Разница между ферментацией и гликолизом

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Ключевое различие - ферментация против гликолиза

И ферментация, и гликолиз - это процессы преобразования сложных молекул, таких как сахара и углеводы, в простые формы. В процессе ферментации используются дрожжи или бактерии, а при гликолизе - нет. Это ключевое различие между ферментацией и гликолизом, и дальнейшие различия будут обсуждаться в этой статье.

Что такое ферментация?

Ферментация - это метаболический процесс, при котором сахар (в первую очередь глюкоза, фруктоза и сахароза) превращается в кислоты, газы или спирт. В основном это происходит в дрожжах, бактериях и мышечных клетках, испытывающих недостаток кислорода, для ферментации молочной кислоты. Цикл Кребса и электронная транспортная система не возникают при ферментации. Однако единственный путь извлечения энергии - это гликолиз плюс одна или две дополнительные реакции. В основном это регенерация НАД ⁺ из НАДН, образующегося во время гликолиза.

Типы ферментации

Молочно-кислотное брожение и спиртовое брожение - известные типы брожения.

Молочная ферментация

Молочная ферментация - это аналогичный процесс, при котором сахар преобразуется в энергию. Его чаще используют при консервировании продуктов.

C ₆ H ₁₂ O ₆ (глюкоза) → 2 CH ₃ CHOHCOOH (молочная кислота)

Брожение молочной кислоты происходит в присутствии таких бактерий, как Lactobacillus acidophilus и грибов. НАДН передает свой электрон непосредственно пирувату при молочнокислом брожении. Брожение молочной кислоты наблюдается при производстве йогурта и внутри мышечных клеток.

Спиртовое брожение

Это процесс, в котором содержащиеся в пище сахара - глюкоза, фруктоза и сахароза превращаются в энергию. Хлеб, чай (кимбуча) и напитки (алкогольные - пивное вино, виски, водка и ром) производятся путем алкогольного брожения.

C ₆ H ₁₂ O ₆ (глюкоза) → 2 C ₂ H ₅ OH (этанол) + 2 CO ₂ (диоксид углерода)

Дрожжи и некоторые бактерии могут выполнять ферментацию этанола. При ферментации этанола НАДН отдает свои электроны производному пирувата, образуя этанол в качестве конечного продукта.

Использование ферментации

Пиво, вино, йогурт, сыр, квашеная капуста, кимчи и пепперони - вот некоторые примеры продуктов, произведенных путем ферментации. Ферментация также используется при очистке сточных вод, производстве промышленного спирта и при производстве газообразного водорода.

Преимущества брожения

Бактерии, образующиеся во время ферментации (пробиотики), могут быть полезны для пищеварительной системы. Кроме того, консервирование продуктов путем ферментации может повысить их пищевую ценность, поскольку ферментация увеличивает уровень витаминов.

Ферментация этанола

Что такое гликолиз?

Гликолиз определяется как ферментативное расщепление углеводов (например, глюкозы) посредством производных фосфата с образованием пировиноградной или молочной кислоты и энергии, хранящейся в высокоэнергетических фосфатных связях АТФ.

Это также известно как «сладкий процесс разделения». Это метаболический путь, который происходит в цитозоле клеток живых организмов. Это может работать как в присутствии, так и в отсутствие кислорода. Поэтому его можно разделить на аэробный и анаэробный гликолиз. Аэробный гликолиз дает больше АТФ, чем анаэробный процесс. В присутствии кислорода он производит пируват, а молекулы 2АТФ образуются как чистая форма энергии.

Анаэробный гликолиз - единственное эффективное средство производства энергии во время коротких, интенсивных упражнений, обеспечивающих энергию в течение периода от 10 секунд до 12 минут.

Общую реакцию можно выразить следующим образом.

Глюкоза + 2 НАД ⁺ + 2 P _i + 2 АДФ → 2 пируват + 2 НАДН + 2 АТФ + 2 H ⁺ + 2 H ₂ O + тепло

Пируват окисляется до ацетил-КоА и CO2 комплексом пируватдегидрогеназы (PDC). Он расположен в митохондриях эукариот и цитозоле прокариот.

Гликолиз происходит с вариациями почти у всех организмов, как аэробных, так и анаэробных.

Метаболический путь гликолиза превращает глюкозу в пируват с помощью ряда промежуточных метаболитов.

В чем разница между ферментацией и гликолизом?

Определение ферментации и гликолиза:

Ферментация: ферментация - это метаболический процесс, при котором сахар превращается в кислоты, газы или спирт.

Гликолиз: Гликолиз - это ферментативное расщепление углеводов.

Характеристики ферментации и гликолиза:

Использование кислорода:

Брожение: Брожение не использует кислород.

Гликолиз: Гликолиз использует кислород.

Процесс:

Ферментация: ферментация считается анаэробной.

Гликолиз: гликолиз может быть анаэробным или аэробным.

Выход ATP:

Брожение: во время брожения не получается энергия.

Гликолиз: продуцируются 2 молекулы АТФ.

Фазы:

Ферментация: Ферментация состоит из двух основных фаз: молочно-кислого и этанольного.

Гликолиз: Гликолиз подразделяется на аэробный и анаэробный гликолиз.

Вовлечение микроорганизмов:

Ферментация: в ферментации участвуют бактерии и дрожжи.

Гликолиз: в гликолизе участвуют бактерии и дрожжи.

Производство этанола или молочной кислоты

Ферментация: ферментация производит этанол или молочную кислоту.

Гликолиз: Гликолиз не дает этанола или молочной кислоты.

Использование пировиноградной кислоты

Ферментация: ферментация начинается с использования пировиноградной кислоты.

Гликолиз: Гликолиз производит пировиноградную кислоту.

Судьба пировиноградной кислоты

Ферментация: пировиноградная кислота превращается в отходы

Гликолиз: Гликолиз производит пировиноградную кислоту, которая используется для выработки энергии. Экстрааэробное дыхание.

Изображение предоставлено:

«Ферментация этанола» Дэвид Кармак - собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia

«Метаболический путь гликолиза 3, аннотированный» Томас Шафи - собственная работа (CC BY 4.0) через Commons Wikimedia