Η βασική διαφορά μεταξύ οξείδωσης και ζύμωσης εξαρτάται από τον τύπο της χημικής αντίδρασης. Η οξείδωση είναι η χημική διαδικασία με την οποία μια ένωση υφίσταται οξείδωση παρουσία οξυγόνου ενώ η ζύμωση είναι η χημική διαδικασία παραγωγής οξέων, αλκοολών και διοξειδίου του άνθρακα από τα σάκχαρα απουσία οξυγόνου.
Η οξείδωση και η ζύμωση είναι βιοχημικές διεργασίες. Εμφανίζονται φυσικά σε ζωντανούς οργανισμούς υπό την επίδραση ενζύμων και άλλων συμπαραγόντων. Σήμερα, και οι δύο αυτές φυσικές αντιδράσεις συμμετέχουν στη βιομηχανική παραγωγή βιολογικών μορίων. Επομένως, η κατανόηση αυτών των διαδικασιών και η διάκριση των δύο είναι μεγάλης σημασίας. Ως εκ τούτου, αυτό το άρθρο εστιάζει στη συζήτηση της διαφοράς μεταξύ οξείδωσης και ζύμωσης.
Τι είναι οξείδωση;
Η οξείδωση είναι μια σημαντική βιολογική αντίδραση που λαμβάνει χώρα κυρίως σε αερόβιους οργανισμούς. Περιλαμβάνει την απορρόφηση οξυγόνου από μια ένωση για να μεταμορφωθεί σε διαφορετική ένωση. Οι οξειδάσες είναι τα κύρια ένζυμα που καταλύουν την αντίδραση της οξείδωσης. Η οξείδωση του βιολογικού υλικού μπορεί να είναι αυθόρμητη ή ελεγχόμενη. Επιπλέον, η οξείδωση των υλικών μπορεί να οδηγήσει σε θετικά και αρνητικά αποτελέσματα ανάλογα με τον τύπο του υλικού που οξειδώνεται. Μπορεί επίσης να συμβεί μέσω μιας αντίδρασης ενός σταδίου χρησιμοποιώντας μόνο ένα ένζυμο ή μπορεί να είναι μια αντίδραση πολλαπλών σταδίων που περιλαμβάνει πολλά ένζυμα.
Η οξείδωση παίζει σημαντικό ρόλο στις περισσότερες μεταβολικές οδούς σε οργανισμούς υψηλότερου επιπέδου. Οι οδοί που υφίστανται οξείδωση περιλαμβάνουν οξειδωτική φωσφορυλίωση για την παραγωγή ATP και βήτα-οξείδωση λιπαρών οξέων για την παραγωγή Acetyl Co A.
Εικόνα 01: Βήτα οξείδωση λινολεϊκού οξέος
Επιπλέον, η οξείδωση είναι μια σημαντική διαδικασία στην παρασκευή εκλεκτού τσαγιού. Αντί της ζύμωσης, η οξείδωση παίζει σημαντικό ρόλο καθώς δεν εξαντλεί τις πολυφαινόλες στο φυτό. Έτσι, η διατήρηση των πολυφαινολών στο τσάι δεν θα βλάψει την ποιότητα του τσαγιού. Στην παραγωγή του τσαγιού, το ένζυμο γνωστό ως οξειδάση πολυφαινόλης έχει μεγάλη σημασία. Όταν οι μεταβολίτες γνωστοί ως κατεχίνες του τσαγιού έρχονται σε επαφή με το οξυγόνο, η οξειδάση αρχίζει να δρα, παράγοντας πολυφαινόλες υψηλότερου μοριακού βάρους. Αυτές οι πολυφαινόλες είναι έτσι ικανές να προσθέσουν άρωμα και χρώμα στο μαύρο τσάι. Ωστόσο, στην παραγωγή τσαγιού, η οξείδωση λαμβάνει χώρα υπό ελεγχόμενες συνθήκες, οι οποίες διαφοροποιούν τις διαφορετικές ποικιλίες τσαγιού.
Τι είναι η ζύμωση;
Ζύμωση είναι η διαδικασία που λαμβάνει χώρα υπό αναερόβιες συνθήκες. Επομένως, εμφανίζεται απουσία μοριακού οξυγόνου. Πολλά μικρόβια, φυτά και ανθρώπινα μυϊκά κύτταρα είναι ικανά να υποστούν ζύμωση. Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης, λαμβάνει χώρα η μετατροπή των μορίων του σακχάρου σε αλκοόλες και οξέα. Η χημική αντίδραση έχει μεγάλη χρήση στη βιομηχανική παραγωγή γαλακτοκομικών προϊόντων, προϊόντων αρτοποιίας και αλκοολούχων ποτών.
Εικόνα 02: Ζύμωση αιθανόλης
Στο φυσικό πλαίσιο, υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ζύμωσης, και οι δύο απαιτούν τη συμμετοχή ενζύμων. Αυτές οι δύο διαδικασίες είναι η ζύμωση με γαλακτικό οξύ και η ζύμωση με αιθανόλη. Στη ζύμωση γαλακτικού οξέος, η μετατροπή του τμήματος του πυροσταφυλικού σακχάρου σε γαλακτικό οξύ λαμβάνει χώρα υπό την επίδραση της αφυδρογονάσης του γαλακτικού οξέος. Η ζύμωση γαλακτικού οξέος συμβαίνει κυρίως στα βακτήρια και στους ανθρώπινους μύες. Η συσσώρευση γαλακτικού οξέος στους ανθρώπινους μύες οδηγεί στην εμφάνιση κράμπες. Η ζύμωση της αιθανόλης λαμβάνει χώρα κυρίως στα φυτά και σε ορισμένα μικρόβια. Τα ένζυμα ακεταλδεΰδη αποκαρβοξυλάση και αιθανόλη αφυδρογονάση διευκολύνουν αυτή τη διαδικασία.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ οξείδωσης και ζύμωσης;
- Η οξείδωση και η ζύμωση είναι βιοχημικές διεργασίες που μπορούν να παράγουν ενέργεια σε ζωντανά συστήματα.
- Και οι δύο διαδικασίες απαιτούν τη συμμετοχή ενζύμων.
- Επίσης, αυτές οι διεργασίες ξεκινούν από μια οργανική ένωση. Ως εκ τούτου, η έναρξη και των δύο διεργασιών λαμβάνει χώρα παρουσία οργανικών ενώσεων.
- Επιπλέον, είναι φυσικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε ζωντανούς οργανισμούς. Ωστόσο, επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται σε πολλές βιομηχανικές διεργασίες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ οξείδωσης και ζύμωσης;
Οι δύο όροι οξείδωση και ζύμωση είναι σαφώς δύο διακριτές διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα στους ζωντανούς οργανισμούς. Ωστόσο, και οι δύο διαδικασίες μπορούν να παράγουν ενέργεια παρόλο που η χημική διεργασία πίσω από τους δύο όρους διαφέρει. Η οξείδωση αναφέρεται στην οξείδωση μιας ένωσης παρουσία ενζύμων και μοριακού οξυγόνου ενώ η ζύμωση αναφέρεται στη μετατροπή των σακχάρων σε οξέα και αλκοόλες παρουσία ενζύμων και απουσία μοριακού οξυγόνου. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ οξείδωσης και ζύμωσης.
Επιπλέον, ο τύπος των ενζύμων που χρησιμοποιούνται κατά τις αντιδράσεις είναι επίσης μια διαφορά μεταξύ οξείδωσης και ζύμωσης. Οι οξειδάσες καταλύουν αντιδράσεις οξείδωσης ενώ η αφυδρογονάση του γαλακτικού οξέος, η αποκαρβοξυλάση της ακεταλδεΰδης και η αφυδρογονάση της αιθανόλης καταλύουν τη ζύμωση. Επιπλέον, έχουν ποικίλες εφαρμογές στον κλάδο. Η οξείδωση είναι σημαντική στη βιομηχανία τσαγιού για την παραγωγή πολυφαινολών. στους αερόβιους οργανισμούς, είναι απαραίτητο για την παραγωγή ενέργειας. Από την άλλη πλευρά, η ζύμωση είναι σημαντική σε πολλές βιομηχανικές διεργασίες όπως η γαλακτοβιομηχανία, η βιομηχανία αρτοποιίας και η βιομηχανία αλκοόλ, για την παραγωγή ενέργειας στους μυς που ασκούνται κ.λπ. Επομένως, οι χρήσεις οδηγούν σε μια περαιτέρω διαφορά μεταξύ οξείδωσης και ζύμωσης.
Σύνοψη – Οξείδωση εναντίον Ζύμωσης
Συνοψίζοντας τη διαφορά μεταξύ οξείδωσης και ζύμωσης, η οξείδωση είναι η απώλεια ηλεκτρονίων από μια ένωση για να σχηματιστεί μια άλλη ένωση παρουσία ενζύμων και μοριακού οξυγόνου, ενώ η ζύμωση είναι η διαδικασία μετατροπής τμημάτων σακχάρου σε οξέα και αλκοόλες στο απουσία οξυγόνου. Και οι δύο διαδικασίες διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε διαφορετικές βιομηχανικές διαδικασίες, παρόλο που σε ορισμένες περιπτώσεις παρερμηνεύονται. Τα περισσότερα μικρόβια που είναι ικανά να εκτελούν τις βιοχημικές αντιδράσεις της οξείδωσης και της ζύμωσης είναι θεμελιώδη για την ανάπτυξη βιομηχανικών διαδικασιών παραγωγής που βασίζονται στη βιοτεχνολογία.
