Nøgleforskellen mellem oxidation og fermentering afhænger af typen af kemisk reaktion. Oxidation er den kemiske proces, hvorved en forbindelse gennemgår oxidation i nærvær af oxygen, mens fermentering er den kemiske proces, hvorved der produceres syrer, alkoholer og kuldioxid fra sukkerarter i fravær af oxygen.
Oxidation og gæring er biokemiske processer. De forekommer naturligt i levende organismer under påvirkning af enzymer og andre cofaktorer. I dag deltager begge disse naturlige reaktioner i produktion af biologiske molekyler i industriel skala. Derfor er det af stor betydning at forstå disse processer og skelne de to. Derfor fokuserer denne artikel på at diskutere forskellen mellem oxidation og fermentering.
Hvad er oxidation?
Oxidation er en vigtig biologisk reaktion, der primært finder sted i aerobe organismer. Det involverer absorption af ilt af en forbindelse for at omdanne sig til en anden forbindelse. Oxidaser er de vigtigste enzymer, der katalyserer oxidationsreaktionen. Oxidation af biologisk materiale kan være spontan eller kontrolleret. Ydermere kan oxidation af materialer føre til positive og negative effekter baseret på den type materiale, der oxideres. Det kan også ske via en enkelttrinsreaktion, der kun bruger ét enzym eller kan være en flertrinsreaktion, der involverer mange enzymer.
Oxidation spiller en stor rolle i de fleste metaboliske veje i organismer på højere niveau. De veje, der gennemgår oxidation, involverer oxidativ phosphorylering til produktion af ATP og beta-oxidation af fedtsyrer til produktion af Acetyl Co A.
Figur 01: Linolsyre Beta Oxidation
Yderligere er oxidation en vigtig proces i fremstillingen af fin te. I stedet for at udføre fermentering, spiller oxidation en vigtig rolle, da den ikke udtømmer polyfenolerne i planten. Bevarelsen af polyfenoler i teen vil således ikke skade kvaliteten af teen. I produktionen af te er enzymet kendt som polyphenoloxidase af stor betydning. Når metabolitterne kendt som catechiner i te kommer i kontakt med oxygen, begynder oxidasen at virke og producerer polyphenoler med højere molekylvægt. Disse polyfenoler er således i stand til at tilføje aroma og farve til den sorte te. Men i teproduktionen sker oxidationen under kontrollerede forhold, som skelner mellem forskellige tevarianter.
Hvad er fermentering?
Fermentering er den proces, der finder sted under anaerobe forhold. Derfor forekommer det i fravær af molekylært oxygen. Mange mikrober, planter og menneskelige muskelceller er i stand til at gennemgå fermentering. Under gæringen sker omdannelse af sukkermolekyler til alkoholer og syrer. Den kemiske reaktion har stor anvendelse i industriel produktion af mejeriprodukter, bageriprodukter og alkoholholdige drikkevarer.
Figur 02: Ethanolfermentering
I den naturlige sammenhæng er der to hovedtyper af fermentering, som begge kræver involvering af enzymer. Disse to processer er mælkesyregæring og ethanolgæring. Ved mælkesyrefermentering sker omdannelsen af pyruvatsukkerdelen til mælkesyre under påvirkning af mælkesyredehydrogenase. Mælkesyregæring sker primært i bakterier og i menneskelige muskler. Opbygningen af mælkesyre i menneskelige muskler fører til udbrud af kramper. Ethanolgæring foregår primært i planter og i nogle mikrober. Enzymerne acetaldehyddecarboxylase og ethanoldehydrogenase letter denne proces.
Hvad er lighederne mellem oxidation og fermentering?
- Oxidation og fermentering er biokemiske processer, der kan producere energi i levende systemer.
- Begge processer kræver involvering af enzymer.
- Disse processer starter også fra en organisk forbindelse. Derfor finder initieringen af begge processer sted i nærvær af organiske forbindelser.
- Yderligere er de naturlige processer, der finder sted i levende organismer; men i øjeblikket bruges de i mange industrielle processer.
Hvad er forskellen mellem oxidation og fermentering?
De to udtryk oxidation og fermentering er helt klart to adskilte processer, der finder sted i levende organismer. Imidlertid kan begge processer generere energi, selvom den kemiske proces bag de to udtryk er forskellig. Oxidation refererer til oxidation af en forbindelse i nærvær af enzymer og molekylært oxygen, mens fermentering refererer til omdannelsen af sukker til syrer og alkoholer i nærvær af enzymer og fravær af molekylært oxygen. Så dette er den vigtigste forskel mellem oxidation og gæring.
Desuden er typen af enzymer, der bruges under reaktionerne, også en forskel mellem oxidation og fermentering. Oxidaser katalyserer oxidationsreaktioner, mens mælkesyredehydrogenase, acetaldehyddecarboxylase og ethanoldehydrogenase katalyserer fermentering. Desuden har de en varieret mængde anvendelser i branchen. Oxidation er vigtig i teindustrien til fremstilling af polyfenoler; i aerobe organismer er det nødvendigt for produktionen af energi. På den anden side er gæring vigtig i mange industrielle processer såsom mejeriindustri, bageriindustri og alkoholindustri, for at generere energi i de trænende muskler osv. Derfor fører brugen til en yderligere forskel mellem oxidation og gæring.
Opsummering – Oxidation vs Fermentation
I en opsummering af forskellen mellem oxidation og fermentering er oxidation tab af elektroner fra en forbindelse til dannelse af en anden forbindelse i nærværelse af enzymer og molekylært oxygen, mens fermentering er processen med at omdanne sukkerdele til syrer og alkoholer i fravær af ilt. Begge processer spiller store roller i forskellige industrielle processer, selvom de misfortolkes i nogle tilfælde. De fleste mikrober, der er i stand til at udføre de biokemiske reaktioner af oxidation og fermentering, er fundamentale i udviklingen af bioteknologi-baserede industrielle produktionsprocesser.
