Klíčový rozdíl mezi oxidací a fermentací závisí na typu chemické reakce. Oxidace je chemický proces, při kterém sloučenina podléhá oxidaci v přítomnosti kyslíku, zatímco fermentace je chemický proces výroby kyselin, alkoholů a oxidu uhličitého z cukrů v nepřítomnosti kyslíku.
Oxidace a fermentace jsou biochemické procesy. Přirozeně se vyskytují v živých organismech pod vlivem enzymů a dalších kofaktorů. V současnosti se obě tyto přirozené reakce podílejí na průmyslové výrobě biologických molekul. Pochopení těchto procesů a jejich rozlišení je proto velmi důležité. Tento článek se proto zaměřuje na diskusi o rozdílu mezi oxidací a fermentací.
Co je oxidace?
Oxidace je důležitá biologická reakce, která primárně probíhá v aerobních organismech. Zahrnuje absorpci kyslíku sloučeninou, aby se sama přeměnila na jinou sloučeninu. Oxidázy jsou hlavní enzymy, které katalyzují oxidační reakci. Oxidace biologického materiálu může být spontánní nebo řízená. Kromě toho může oxidace materiálů vést k pozitivním a negativním účinkům v závislosti na typu oxidovaného materiálu. Může k tomu také dojít prostřednictvím jednokrokové reakce s použitím pouze jednoho enzymu nebo to může být vícekroková reakce zahrnující mnoho enzymů.
Oxidace hraje hlavní roli ve většině metabolických drah u organismů vyšší úrovně. Cesty, které podléhají oxidaci, zahrnují oxidativní fosforylaci pro produkci ATP a beta-oxidaci mastných kyselin pro produkci acetyl Co A.
Obrázek 01: Beta oxidace kyseliny linolové
Oxidace je navíc důležitým procesem při výrobě jemného čaje. Místo provádění fermentace hraje důležitou roli oxidace, protože nevyčerpává polyfenoly v rostlině. Zachování polyfenolů v čaji tedy nepoškodí kvalitu čaje. Při výrobě čaje má velký význam enzym známý jako polyfenoloxidáza. Když se metabolity známé jako katechiny v čaji dostanou do kontaktu s kyslíkem, začne působit oxidáza a produkují polyfenoly s vyšší molekulovou hmotností. Tyto polyfenoly jsou tak schopny dodat černému čaji aroma a barvu. Při výrobě čaje však oxidace probíhá za kontrolovaných podmínek, které odlišují různé čajové odrůdy.
Co je fermentace?
Fermentace je proces, který probíhá za anaerobních podmínek. Proto se vyskytuje v nepřítomnosti molekulárního kyslíku. Mnoho mikrobů, rostlin a lidských svalových buněk je schopno podstoupit fermentaci. Během fermentace dochází k přeměně molekul cukru na alkoholy a kyseliny. Chemická reakce má velké využití v průmyslové výrobě mléčných výrobků, pekařských výrobků a alkoholických nápojů.
Obrázek 02: Fermentace etanolu
V přirozeném kontextu existují dva hlavní typy fermentace, přičemž oba vyžadují zapojení enzymů. Tyto dva procesy jsou mléčné kvašení a etanolové kvašení. Při fermentaci kyseliny mléčné dochází pod vlivem dehydrogenázy kyseliny mléčné k přeměně pyruvátového cukerného podílu na kyselinu mléčnou. K fermentaci kyseliny mléčné dochází primárně v bakteriích a v lidských svalech. Hromadění kyseliny mléčné v lidských svalech vede k nástupu křečí. Fermentace etanolu probíhá především v rostlinách a u některých mikrobů. Tento proces usnadňují enzymy acetaldehyddekarboxyláza a ethanoldehydrogenáza.
Jaké jsou podobnosti mezi oxidací a fermentací?
- Oxidace a fermentace jsou biochemické procesy, které mohou produkovat energii v živých systémech.
- Oba procesy vyžadují zapojení enzymů.
- Tyto procesy také začínají organickou sloučeninou. Zahájení obou procesů tedy probíhá v přítomnosti organických sloučenin.
- Navíc jsou to přirozené procesy probíhající v živých organismech; v současnosti se však používají v mnoha průmyslových procesech.
Jaký je rozdíl mezi oxidací a fermentací?
Dva pojmy oxidace a fermentace jsou jasně dva odlišné procesy, které probíhají v živých organismech. Oba procesy však mohou generovat energii, i když se chemický proces za těmito dvěma pojmy liší. Oxidace označuje oxidaci sloučeniny v přítomnosti enzymů a molekulárního kyslíku, zatímco fermentace označuje přeměnu cukrů na kyseliny a alkoholy v přítomnosti enzymů a nepřítomnosti molekulárního kyslíku. Toto je klíčový rozdíl mezi oxidací a fermentací.
Navíc typ enzymů používaných během reakcí je také rozdílem mezi oxidací a fermentací. Oxidázy katalyzují oxidační reakce, zatímco dehydrogenáza kyseliny mléčné, acetaldehyddekarboxyláza a ethanoldehydrogenáza katalyzují fermentaci. Kromě toho mají různé možnosti využití v průmyslu. Oxidace je důležitá v čajovém průmyslu pro výrobu polyfenolů; v aerobních organismech je nezbytný pro tvorbu energie. Na druhé straně je fermentace důležitá v mnoha průmyslových procesech, jako je mlékárenský průmysl, pekařský průmysl a alkoholový průmysl, k výrobě energie ve cvičicích svalech atd. Proto použití vede k dalšímu rozdílu mezi oxidací a fermentací.
Shrnutí – Oxidace vs Fermentace
Shrneme-li rozdíl mezi oxidací a fermentací, oxidace je ztráta elektronů ze sloučeniny za vzniku jiné sloučeniny v přítomnosti enzymů a molekulárního kyslíku, zatímco fermentace je proces přeměny cukerných skupin na kyseliny a alkoholy v nepřítomnost kyslíku. Oba procesy hrají hlavní roli v různých průmyslových procesech, i když jsou v některých případech nesprávně interpretovány. Většina mikrobů schopných provádět biochemické reakce oxidace a fermentace je zásadní pro vývoj průmyslových výrobních procesů založených na biotechnologiích.
