Erinevus oksüdeerimise ja kääritamise vahel

võtme erinevus oksüdeerimise ja kääritamise vaheline sõltuvus keemilise reaktsiooni tüübist. Oksüdeerimine on keemiline protsess, mille käigus ühend oksüdeeritakse hapniku juuresolekul, samal ajal kui käärimine on keemiline protsess, mille käigus hapete, alkoholide ja süsihappegaasi toodetakse suhkrutest hapniku puudumisel.

Oksüdeerimine ja kääritamine on biokeemilised protsessid. Need esinevad elusorganismides looduslikult ensüümide ja muude kofaktorite mõjul. Tänapäeval osalevad mõlemad looduslikud reaktsioonid bioloogiliste molekulide tööstuslikus tootmises. Seetõttu on nende protsesside mõistmine ja nende eristamine väga oluline. Seetõttu keskendub see artikkel oksüdeerimise ja kääritamise erinevuste arutamisele.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on oksüdatsioon
3. Mis on kääritamine
4. Oksüdeerimise ja kääritamise sarnasused
5. Kõrvuti võrdlus - oksüdeerimine vs fermentatsioon tabelina
6. Kokkuvõte

Mis on oksüdatsioon?

Oksüdatsioon on oluline bioloogiline reaktsioon, mis toimub peamiselt aeroobsetes organismides. See hõlmab hapniku imendumist ühendi poolt, et muuta see teiseks ühendiks. Oksüdaasid on peamised ensüümid, mis katalüüsivad oksüdatsiooni reaktsiooni. Bioloogilise materjali oksüdeerimine võib olla spontaanne või kontrollitud. Lisaks võib materjalide oksüdeerimine põhjustada oksüdeerunud materjali tüübist lähtuvalt positiivseid ja negatiivseid mõjusid. See võib toimuda ka üheastmelise reaktsiooni kaudu, kasutades ainult ühte ensüümi, või mitmeastmelise reaktsiooni, mis hõlmab paljusid ensüüme.

Oksüdatsioon mängib suurt rolli enamiku metaboolsete radade korral kõrgema taseme organismides. Oksüdeerimise teed hõlmavad oksüdatiivset fosforüülimist ATP tootmiseks ja rasvhapete beetaoksüdatsiooni atsetüül Co A tootmiseks..

Joonis 01: linoolhappe beetaoksüdeerimine

Lisaks on oksüdatsioon peene tee valmistamisel oluline protsess. Käärimise asemel mängib olulist rolli oksüdeerimine, kuna see ei ammenda taime polüfenoole. Seega ei kahjusta tees esinevate polüfenoolide säilimine tee kvaliteeti. Tee tootmisel on polüfenooloksüdaasina tuntud ensüümil suur tähtsus. Kui tees olevad katehhiinidena tuntud metaboliidid puutuvad kokku hapnikuga, hakkab oksüdaas toimima, tekitades suurema molekulmassiga polüfenoole. Need polüfenoolid on seega võimelised mustale teele aroomi ja värvi lisama. Tee tootmisel toimub oksüdeerimine siiski kontrollitud tingimustes, mis eristavad erinevaid teesorte.

Mis on kääritamine?

Käärimine on protsess, mis toimub anaeroobsetes tingimustes. Seetõttu ilmneb see molekulaarse hapniku puudumisel. Paljud mikroobid, taimed ja inimese lihasrakud on võimelised käärima. Käärimise ajal toimub suhkru molekulide muundamine alkoholideks ja hapeteks. Keemilisel reaktsioonil on suur kasu piimatoodete, pagaritoodete ja alkohoolsete jookide tööstuslikus tootmises.

Joonis 02: Etanooli kääritamine

Looduslikus kontekstis on kaks peamist kääritamistüüpi, mis mõlemad nõuavad ensüümide kaasamist. Need kaks protsessi on piimhappe kääritamine ja etanooli kääritamine. Piimhappe kääritamisel toimub püruvaadi suhkru osa muutmine piimhappeks piimhappe dehüdrogenaasi mõjul. Piimhappe kääritamine toimub peamiselt bakterites ja inimese lihastes. Piimhappe kogunemine inimese lihastes põhjustab krampe. Etanooli kääritamine toimub peamiselt taimedes ja mõnedes mikroobides. Ensüümid atsetaldehüüddekarboksülaas ja etanooldehüdrogenaas hõlbustavad seda protsessi.

Millised on oksüdeerimise ja kääritamise sarnasused?

• Oksüdeerimine ja kääritamine on biokeemilised protsessid, mis võivad elavates süsteemides energiat toota.
• Mõlemad protsessid nõuavad ensüümide kaasamist.
• Need protsessid algavad ka orgaanilisest ühendist. Seega toimub mõlema protsessi algatamine orgaaniliste ühendite juuresolekul.
• Lisaks on need elusorganismides toimuvad looduslikud protsessid; praegu kasutatakse neid aga paljudes tööstusprotsessides.

Mis vahe on oksüdeerumisel ja kääritamisel?

Kaks terminit oksüdatsioon ja kääritamine on selgelt kaks eraldiseisvat protsessi, mis toimuvad elusorganismides. Mõlemad protsessid võivad aga energiat genereerida, ehkki nende kahe mõiste taga olev keemiline protsess on erinev. Oksüdeerimine tähendab ühendi oksüdeerimist ensüümide ja molekulaarse hapniku juuresolekul, fermentatsioon aga suhkrute muundamist happeks ja alkoholiks ensüümide juuresolekul ja molekulaarse hapniku puudumist. Niisiis, see on peamine erinevus oksüdeerimise ja kääritamise vahel.

Pealegi on reaktsioonide ajal kasutatud ensüümide tüüp erinev oksüdatsiooni ja fermentatsiooni vahel. Oksüdaasid katalüüsivad oksüdatsioonireaktsioone, piimhappe dehüdrogenaas, atseetaldehüüddekarboksülaas ja etanooldehüdrogenaas katalüüsivad kääritamist. Lisaks on neil tööstuses mitmesuguseid rakendusi. Polüfenoolide tootmisel on teetööstuses oluline oksüdeerimine; aeroobsetes organismides on see vajalik energia tootmiseks. Teisest küljest on kääritamine oluline paljudes tööstusprotsessides, näiteks piimatööstuses, pagaritööstuses ja alkoholitööstuses, energia saamiseks treenimislihastes jne. Seetõttu põhjustavad harjumused oksüdatsiooni ja kääritamise vahelist erinevust.

Kokkuvõte - oksüdatsioon vs käärimine

Oksüdeerimise ja fermentatsiooni erinevuse kokkuvõtmisel on oksüdeerimine elektronide kaotamine ühendist ensüümide ja molekulaarse hapniku juuresolekul teise ühendi moodustamiseks, samal ajal kui fermentatsioon on suhkruosade muundamine happeks ja alkoholiks hapniku puudumisel. Mõlemal protsessil on erinevates tööstusprotsessides suur roll, ehkki mõnel juhul on neid valesti tõlgendatud. Enamik mikroobe, mis on võimelised läbi viima oksüdatsiooni ja fermentatsiooni biokeemilisi reaktsioone, on biotehnoloogiatel põhinevate tööstuslike tootmisprotsesside arendamisel põhitähtsad.

Viide:

1. Jurtšuk, Peter ja Jr “Bakterite metabolism”. Meditsiiniline mikrobioloogia. 4. väljaanne., USA Riiklik Meditsiiniraamatukogu, 1. jaanuar 1996, saadaval siit.

Pilt viisakalt:

1. „Linoolhappe beetaoksüdatsioon“ - autor: Keministi - Oma töö (CC0) Commons Wikimedia kaudu
2. “Etanooli kääritamine”, autor David B. Carmack Jr - Oma töö (CC BY-SA 3.0) Commonsi Wikimedia kaudu