Rozdíl mezi aerobní a anaerobní fermentací

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 13:34

Klíčový rozdíl – aerobní vs anaerobní fermentace

Pojem aerobní fermentace je nesprávné označení, protože fermentace je anaerobní, tj. nevyžaduje kyslík. Aerobní fermentace tedy ve skutečnosti neodkazuje na fermentační proces; tento proces se týká procesu buněčného dýchání. Klíčový rozdíl mezi aerobní a anaerobní fermentací je v tom, že aerobní fermentace využívá kyslík, zatímco anaerobní fermentace kyslík nepoužívá. Další rozdíly budou diskutovány v tomto článku.

Co je aerobní fermentace

Jak je uvedeno výše, termín „aerobní fermentace“je nesprávně pojmenován, protože fermentace je anaerobní proces. Jednoduše jde o proces spalování jednoduchých cukrů na energii v buňkách; vědecky to lze nazvat aerobní dýchání.

Může být definován jako proces výroby buněčné energie v přítomnosti kyslíku. Rozkládáním potravy v mitochondriích produkuje zhruba 36 molekul ATP. Zahrnuje tři kroky, a to glykolýzu, cyklus kyseliny citrónové a systém přenosu elektronů. Spotřebovává sacharidy, tuky a bílkoviny; konečnými produkty tohoto procesu jsou oxid uhličitý a voda.

Zjednodušená reakce

C₆H₁₂O₆ (s) + 6 O ₂ (g) → 6 CO₂ (g) + 6 H_{2O (l) + teplo}

ΔG=−2880 kJ na mol C₆H₁₂O₆

(-) znamená, že reakce může nastat spontánně

Proces aerobního dýchání

1. Glykolýza

Je to metabolická dráha, která se vyskytuje v cytosolu buněk v živých organismech. To může fungovat buď v přítomnosti nebo nepřítomnosti kyslíku. V přítomnosti kyslíku produkuje pyruvát. Dvě molekuly ATP jsou produkovány jako čistá forma energie.

Celkovou reakci lze vyjádřit následovně:

Glukóza + 2 NAD⁺ + 2 P_i + 2 ADP → 2 pyruvát + 2 NADH + 2 ATP + 2 H ⁺ + 2 H_{2O + teplo}

Pyruvát je oxidován na acetyl-CoA a CO_{2 komplexem pyruvátdehydrogenázy (PDC). Nachází se v mitochondriích eukaryot a cytosolu prokaryot.}

2. Cyklus kyseliny citronové

Cyklus kyseliny citronové se také nazývá Krebsův cyklus a vyskytuje se v mitochondriální matrix. Jedná se o 8stupňový proces zahrnující různé typy enzymů a koenzymů. Čistý zisk z jedné molekuly glukózy je 6 NADH, 2 FADH_{2,a 2 GTP.}

3. Elektronový transportní systém

Elektronový transportní systém je také známý jako oxidativní fosforylace. U eukaryot k tomuto kroku dochází v mitochondriálních kristách.

Co je anaerobní fermentace?

Anaerobní fermentace je proces, který způsobuje rozklad organických sloučenin. Tento proces redukuje dusík na organické kyseliny a amoniak. Uhlík z organických sloučenin se uvolňuje hlavně jako metan (CH₄). Malá část uhlíku může být vdechována jako CO_{2 Technika rozkladu, k níž došlo, se používá při kompostování. Rozklad probíhá ve čtyřech fázích, jmenovitě: hydrolýza, acidogeneze, acetogeneze a methanogeneze.}

Proces anaerobní fermentace

1. Hydrolýza

C₆H₁₀O₄ + 2H_{2 O → C}6_H12_O6 _{+ 2H}2

2. Acidogeneze

C₆H₁₂O₆ ↔ 2CH_{3 CH}2_{OH + 2CO}2

C₆H₁₂O₆ + 2H_{2↔ 2CH}3_CH2_{COOH + 2H}2_O

C₆H₁₂O₆ → 3CH_{3 COOH}

3. Acetogeneze

CH₃CH₂COO^– + 3H₂ O ↔ CH₃COO^– + H⁺ + HCO ₃^– + 3H₂

C₆H₁₂O₆ + 2H_{2 O ↔ 2CH}3_{COOH + 2CO}2 _{+ 4H}2

CH₃CH₂OH + 2H₂O ↔ CH ₃COO^– + 2H₂ +H⁺

4. Metanogeneze

CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H _2O

2C₂H₅OH + CO₂ → CH ₄ + 2CH_3COOH

CH₃COOH → CH₄ + CO₂

Jaký je rozdíl mezi aerobní a anaerobní fermentací?

Charakteristiky aerobní a anaerobní fermentace

Spotřeba kyslíku:

Aerobní fermentace: Aerobní fermentace využívá kyslík.

Anaerobní fermentace: Anaerobní fermentace nepoužívá kyslík.

Výtěžek ATP:

Aerobní fermentace: Aerobní fermentace poskytuje 38 molekul ATP

Anaerobní fermentace: Anaerobní fermentace neprodukuje molekuly ATP.

Výskyt:

Aerobní fermentace: Aerobní fermentace probíhá uvnitř živých organismů.

Anaerobní fermentace: Anaerobní fermentace probíhá mimo živé organismy.

Účast mikroorganismů:

Aerobní fermentace: Nejsou zapojeny žádné mikroorganismy

Anaerobní fermentace: Jsou zapojeny mikroorganismy

Teplota:

Aerobní fermentace: Pro proces není vyžadována okolní teplota.

Anaerobní fermentace: Proces vyžaduje okolní teplotu.

Technika:

Aerobní fermentace: Aerobní fermentace je metoda výroby energie.

Anaerobní fermentace: Anaerobní fermentace je metoda rozkladu.

Fáze:

Aerobní fermentace: Fáze zahrnují glykolýzu, Krebsův cyklus a systém přenosu elektronů

Anaerobní fermentace: Anaerobní fermentace nemá glykolýzu ani další fáze.

CH_{4 Výroba:}

Aerobní fermentace: Aerobní fermentace neprodukuje CH_4.

Anaerobní fermentace: Anaerobní fermentace produkuje CH_4.