Klíčový rozdíl - fermentace vs. glykolýza
 

Jak fermentace, tak glykolýza jsou procesy přeměny komplexních molekul, jako jsou cukry a sacharidy, na jednoduché formy. Fermentace používá kvasinky nebo bakterie v procesu přeměny, zatímco glykolýza ne. Toto je klíčový rozdíl mezi fermentací a glykolýzou a další rozdíly budou diskutovány v tomto článku.

Co je fermentace?

Fermentace je metabolický proces, který přeměňuje cukr (především glukózu, fruktózu a sacharózu) na kyseliny, plyny nebo alkohol. V zásadě se vyskytuje v kvasnicích, bakteriích a svalových buňkách s nedostatkem kyslíku za účelem fermentace kyseliny mléčné. Krebsův cyklus a elektronový transportní systém se nevyskytují při fermentaci. Jedinou cestou extrakce energie je však glykolýza plus jedna nebo dvě další reakce. Jde v zásadě o regeneraci NAD + z NADH produkovanou během glykolýzy.

Druhy fermentace

Kvašení kyseliny mléčné a alkoholové fermentace jsou významnými typy fermentace.

Fermentace mléčnou kyselinou

Fermentace kyseliny mléčné je také podobným procesem, kdy se cukr přeměňuje na energii. Častěji se používá při konzervování potravin.

C6H12O6 (glukóza) → 2 CH3CHOHCOOH (kyselina mléčná)

Kvašení kyseliny mléčné nastává v přítomnosti bakterií, jako je Lactobacillus acidophilus a houby. NADH přenáší svůj elektron přímo do pyruvátu při fermentaci kyseliny mléčné. Kvašení kyseliny mléčné se projevuje při produkci jogurtu a uvnitř svalových buněk.

Alkoholová fermentace

Je to proces, při kterém se cukry - glukóza, fruktóza a sacharóza v potravě přeměňují na energii. Chléb, čaj (Kimbucha) a nápoje (alkoholické - pivní víno, whisky, vodka a rum) se vyrábějí alkoholovým kvašením.

C6H12O6 (glukóza) → 2 C2H5OH (ethanol) + 2 CO2 (oxid uhličitý)

Kvasinky a určité bakterie mohou provádět fermentaci ethanolem. Při fermentaci ethanolem NADH věnuje své elektrony derivátu pyruvátu a produkuje ethanol jako konečný produkt.

Použití fermentace

Pivo, víno, jogurt, sýr, kysané zelí, Kimchi a pepperoni jsou příklady produktů produkovaných kvašením. Fermentace se také používá při čištění odpadních vod, při výrobě průmyslového alkoholu a při výrobě plynného vodíku.

Výhody fermentace

Bakterie produkované během kvašení (probiotika) mohou být prospěšné pro trávicí systém. Kromě toho konzervování potravin fermentací může zvýšit jejich nutriční hodnotu, protože fermentace zvyšuje hladinu vitamínu.

Co je glykolýza?

Glykolýza je definována jako enzymatické štěpení uhlohydrátů (jako glukózy) pomocí fosfátových derivátů s produkcí kyseliny pyruvové nebo kyseliny mléčné a energie uložené ve vysokoenergetických fosfátových vazbách ATP.

Je také znám jako „sladký štěpný proces“. Je to metabolická cesta, která se vyskytuje v cytosolu buněk v živých organismech. To může fungovat buď v přítomnosti nebo nepřítomnosti kyslíku. Lze jej tedy rozdělit na aerobní a anaerobní glykolýzu. Aerobní glykolýza poskytuje více ATP než anaerobní proces. S přítomností kyslíku vytváří pyruvát a 2ATP molekuly jsou produkovány jako čistá energetická forma.

Anaerobní glykolýza je jediným účinným prostředkem produkce energie během krátkého intenzivního cvičení poskytujícího energii po dobu 10 sekund až 12 minut.

Celková reakce může být vyjádřena následovně.

Glukóza + 2 NAD + + 2 Pi + 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.

K glykolýze dochází, s variací, téměř u všech organismů, jak aerobních, tak anaerobních.

Jaký je rozdíl mezi fermentací a glykolýzou?

Definice fermentace a glykolýzy:

Fermentace: Fermentace je metabolický proces, který přeměňuje cukr na kyseliny, plyny nebo alkohol.

Glykolýza: Glykolýza je enzymatický rozklad uhlohydrátů.

Charakteristika fermentace a glykolýzy:

Použití kyslíku:

Fermentace: Fermentace nepoužívá kyslík.

Glykolýza: Glykolýza používá kyslík.

Proces:

Fermentace: Fermentace je považována za anaerobní.

Glykolýza: Glykolýza může být anaerobní nebo aerobní.

Výnos ATP:

Fermentace: Během kvašení se získává nulová energie.

Glykolýza: Produkují se 2 molekuly ATP.

Fáze:

Fermentace: Fermentace má 2 základní fáze: fermentaci kyselinou mléčnou a fermentaci ethanolem.

Glykolýza: Glykolýza je rozdělena na aerobní a anaerobní glykolýzu

Zapojení mikroorganismů:

Fermentace: Při fermentaci se podílejí bakterie a kvasinky.

Glykolýza: Na glykolýze se podílejí bakterie a kvasinky.

Výroba etanolu nebo kyseliny mléčné

Fermentace: Fermentací vzniká ethanol nebo kyselina mléčná.

Glykolýza: Glykolýza neprodukuje ethanol nebo kyselinu mléčnou.

Použití kyseliny pyrohroznové

Fermentace: Fermentace začíná použitím kyseliny pyruvové.

Glykolýza: Glykolýza produkuje kyselinu pyruvovou.

Osud kyseliny pyrohroznové

Fermentace: Kyselina pyruvová se přemění na odpadní produkt

Glykolýza: Glykolýza produkuje kyselinu pyruvovou k výrobě energie. Exaerobní dýchání.

Obrázek se svolením:

“Ethanol fermentation” Davidcarmack - vlastní práce (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia

“Glykolýza metabolická cesta 3 anotována” Thomas Shafee - vlastní práce (CC BY 4.0) přes Commons Wikimedia