Fermentatsiooni ja glükolüüsi erinevus

Peamine erinevus - kääritamine vs glükolüüs
 

Nii kääritamine kui ka glükolüüs on protsess, mille käigus muundatakse keerulised molekulid, nagu suhkrud ja süsivesikud, lihtsateks vormideks. Kääritamisel kasutatakse muundamise protsessis pärmi või baktereid, glükolüüsil aga mitte. See on peamine erinevus kääritamise ja glükolüüsi vahel ning edasisi erinevusi käsitletakse selles artiklis.

Mis on kääritamine?

Käärimine on ainevahetusprotsess, mis muundab suhkru (peamiselt glükoosi, fruktoosi ja sahharoosi) hapeteks, gaasideks või alkoholiks. Põhimõtteliselt esineb see piimhappe kääritamiseks pärmis, bakterites ja hapnikuvaesetes lihasrakkudes. Krebsi tsükkel ja elektronide transpordisüsteem kääritamisel ei toimu. Ainus energia ekstraheerimise viis on glükolüüs pluss üks või kaks lisareaktsiooni. Põhimõtteliselt on see NAD-i taastamine⁺ glükolüüsi käigus toodetud NADH-st.

Kääritamise liigid

Piimhappe kääritamine ja alkoholi kääritamine on silmapaistvad kääritamisviisid.

Piimhappe kääritamine

Piimhappe kääritamine on samuti sarnane protsess, kus suhkur muundatakse energiaks. Sagedamini kasutatakse seda toidu säilitamisel.

C₆H₁₂O₆ (glükoos) → 2 CH₃CHOHCOOH (piimhape)

Piimhappe kääritamine toimub selliste bakterite nagu Lactobacillus acidophilus ja seened. NADH kannab piimahappe kääritamisel oma elektroni otse püruvaati. Piimhappe kääritamist võib täheldada jogurti tootmisel ja lihasrakkude sees.

Alkoholi kääritamine

See on protsess, mille käigus toidus olevad suhkrud - glükoos, fruktoos ja sahharoos muudetakse energiaks. Leiba, osa teed (Kimbucha) ja jooke (alkohoolsed - õllevein, viski, viin ja rumm) toodetakse alkohoolse kääritamise teel.

C₆H₁₂O₆ (glükoos) → 2 C₂H₅OH (etanool) + 2 CO₂ (süsinikdioksiid)

Pärm ja teatud bakterid võivad etanooli käärida. Etanooli kääritamisel anneerib NADH oma elektronid püruvaadi derivaadiks, andes lõpp-produktina etanooli.

Fermentatsiooni kasutusalad

Käärimisel toodetud toodete näited on õlu, vein, jogurt, juust, hapukapsas, Kimchi ja Pepperoni. Käärimist kasutatakse ka reoveepuhastuses, tööstusliku alkoholi tootmisel ja vesiniku gaasi tootmisel.

Fermentatsiooni eelised

Kääritamise käigus toodetud bakterid (probiootikumid) võivad olla seedesüsteemile kasulikud. Lisaks võib toitude säilitamine kääritamise teel tõsta nende toiteväärtust, kuna kääritamine suurendab vitamiinide taset.

Etanooli kääritamine

Mis on glükolüüs?

Glükolüüsi määratletakse kui süsivesikute (glükoosina) ensümaatilist lagunemist fosfaatide derivaatide abil, mis tekitavad püruviir- või piimhapet ja energiat, mis on salvestatud ATP kõrge energiasisaldusega fosfaatsidemetes.

Seda tuntakse ka kui “magusat poolitusprotsessi”. See on ainevahetusrada, mis toimub elusorganismide rakkude tsütosoolis. See võib toimida kas hapniku juuresolekul või puudumisel. Seetõttu võib selle jagada aeroobseks ja anaeroobseks glükolüüsiks.  Aeroobne glükolüüs annab rohkem ATP-d kui anaeroobne protsess. Hapniku olemasolul toodab see püruvaati ja 2ATP molekulid toodetakse netoenergia vormis.

Anaeroobne glükolüüs on ainus tõhus energiatootmise viis lühikese ja intensiivse treeningu ajal, mis annab energiat 10 sekundist kuni 12 minutini.

Üldreaktsiooni saab väljendada järgmiselt.

Glükoos + 2 NAD⁺ + 2 P_i + 2 ADP → 2 püruvaat + 2 NADH + 2 ATP + 2 H⁺ + 2H₂O + kuumus

Püruvaat dehüdrogenaasi kompleksi (PDC) abil oksüdeeritakse atsetüül-CoA ja CO2-ks. See asub prokarüootide eukarüootide mitokondrites ja tsütosoolis.

Glükolüüs toimub varieerumisega peaaegu kõigis organismides, nii aeroobses kui ka anaeroobses organismis.

Glükolüüsi metaboolne rada konverteerib glükoosi püruvaadiks vahesaaduste metaboliitide kaudu.

Mis vahe on kääritamisel ja glükolüüsil??

Fermentatsiooni ja glükolüüsi määratlus:

Käärimine: Käärimine on ainevahetusprotsess, mis muudab suhkru hapeteks, gaasideks või alkoholiks.

Glükolüüs: Glükolüüs on süsivesikute ensümaatiline lagunemine.

Fermentatsiooni ja glükolüüsi omadused:

Hapniku kasutamine:

Käärimine: Käärimisel hapnikku ei kasutata.

Glükolüüs: Glükolüüs kasutab hapnikku.

Protsess:

Käärimine: Käärimist peetakse anaeroobseks.

Glükolüüs: Glükolüüs võib olla anaeroobne või aeroobne.

ATP saagis:

Käärimine:  Käärimisel saadakse null energiat.

Glükolüüs:  Valmistatakse 2 ATP molekuli.

Faasid:

Käärimine: Fermentatsioonil on 2 aluselist faasi: piimhappe kääritus ja etanooli kääritamine.

Glükolüüs: Glükolüüs liigitatakse aeroobseks ja anaeroobseks glükolüüsiks

Mikroorganismide kaasatus:

Käärimine: Käärimisel osalevad bakterid ja pärm.

Glükolüüs: Glükolüüsis osalevad bakterid ja pärm.

Etanooli või piimhappe tootmine

Käärimine: Kääritamisel saadakse etanool või piimhape.

Glükolüüs: Glükolüüs ei anna etanooli ega piimhapet.

Püruviinhappe kasutamine

Käärimine: Käärimine algab Pyruvic happe kasutamisega.

Glükolüüs: Glükolüüsi tulemusel saadakse Pyruvic hape.

Püruvichappe saatus

Käärimine: Püruvichape muundatakse jäätmeproduktiks

Glükolüüs: Glükolüüsi käigus toodetakse püruviinhapet, mida kasutatakse energia tootmiseks. Exeroobne hingamine.

Pilt viisakalt:

Etanooli kääritamine Davidcarmack - Oma töö (CC BY-SA 3.0) Commonsi Wikimedia kaudu

“Annustatud märkusega glükolüüsi metaboolne rada 3”, autor Thomas Shafee - Oma töö (CC BY 4.0) Commonsi Wikimedia kaudu