reakciji sodelujeta pri industrijski proizvodnji bioloških molekul. Zato je razumevanje teh procesov in razlikovanje med njima zelo pomembno. Zato se ta članek osredotoča na razpravo o razliki med oksidacijo in fermentacijo.
Kaj je oksidacija?
Oksidacija je pomembna biološka reakcija, ki poteka predvsem v aerobnih organizmih. Vključuje absorpcijo kisika s spojino, da se pretvori 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 z enostopenjsko reakcijo z uporabo samo enega encima ali pa je lahko večstopenjska reakcija, ki vključuje veliko encimov.
Oksidacija ima pomembno vlogo pri večini presnovnih poti v organizmih na višji ravni. Poti, ki so podvržene oksidaciji, 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 proces pri izdelavi finega čaja. Namesto fermentacije igra pomembno vlogo oksidacija, saj ne izčrpa polifenolov v rastlini. Tako ohranjanje polifenolov v čaju ne bo škodovalo kakovosti čaja. Pri pridelavi čaja je zelo pomemben encim, znan kot polifenol oksidaza. Ko metaboliti, znani kot katehini v čaju, pridejo v stik s kisikom, začne delovati oksidaza, ki proizvaja polifenole z višjo molekulsko maso. Ti polifenoli lahko črnemu čaju dodajo aromo in barvo. Pri pridelavi čaja pa oksidacija poteka pod nadzorovanimi pogoji, ki razlikujejo med različnimi sortami čaja.
Kaj je fermentacija?
Fermentacija je proces, ki poteka v anaerobnih pogojih. Zato se pojavi v odsotnosti molekularnega kisika. Mnogi mikrobi, rastline in človeške mišične celice so sposobni fermentirati. Med fermentacijo pride do pretvorbe 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 okolju obstajata dve glavni vrsti fermentacije, ki zahtevata sodelovanje encimov. Ta dva procesa sta mlečnokislinska fermentacija in etanolna fermentacija. Pri mlečnokislinski fermentaciji pride do pretvorbe piruvatnega sladkornega dela v mlečno kislino pod vplivom dehidrogenaze mlečne kisline. Mlečnokislinska fermentacija poteka predvsem v bakterijah in v človeških mišicah. Kopičenje mlečne kisline v človeških mišicah povzroči nastanek krčev. Fermentacija etanola poteka predvsem v rastlinah in v nekaterih mikrobih. Encima acetaldehid dekarboksilaza in etanol dehidrogenaza olajšata ta proces.
Kakšne so podobnosti med oksidacijo in fermentacijo?
- Oksidacija in fermentacija sta biokemična procesa, ki lahko proizvajata energijo v živih sistemih.
- Oba procesa zahtevata sodelovanje encimov.
- Poleg tega se ti procesi začnejo z organsko spojino. Zato se oba procesa sprožita v prisotnosti organskih spojin.
- Poleg tega gre za naravne procese, ki potekajo v živih organizmih; vendar se trenutno uporabljajo v mnogih industrijskih procesih.
Kakšna je razlika med oksidacijo in fermentacijo?
Pojma oksidacija in fermentacija sta očitno dva različna procesa, ki potekata v živih organizmih. Vendar lahko oba procesa ustvarjata energijo, čeprav se kemijski proces, ki stoji za obema pojmoma, razlikuje. Oksidacija se nanaša na oksidacijo spojine v prisotnosti encimov in molekularnega kisika, medtem ko se fermentacija nanaša na pretvorbo sladkorjev v kisline in alkohole v prisotnosti encimov in odsotnosti molekularnega kisika. To je torej 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 dehidrogenaza mlečne kisline, acetaldehid dekarboksilaza in etanol dehidrogenaza katalizirajo fermentacijo. Poleg tega imajo v industriji raznoliko uporabo. Oksidacija je v industriji čaja pomembna za proizvodnjo polifenolov; v aerobnih organizmih je nujen za proizvodnjo energije. Po drugi strani pa je fermentacija pomembna v mnogih industrijskih procesih, kot so mlečna industrija, pekarska industrija in alkoholna industrija, za ustvarjanje energije v mišicah, ki trenirajo, itd. Zato uporaba vodi do nadaljnje razlike med oksidacijo in fermentacijo.
Povzetek – Oksidacija proti fermentaciji
Če povzamemo razliko med oksidacijo in fermentacijo, je oksidacija izguba elektronov iz spojine, da nastane druga spojina v prisotnosti encimov in molekularnega kisika, medtem ko je fermentacija proces pretvorbe sladkornih delov v kisline in alkohole v odsotnost kisika. Oba procesa igrata pomembno vlogo v različnih industrijskih procesih, čeprav ju v nekaterih primerih napačno razlagajo. Večina mikrobov, ki so sposobni izvajati biokemične reakcije oksidacije in fermentacije, je temeljnega pomena pri razvoju industrijskih proizvodnih procesov, ki temeljijo na biotehnologiji.
