Het belangrijkste verschil tussen oxidatie en fermentatie hangt af van het type chemische reactie. Oxidatie is het chemische proces waarbij een verbinding oxidatie ondergaat in aanwezigheid van zuurstof, terwijl fermentatie het chemische proces is waarbij zuren, alcoholen en kooldioxide uit suikers worden geproduceerd in afwezigheid van zuurstof.
Oxidatie en fermentatie zijn biochemische processen. Ze komen van nature voor in levende organismen onder invloed van enzymen en andere cofactoren. Tegenwoordig nemen beide natuurlijke reacties deel aan de productie van biologische moleculen op industriële schaal. Daarom is het begrijpen van deze processen en het onderscheiden van de twee van groot belang. Daarom richt dit artikel zich op het bespreken van het verschil tussen oxidatie en fermentatie.
Wat is oxidatie?
Oxidatie is een belangrijke biologische reactie die voornamelijk plaatsvindt in aerobe organismen. Het omvat de opname van zuurstof door een verbinding om zichzelf om te zetten in een andere verbinding. Oxidasen zijn de belangrijkste enzymen die de oxidatiereactie katalyseren. Oxidatie van biologisch materiaal kan spontaan of gecontroleerd zijn. Bovendien kan oxidatie van materialen leiden tot positieve en negatieve effecten op basis van het type materiaal dat wordt geoxideerd. Het kan ook gebeuren via een eenstapsreactie waarbij slechts één enzym wordt gebruikt, of het kan een meerstapsreactie zijn waarbij veel enzymen betrokken zijn.
Oxidatie speelt een belangrijke rol in de meeste metabole routes in organismen op een hoger niveau. De routes die oxidatie ondergaan, omvatten oxidatieve fosforylering voor de productie van ATP en bèta-oxidatie van vetzuren voor de productie van Acetyl Co A.
Figuur 01: Linolzuur Beta-oxidatie
Bovendien is oxidatie een belangrijk proces bij de vervaardiging van fijne thee. In plaats van fermentatie uit te voeren, speelt oxidatie een belangrijke rol omdat het de polyfenolen in de plant niet uitput. Zo zal het behoud van polyfenolen in de thee de kwaliteit van de thee niet schaden. Bij de productie van thee is het enzym polyfenoloxidase van groot belang. Wanneer de metabolieten die bekend staan als catechinen in thee in contact komen met zuurstof, begint het oxidase te werken, waardoor polyfenolen met een hoger molecuulgewicht worden geproduceerd. Deze polyfenolen zijn dus in staat om aroma en kleur toe te voegen aan de zwarte thee. Bij de theeproductie vindt oxidatie echter plaats onder gecontroleerde omstandigheden, die onderscheid maken tussen verschillende theesoorten.
Wat is fermentatie?
Gisting is het proces dat plaatsvindt onder anaërobe omstandigheden. Daarom komt het voor in afwezigheid van moleculaire zuurstof. Veel microben, planten en menselijke spiercellen zijn in staat tot fermentatie. Tijdens de fermentatie vindt omzetting van suikermoleculen in alcoholen en zuren plaats. De chemische reactie wordt veel gebruikt bij de industriële productie van zuivelproducten, bakkerijproducten en alcoholische dranken.
Figuur 02: Ethanolfermentatie
In de natuurlijke context zijn er twee hoofdtypen fermentatie, die beide de betrokkenheid van enzymen vereisen. Deze twee processen zijn melkzuurfermentatie en ethanolfermentatie. Bij melkzuurfermentatie vindt de omzetting van het pyruvaatsuikergedeelte in melkzuur plaats onder invloed van melkzuurdehydrogenase. Melkzuurfermentatie vindt voornamelijk plaats in bacteriën en in menselijke spieren. De ophoping van melkzuur in menselijke spieren leidt tot het ontstaan van krampen. Ethanolfermentatie vindt voornamelijk plaats in planten en in sommige microben. De enzymen aceetaldehyde decarboxylase en ethanol dehydrogenase vergemakkelijken dit proces.
Wat zijn de overeenkomsten tussen oxidatie en fermentatie?
- Oxidatie en fermentatie zijn biochemische processen die energie kunnen produceren in levende systemen.
- Beide processen vereisen de betrokkenheid van enzymen.
- Deze processen gaan ook uit van een organische verbinding. De initiatie van beide processen vindt dus plaats in aanwezigheid van organische verbindingen.
- Bovendien zijn het natuurlijke processen die plaatsvinden in levende organismen; momenteel worden ze echter in veel industriële processen gebruikt.
Wat is het verschil tussen oxidatie en fermentatie?
De twee termen oxidatie en fermentatie zijn duidelijk twee verschillende processen die plaatsvinden in levende organismen. Beide processen kunnen echter energie opwekken, ook al verschilt het chemische proces achter de twee termen. Oxidatie verwijst naar het oxideren van een verbinding in aanwezigheid van enzymen en moleculaire zuurstof, terwijl fermentatie verwijst naar de transformatie van suikers in zuren en alcoholen in aanwezigheid van enzymen en afwezigheid van moleculaire zuurstof. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen oxidatie en fermentatie.
Bovendien is het type enzymen dat tijdens de reacties wordt gebruikt ook een verschil tussen oxidatie en fermentatie. Oxidasen katalyseren oxidatiereacties, terwijl melkzuurdehydrogenase, aceetaldehydedecarboxylase en ethanoldehydrogenase de fermentatie katalyseren. Bovendien hebben ze een gevarieerd aantal toepassingen in de industrie. Oxidatie is belangrijk in de thee-industrie voor de productie van polyfenolen; in aërobe organismen is het noodzakelijk voor de productie van energie. Aan de andere kant is fermentatie belangrijk in veel industriële processen, zoals de zuivelindustrie, de bakkerij-industrie en de alcoholindustrie, om energie te genereren in de trainende spieren, enz. Daarom leiden de toepassingen tot een verder verschil tussen oxidatie en fermentatie.
Samenvatting – Oxidatie versus fermentatie
Om het verschil tussen oxidatie en fermentatie samen te vatten, is oxidatie het verlies van elektronen van een verbinding om een andere verbinding te vormen in de aanwezigheid van enzymen en moleculaire zuurstof, terwijl fermentatie het proces is waarbij suikerresten worden omgezet in zuren en alcoholen in de afwezigheid van zuurstof. Beide processen spelen een belangrijke rol in verschillende industriële processen, ook al worden ze in sommige gevallen verkeerd geïnterpreteerd. De meeste microben die in staat zijn om de biochemische reacties van oxidatie en fermentatie uit te voeren, zijn van fundamenteel belang voor de ontwikkeling van op biotechnologie gebaseerde industriële productieprocessen.
