Unterschied zwischen aerober und anaerober Fermentation

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 13:35

Hauptunterschied – aerobe vs. anaerobe Fermentation

Der Begriff aerobe Fermentation ist eine Fehlbezeichnung, da die Fermentation anaerob ist, d. h. keinen Sauerstoff benötigt. Somit bezieht sich die aerobe Fermentation eigentlich nicht auf einen Fermentationsprozess; Dieser Prozess bezieht sich auf den Prozess der Zellatmung. Der Hauptunterschied zwischen aerober und anaerober Fermentation besteht darin, dass die aerobe Fermentation Sauerstoff verwendet, während die anaerobe Fermentation keinen Sauerstoff verwendet. Auf die weiteren Unterschiede wird in diesem Artikel eingegangen.

Was ist aerobe Fermentation

Wie oben erwähnt, ist der Begriff „aerobe Fermentation“falsch benannt, weil die Fermentation ein anaerober Prozess ist. Dies ist einfach ein Prozess, bei dem einfacher Zucker in den Zellen zu Energie verbrannt wird; wissenschaftlicher kann man es als aerobe Atmung bezeichnen.

Es kann als der Prozess der Erzeugung von Zellenergie in Gegenwart von Sauerstoff definiert werden. Es produziert ungefähr 36 ATP-Moleküle, indem es Lebensmittel in den Mitochondrien abbaut. Es umfasst drei Schritte, nämlich Glykolyse, Zitronensäurezyklus und Elektronentransportsystem. Es verbraucht Kohlenhydrate, Fette und Proteine; die Endprodukte dieses Prozesses sind Kohlendioxid und Wasser.

Vereinfachte Reaktion

C₆H₁₂O₆ (s) + 6 O ₂ (g) → 6 CO₂ (g) + 6 H_{2O (l) + Hitze}

ΔG=−2880 kJ pro mol C₆H₁₂O₆

(-) zeigt an, dass die Reaktion spontan auftreten kann

Aerober Atmungsprozess

1. Glykolyse

Es ist ein Stoffwechselweg, der im Zytosol von Zellen in lebenden Organismen vorkommt. Dies kann entweder in Anwesenheit oder in Abwesenheit von Sauerstoff funktionieren. Es produziert Pyruvat in Gegenwart von Sauerstoff. Als Nettoenergieform werden zwei ATP-Moleküle produziert.

Die Gesamtreaktion lässt sich wie folgt ausdrücken:

Glukose + 2 NAD⁺ + 2 P_i + 2 ADP → 2 Pyruvat + 2 NADH + 2 ATP + 2 H ⁺ + 2 H_{2O + Hitze}

Pyruvat wird durch den Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex (PDC) zu Acetyl-CoA und CO_{2 oxidiert. Es befindet sich in den Mitochondrien von Eukaryoten und im Zytosol von Prokaryoten.}

2. Zitronensäurezyklus

Zitronensäurezyklus wird auch als Krebszyklus bezeichnet und tritt in der mitochondrialen Matrix auf. Dies ist ein 8-stufiger Prozess, an dem verschiedene Arten von Enzymen und Coenzymen beteiligt sind. Der Nettogewinn aus einem Glukosemolekül beträgt 6 NADH, 2 FADH_{2,und 2 GTP.}

3. Elektronentransportsystem

Elektronentransportsystem wird auch als oxidative Phosphorylierung bezeichnet. Bei Eukaryoten findet dieser Schritt in den mitochondrialen Cristae statt.

Was ist anaerobe Fermentation?

Anaerobe Fermentation ist ein Prozess, der den Abbau organischer Verbindungen bewirkt. Dieser Prozess reduziert Stickstoff zu organischen Säuren und Ammoniak. Kohlenstoff aus organischen Verbindungen wird hauptsächlich als Methangas freigesetzt (CH₄). Ein kleiner Teil des Kohlenstoffs kann als CO_{2 eingeatmet werden. Die hier durchgeführte Zersetzungstechnik wird bei der Kompostierung verwendet. Die Zersetzung erfolgt in vier Stufen, nämlich: Hydrolyse, Acidogenese, Acetogenese und Methanogenese.}

Anaerober Fermentationsprozess

1. Hydrolyse

C₆H₁₀O₄ + 2H_{2 O → C}6_H12_O6 _{+ 2H}2

2. Acidogenese

C₆H₁₂O₆ ↔ 2CH_{3 CH}2_{OH + 2CO}2

C₆H₁₂O₆ + 2H_{2↔ 2CH}3_CH2_{COOH + 2H}2_O

C₆H₁₂O₆ → 3CH_{3 COOH}

3. Acetogenese

CH₃CH₂COO^– + 3H₂ O ↔ CH₃COO^– + H⁺ + HCO ₃^– + 3H₂

C₆H₁₂O₆ + 2H_{2 O ↔ 2CH}3_{COOH + 2CO}2 _{+ 4H}2

CH₃CH₂OH + 2H₂O ↔ CH ₃COO^– + 2H₂ +H⁺

4. Methanogenese

CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H _2O

2C₂H₅OH + CO₂ → CH ₄ + 2CH_3COOH

CH₃COOH → CH₄ + CO₂

Was ist der Unterschied zwischen aerober und anaerober Fermentation?

Eigenschaften der aeroben und anaeroben Fermentation

Sauerstoffverbrauch:

Aerobe Gärung: Die aerobe Gärung verwendet Sauerstoff.

Anaerobe Gärung: Die anaerobe Gärung verwendet keinen Sauerstoff.

ATP-Rendite:

Aerobe Fermentation: Aerobe Fermentation ergibt 38 ATP-Moleküle

Anaerobe Gärung: Anaerobe Gärung produziert keine ATP-Moleküle.

Vorkommen:

Aerobe Fermentation: Aerobe Fermentation findet in lebenden Organismen statt.

Anaerobe Gärung: Die anaerobe Gärung findet außerhalb lebender Organismen statt.

Beteiligung von Mikroorganismen:

Aerobe Gärung: Keine Mikroorganismen beteiligt

Anaerobe Gärung: Mikroorganismen sind beteiligt

Temperatur:

Aerobe Fermentation: Für den Prozess ist keine Umgebungstemperatur erforderlich.

Anaerobe Gärung: Für den Prozess ist Umgebungstemperatur erforderlich.

Technik:

Aerobe Fermentation: Die aerobe Fermentation ist eine Energieerzeugungsmethode.

Anaerobe Vergärung: Die anaerobe Vergärung ist ein Abbauverfahren.

Stufen:

Aerobe Fermentation: Zu den Stadien gehören Glykolyse, Krebszyklus und Elektronentransportsystem

Anaerobe Gärung: Die anaerobe Gärung hat keine Glykolyse oder andere Stufen.

CH_{4 Produktion:}

Aerobe Gärung: Aerobe Gärung erzeugt kein CH_4.

Anaerobe Fermentation: Anaerobe Fermentation erzeugt CH_4.