Rozdíl mezi aerobní a anaerobní fermentací

Klíčový rozdíl - aerobní vs anaerobní fermentace
 

Termín aerobní fermentace je nesprávný název, protože fermentace je anaerobní, tj. Nevyžaduje kyslík. Aerobní fermentace se tedy ve skutečnosti netýká fermentačního procesu; tento proces se týká procesu buněčného dýchání. klíčový rozdíl mezi aerobním a anaerobním kvašením je to aerobní fermentace používá kyslík, zatímco anaerobní fermentace nepoužívá kyslík. Další rozdíly budou popsány v tomto článku.

Co je aerobní fermentace

Jak je uvedeno výše, pojem „aerobní fermentace“ je nesprávně pojmenován, protože fermentace je anaerobní proces. Jednoduše se jedná o proces spalování jednoduchých cukrů na energii v buňkách; více vědecky, to může být nazýváno aerobní dýchání.

Může být definován jako proces výroby buněčné energie v přítomnosti kyslíku. Hrubě produkuje 36 molekul ATP štěpením potravin v mitochondriích. Zahrnuje tři kroky, a to glykolýzu, cyklus kyseliny citronové a systém přenosu elektronů. Konzumuje uhlohydráty, tuky a proteiny; finálními produkty tohoto procesu jsou oxid uhličitý a voda.

Zjednodušená reakce

C₆H₁₂Ó₆ (s) + 6 O₂ (g) → 6 CO₂ (g) + 6H₂O (l) + teplo

ΔG = - 2880 kJ na mol C₆H₁₂Ó₆

(-) označuje, že k reakci může dojít spontánně

Aerobní dýchací proces

1. Glykolýza

Je to metabolická cesta, která se vyskytuje v cytosolu buněk v živých organismech. To může fungovat buď v přítomnosti nebo nepřítomnosti kyslíku. Produkuje pyruvát v přítomnosti kyslíku. Jako forma čisté energie se vytvoří dvě molekuly ATP.

Celková reakce může být vyjádřena takto:

Glukóza + 2 NAD⁺ + 2 str_i + 2 ADP → 2 pyruvát + 2 NADH + 2 ATP + 2 H⁺ + 2 H₂O + teplo

Pyruvát je oxidován na acetyl-CoA a CO₂ komplexem pyruvát dehydrogenázy (PDC). Nachází se v mitochondriích eukaryot a cytosolu prokaryot.

2. Cyklus kyseliny citrónové

Cyklus kyseliny citrónové se také nazývá Krebsův cyklus a vyskytuje se v mitochondriální matrici. Jedná se o 8-krokový proces zahrnující různé typy enzymů a koenzymů. Čistý zisk z jedné molekuly glukózy je 6 NADH, 2 FADH_2, a 2 GTP.

3. Elektronový dopravní systém

Elektronový transportní systém je také známý jako oxidativní fosforylace. U eukaryot se tento krok vyskytuje v mitochondriálních krčcích.

Co je anaerobní fermentace?

Anaerobní fermentace je proces, který způsobuje rozklad organických sloučenin. Tento proces redukuje dusík na organické kyseliny a amoniak. Uhlík z organických sloučenin se uvolňuje hlavně jako plynný metan (CH₄). Malá část uhlíku může být dýchána jako CO₂. Technika rozkladu, ke které zde došlo, se používá při kompostování. K rozkladu dochází ve čtyřech etapách: hydrolýza, acidogeneze, acetogeneze a methanogeneze.

Anaerobní fermentační proces

1. Hydrolýza

C₆H₁₀Ó₄ + 2H₂O → C₆H₁₂Ó₆ + 2H₂

2. Acidogenesis

C₆H₁₂Ó₆ ↔ 2CH₃CH₂OH + 2CO₂

C₆H₁₂Ó₆ + 2H₂ ↔ 2CH₃CH₂COOH + 2H₂Ó

C₆H₁₂Ó₆ → 3CH₃COOH

3. Acetogeneze

CH₃CH₂VRKAT^- + 3H₂O ↔ CH₃VRKAT^- + H⁺ + HCO₃^- + 3H₂

C₆H₁₂Ó₆ + 2H₂O ↔ 2CH₃COOH + 2CO₂ + 4H₂

CH₃CH₂OH + 2H₂O ↔ CH₃VRKAT^- + 2H₂ +H⁺

4. Methanogeneze

CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂Ó

2C₂H₅OH + CO₂ → CH₄ + 2CH₃COOH

CH₃COOH → CH₄ + CO₂

Jaký je rozdíl mezi aerobní a anaerobní fermentací?

Charakteristika aerobní a anaerobní fermentace

Použití kyslíku:

Aerobní kvašení: Aerobní fermentace používá kyslík.

Anaerobní fermentace: Anaerobní fermentace nepoužívá kyslík.

Výnos ATP:

Aerobní kvašení: Aerobní fermentace poskytuje 38 ATP molekul

Anaerobní fermentace: Anaerobní fermentace neprodukuje molekuly ATP.

Výskyt:

Aerobní kvašení: Aerobní fermentace probíhá uvnitř živých organismů.

Anaerobní fermentace: Anaerobní fermentace probíhá mimo živé organismy.

Zapojení mikroorganismů:

Aerobní kvašení:  Nejsou zahrnuty žádné mikroorganismy

Anaerobní fermentace: Jedná se o mikroorganismy

Teplota:

Aerobní kvašení: Pro tento proces není nutná okolní teplota.

Anaerobní fermentace: Pro proces je nutná okolní teplota.

Technika:

Aerobní kvašení: Aerobní fermentace je metoda výroby energie.

Anaerobní fermentace:  Anaerobní fermentace je metoda rozkladu.

Fáze:

Aerobní kvašení: Fáze zahrnují glykolýzu, Krebsův cyklus a elektronový transportní systém

Anaerobní fermentace: Anaerobní fermentace nemá žádnou glykolýzu ani jiné fáze.

CH₄ Výroba:

Aerobní kvašení: Aerobní fermentace neprodukuje CH₄ .

Anaerobní fermentace: Anaerobní fermentace produkuje CH_4.

Reference:

Buněčné dýchání [Online]. K dispozici: https://en.wikipedia.org/wiki/Cellular_respiration#Aerobic_respiration [Přístup 7. července 2016].

Anaerobní fermentace [Online]. K dispozici: http://whatcom.wsu.edu/ag/compost/fundamentals/biology_anaerobic.htm 2016].

Anaerobní proces trávení [Online]. K dispozici: http://www.wtert.eu/default.asp?Menue=13&ShowDok=12 [přístup k 8. červenci 2016].

 Obrázek se svolením: 

„CellRespiration“ od RegisFrey - vlastní práce (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia

„Kompostová špína“ By normanack - (CC BY 2.0) prostřednictvím Commons Wikimedia