Der Hauptunterschied zwischen Oxidation und Fermentation hängt von der Art der chemischen Reaktion ab. Oxidation ist der chemische Prozess, bei dem eine Verbindung in Gegenwart von Sauerstoff oxidiert wird, während Fermentation der chemische Prozess zur Herstellung von Säuren, Alkoholen und Kohlendioxid aus Zuckern in Abwesenheit von Sauerstoff ist.
Oxidation und Fermentation sind biochemische Prozesse. Sie kommen natürlicherweise in lebenden Organismen unter dem Einfluss von Enzymen und anderen Cofaktoren vor. Heutzutage sind diese beiden natürlichen Reaktionen an der industriellen Produktion biologischer Moleküle beteiligt. Daher ist es von großer Bedeutung, diese Prozesse zu verstehen und die beiden zu unterscheiden. Daher konzentriert sich dieser Artikel auf die Erörterung des Unterschieds zwischen Oxidation und Fermentation.
Was ist Oxidation?
Oxidation ist eine wichtige biologische Reaktion, die hauptsächlich in aeroben Organismen stattfindet. Es beinh altet die Aufnahme von Sauerstoff durch eine Verbindung, um sich in eine andere Verbindung umzuwandeln. Oxidasen sind die wichtigsten Enzyme, die die Oxidationsreaktion katalysieren. Die Oxidation von biologischem Material kann spontan oder kontrolliert erfolgen. Darüber hinaus kann die Oxidation von Materialien je nach Art des oxidierten Materials zu positiven und negativen Effekten führen. Es kann auch über eine einstufige Reaktion mit nur einem Enzym oder eine mehrstufige Reaktion mit vielen Enzymen erfolgen.
Oxidation spielt eine wichtige Rolle in den meisten Stoffwechselwegen in höheren Organismen. Die Oxidationswege umfassen die oxidative Phosphorylierung zur Produktion von ATP und die Beta-Oxidation von Fettsäuren zur Produktion von Acetyl Co A.
Abbildung 01: Linolsäure-Beta-Oxidation
Darüber hinaus ist die Oxidation ein wichtiger Prozess bei der Herstellung von feinem Tee. Anstelle der Fermentation spielt die Oxidation eine wichtige Rolle, da sie die Polyphenole in der Pflanze nicht abbaut. Somit wird die Konservierung von Polyphenolen im Tee die Qualität des Tees nicht beeinträchtigen. Bei der Herstellung von Tee ist das als Polyphenoloxidase bekannte Enzym von großer Bedeutung. Wenn die im Tee als Catechine bekannten Metaboliten mit Sauerstoff in Kontakt kommen, beginnt die Oxidase zu wirken und produziert Polyphenole mit höherem Molekulargewicht. Diese Polyphenole sind somit in der Lage, dem Schwarztee Aroma und Farbe zu verleihen. Bei der Teeherstellung findet die Oxidation jedoch unter kontrollierten Bedingungen statt, die zwischen verschiedenen Teesorten unterscheiden.
Was ist Fermentation?
Fermentation ist der Prozess, der unter anaeroben Bedingungen stattfindet. Daher tritt es in Abwesenheit von molekularem Sauerstoff auf. Viele Mikroben, Pflanzen und menschliche Muskelzellen können fermentieren. Während der Fermentation findet eine Umwandlung von Zuckermolekülen in Alkohole und Säuren statt. Die chemische Reaktion findet große Anwendung in der industriellen Herstellung von Milchprodukten, Backwaren und alkoholischen Getränken.
Abbildung 02: Ethanolfermentation
Im natürlichen Kontext gibt es zwei Haupttypen der Fermentation, die beide die Beteiligung von Enzymen erfordern. Diese beiden Prozesse sind die Milchsäurefermentation und die Ethanolfermentation. Bei der Milchsäurefermentation findet unter dem Einfluss der Milchsäuredehydrogenase die Umwandlung des Pyruvatzuckeranteils in Milchsäure statt. Die Milchsäuregärung findet hauptsächlich in Bakterien und in menschlichen Muskeln statt. Die Anhäufung von Milchsäure in menschlichen Muskeln führt zum Auftreten von Krämpfen. Die Ethanolfermentation findet hauptsächlich in Pflanzen und in einigen Mikroben statt. Die Enzyme Acetaldehyd-Decarboxylase und Ethanol-Dehydrogenase erleichtern diesen Vorgang.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Oxidation und Fermentation?
- Oxidation und Fermentation sind biochemische Prozesse, die in lebenden Systemen Energie erzeugen können.
- Beide Prozesse erfordern die Beteiligung von Enzymen.
- Außerdem gehen diese Prozesse von einer organischen Verbindung aus. Die Initiierung beider Prozesse findet also in Gegenwart organischer Verbindungen statt.
- Außerdem sind sie natürliche Prozesse, die in lebenden Organismen stattfinden; Derzeit werden sie jedoch in vielen industriellen Prozessen verwendet.
Was ist der Unterschied zwischen Oxidation und Fermentation?
Die beiden Begriffe Oxidation und Fermentation sind eindeutig zwei unterschiedliche Prozesse, die in lebenden Organismen stattfinden. Beide Prozesse können jedoch Energie erzeugen, obwohl sich der chemische Prozess hinter den beiden Begriffen unterscheidet. Oxidation bezieht sich auf die Oxidation einer Verbindung in Gegenwart von Enzymen und molekularem Sauerstoff, während Fermentation sich auf die Umwandlung von Zuckern in Säuren und Alkohole in Gegenwart von Enzymen und Abwesenheit von molekularem Sauerstoff bezieht. Das ist also der Hauptunterschied zwischen Oxidation und Fermentation.
Außerdem ist die Art der Enzyme, die während der Reaktionen verwendet werden, auch ein Unterschied zwischen Oxidation und Fermentation. Oxidasen katalysieren Oxidationsreaktionen, während Milchsäuredehydrogenase, Acetaldehyddecarboxylase und Ethanoldehydrogenase die Fermentation katalysieren. Darüber hinaus haben sie eine Vielzahl von Anwendungen in der Industrie. Oxidation ist in der Teeindustrie für die Produktion von Polyphenolen wichtig; in aeroben Organismen ist es für die Energiegewinnung notwendig. Andererseits ist die Fermentation in vielen industriellen Prozessen wie der Milchindustrie, der Bäckereiindustrie und der Alkoholindustrie wichtig, um Energie in den trainierenden Muskeln usw. zu erzeugen. Daher führen die Verwendungen zu einem weiteren Unterschied zwischen Oxidation und Fermentation.
Zusammenfassung – Oxidation vs. Fermentation
Um den Unterschied zwischen Oxidation und Fermentation zusammenzufassen, ist Oxidation die Abgabe von Elektronen aus einer Verbindung, um eine andere Verbindung in Gegenwart von Enzymen und molekularem Sauerstoff zu bilden, während Fermentation der Prozess der Umwandlung von Zuckereinheiten in Säuren und Alkohole ist Abwesenheit von Sauerstoff. Beide Prozesse spielen in verschiedenen industriellen Prozessen eine große Rolle, auch wenn sie in einigen Fällen falsch interpretiert werden. Die meisten Mikroben, die in der Lage sind, die biochemischen Reaktionen der Oxidation und Fermentation durchzuführen, sind grundlegend für die Entwicklung biotechnologischer industrieller Produktionsprozesse.
