Nøkkelforskjellen mellom oksidasjon og fermentering avhenger av typen kjemisk reaksjon. Oksidasjon er den kjemiske prosessen der en forbindelse gjennomgår oksidasjon i nærvær av oksygen, mens gjæring er den kjemiske prosessen med å produsere syrer, alkoholer og karbondioksid fra sukker i fravær av oksygen.
Oksidasjon og gjæring er biokjemiske prosesser. De forekommer naturlig i levende organismer under påvirkning av enzymer og andre kofaktorer. I dag deltar begge disse naturlige reaksjonene i produksjon av biologiske molekyler i industriell skala. Derfor er det av stor betydning å forstå disse prosessene og skille de to. Derfor fokuserer denne artikkelen på å diskutere forskjellen mellom oksidasjon og fermentering.
Hva er oksidasjon?
Oksidasjon er en viktig biologisk reaksjon som først og fremst finner sted i aerobe organismer. Det innebærer absorpsjon av oksygen av en forbindelse for å forvandle seg til en annen forbindelse. Oksidaser er de viktigste enzymene som katalyserer reaksjonen av oksidasjon. Oksidasjon av biologisk materiale kan være spontan eller kontrollert. Dessuten kan oksidasjon av materialer føre til positive og negative effekter basert på typen materiale som oksideres. Det kan også skje via en enkelttrinnsreaksjon som bruker bare ett enzym eller kan være en flertrinnsreaksjon som involverer mange enzymer.
Oksidasjon spiller en stor rolle i de fleste metabolske veier i organismer på høyere nivå. Veiene som gjennomgår oksidasjon involverer oksidativ fosforylering for produksjon av ATP og beta-oksidasjon av fettsyrer for produksjon av Acetyl Co A.
Figur 01: Linoleic Acid Beta Oxidation
Oksydasjon er dessuten en viktig prosess ved fremstilling av fin te. I stedet for å utføre gjæring, spiller oksidasjon en viktig rolle da den ikke tømmer polyfenolene i planten. Dermed vil ikke bevaring av polyfenoler i teen skade kvaliteten på teen. Ved produksjon av te er enzymet kjent som polyfenoloksidase av stor betydning. Når metabolittene kjent som katekiner i te kommer i kontakt med oksygen, begynner oksidasen å virke, og produserer polyfenoler med høyere molekylvekt. Disse polyfenolene er dermed i stand til å tilføre aroma og farge til den svarte teen. Men i teproduksjonen skjer oksidasjon under kontrollerte forhold, som skiller mellom ulike tevarianter.
Hva er fermentering?
Fermentering er prosessen som foregår under anaerobe forhold. Derfor oppstår det i fravær av molekylært oksygen. Mange mikrober, planter og menneskelige muskelceller er i stand til å gjennomgå gjæring. Under fermentering skjer omdannelse av sukkermolekyler til alkoholer og syrer. Den kjemiske reaksjonen har stor bruk i industriell produksjon av meieriprodukter, bakeriprodukter og alkoholholdige drikker.
Figur 02: Etanolfermentering
I naturlig sammenheng er det to hovedtyper av fermentering, som begge krever involvering av enzymer. Disse to prosessene er melkesyregjæring og etanolgjæring. Ved melkesyregjæring skjer omdannelse av pyruvatsukkerdelen til melkesyre under påvirkning av melkesyredehydrogenase. Melkesyregjæring skjer først og fremst i bakterier og i menneskelige muskler. Oppbygging av melkesyre i menneskelige muskler fører til utbruddet av kramper. Etanolgjæring skjer først og fremst i planter og i enkelte mikrober. Enzymene acetaldehyddekarboksylase og etanoldehydrogenase letter denne prosessen.
Hva er likhetene mellom oksidasjon og fermentering?
- Oksidasjon og gjæring er biokjemiske prosesser som kan produsere energi i levende systemer.
- Begge prosessene krever involvering av enzymer.
- Disse prosessene starter også fra en organisk forbindelse. Derfor skjer initieringen av begge prosessene i nærvær av organiske forbindelser.
- Dessuten er de naturlige prosesser som foregår i levende organismer; men for tiden brukes de i mange industrielle prosesser.
Hva er forskjellen mellom oksidasjon og fermentering?
De to begrepene oksidasjon og fermentering er helt klart to forskjellige prosesser som finner sted i levende organismer. Imidlertid kan begge prosessene generere energi selv om den kjemiske prosessen bak de to begrepene er forskjellige. Oksidasjon refererer til oksidering av en forbindelse i nærvær av enzymer og molekylært oksygen, mens fermentering refererer til transformasjonen av sukker til syrer og alkoholer i nærvær av enzymer og fravær av molekylært oksygen. Så dette er nøkkelforskjellen mellom oksidasjon og gjæring.
Dessuten er typen enzymer som brukes under reaksjonene også en forskjell mellom oksidasjon og fermentering. Oksidaser katalyserer oksidasjonsreaksjoner mens melkesyredehydrogenase, acetaldehyddekarboksylase og etanoldehydrogenase katalyserer fermentering. Videre har de en variert mengde bruksområder i bransjen. Oksidasjon er viktig i teindustrien for produksjon av polyfenoler; i aerobe organismer er det nødvendig for produksjon av energi. På den annen side er fermentering viktig i mange industrielle prosesser som meieriindustri, bakeriindustri og alkoholindustri, for å generere energi i de trenende musklene osv. Derfor fører bruken til en ytterligere forskjell mellom oksidasjon og gjæring.
Sammendrag – Oksidasjon vs fermentering
For å oppsummere forskjellen mellom oksidasjon og gjæring, er oksidasjon tap av elektroner fra en forbindelse for å danne en annen forbindelse i nærvær av enzymer og molekylært oksygen mens gjæring er prosessen med å transformere sukkerdeler til syrer og alkoholer i fravær av oksygen. Begge prosessene spiller store roller i forskjellige industrielle prosesser, selv om de blir feiltolket i noen tilfeller. De fleste mikrober som er i stand til å utføre de biokjemiske reaksjonene oksidasjon og fermentering er grunnleggende i utviklingen av bioteknologibaserte industrielle produksjonsprosesser.
