Nyckelskillnaden mellan oxidation och fermentering beror på typen av kemisk reaktion. Oxidation är den kemiska process genom vilken en förening genomgår oxidation i närvaro av syre medan jäsning är den kemiska processen att producera syror, alkoholer och koldioxid från sockerarter i frånvaro av syre.
Oxidation och jäsning är biokemiska processer. De förekommer naturligt i levande organismer under påverkan av enzymer och andra kofaktorer. I dag deltar båda dessa naturliga reaktioner i industriell skala produktion av biologiska molekyler. Därför är det av stor vikt att förstå dessa processer och särskilja de två. Därför fokuserar den här artikeln på att diskutera skillnaden mellan oxidation och fermentering.
Vad är oxidation?
Oxidation är en viktig biologisk reaktion som främst sker i aeroba organismer. Det involverar absorption av syre av en förening för att omvandla sig till en annan förening. Oxidaser är de viktigaste enzymerna som katalyserar oxidationsreaktionen. Oxidation av biologiskt material kan vara spontan eller kontrollerad. Dessutom kan oxidation av material leda till positiva och negativa effekter beroende på vilken typ av material som oxideras. Det kan också ske via en enstegsreaktion med endast ett enzym eller kan vara en flerstegsreaktion som involverar många enzymer.
Oxidation spelar en stor roll i de flesta metabola vägar i organismer på högre nivå. De vägar som genomgår oxidation involverar oxidativ fosforylering för produktion av ATP och beta-oxidation av fettsyror för produktion av Acetyl Co A.
Figur 01: Linolsyra Beta-oxidation
Oxidation är dessutom en viktig process vid tillverkning av fint te. Istället för att utföra jäsning spelar oxidation en viktig roll då den inte utarmar polyfenolerna i växten. Således kommer bevarandet av polyfenoler i teet inte att skada kvaliteten på teet. Vid tillverkning av te är enzymet som kallas polyfenoloxidas av stor betydelse. När metaboliterna som kallas katekiner i te kommer i kontakt med syre, börjar oxidaset att verka och producerar polyfenoler med högre molekylvikt. Dessa polyfenoler kan alltså tillföra arom och färg till det svarta teet. Men vid teproduktion sker oxidation under kontrollerade förhållanden, vilket skiljer mellan olika tesorter.
Vad är fermentering?
Fermentering är den process som sker under anaeroba förhållanden. Därför uppstår det i frånvaro av molekylärt syre. Många mikrober, växter och mänskliga muskelceller kan genomgå fermentering. Under jäsningen sker omvandling av sockermolekyler till alkoholer och syror. Den kemiska reaktionen har stor användning i industriell produktion av mejeriprodukter, bageriprodukter och alkoholh altiga drycker.
Figur 02: Etanoljäsning
I det naturliga sammanhanget finns det två huvudtyper av jäsning, som båda kräver inblandning av enzymer. Dessa två processer är mjölksyrajäsning och etanoljäsning. Vid mjölksyrafermentering sker omvandlingen av pyruvatsockerdelen till mjölksyra under påverkan av mjölksyradehydrogenas. Mjölksyrajäsning sker främst i bakterier och i mänskliga muskler. Ansamlingen av mjölksyra i mänskliga muskler leder till uppkomsten av kramper. Etanoljäsning sker främst i växter och i vissa mikrober. Enzymerna acetaldehyddekarboxylas och etanoldehydrogenas underlättar denna process.
Vilka är likheterna mellan oxidation och fermentering?
- Oxidation och jäsning är biokemiska processer som kan producera energi i levande system.
- Båda processerna kräver inblandning av enzymer.
- Dessa processer utgår också från en organisk förening. Därför sker initieringen av båda processerna i närvaro av organiska föreningar.
- Dessutom är de naturliga processer som äger rum i levande organismer; men för närvarande används de i många industriella processer.
Vad är skillnaden mellan oxidation och fermentering?
De två termerna oxidation och fermentation är helt klart två distinkta processer som äger rum i levande organismer. Båda processerna kan dock generera energi även om den kemiska processen bakom de två termerna skiljer sig åt. Oxidation hänvisar till oxidation av en förening i närvaro av enzymer och molekylärt syre medan jäsning hänvisar till omvandlingen av socker till syror och alkoholer i närvaro av enzymer och frånvaro av molekylärt syre. Så detta är den viktigaste skillnaden mellan oxidation och fermentering.
Dessutom är typen av enzymer som används under reaktionerna också en skillnad mellan oxidation och fermentering. Oxidaser katalyserar oxidationsreaktioner medan mjölksyradehydrogenas, acetaldehyddekarboxylas och etanoldehydrogenas katalyserar fermentering. Dessutom har de en varierad mängd tillämpningar i branschen. Oxidation är viktig i teindustrin för framställning av polyfenoler; i aeroba organismer är det nödvändigt för produktionen av energi. Å andra sidan är jäsning viktig i många industriella processer såsom mejeriindustri, bageriindustri och alkoholindustri, för att generera energi i de tränande musklerna etc. Därför leder användningen till ytterligare skillnad mellan oxidation och jäsning.
Sammanfattning – Oxidation vs Fermentation
I en sammanfattning av skillnaden mellan oxidation och jäsning är oxidation förlust av elektroner från en förening för att bilda en annan förening i närvaro av enzymer och molekylärt syre medan jäsning är processen att omvandla sockerdelar till syror och alkoholer i frånvaro av syre. Båda processerna spelar stora roller i olika industriella processer, även om de misstolkas i vissa fall. De flesta mikrober som kan utföra de biokemiska reaktionerna av oxidation och fermentering är grundläggande i utvecklingen av bioteknikbaserade industriella produktionsprocesser.
