تفاوت اصلی بین اکسیداسیون و تخمیر به نوع واکنش شیمیایی بستگی دارد. اکسیداسیون فرآیند شیمیایی است که توسط آن یک ترکیب در حضور اکسیژن تحت اکسیداسیون قرار می گیرد در حالی که تخمیر فرآیند شیمیایی تولید اسیدها، الکل ها و دی اکسید کربن از قندها در غیاب اکسیژن است..
اکسیداسیون و تخمیر فرآیندهای بیوشیمیایی هستند. آنها به طور طبیعی در موجودات زنده تحت تأثیر آنزیم ها و سایر عوامل کوفاکتور وجود دارند. در عصر حاضر، هر دو این واکنش های طبیعی در تولید مولکول های بیولوژیکی در مقیاس صنعتی شرکت می کنند. بنابراین درک این فرآیندها و تمایز این دو از اهمیت بالایی برخوردار است.از این رو، این مقاله بر روی بحث درباره تفاوت بین اکسیداسیون و تخمیر تمرکز دارد.
اکسیداسیون چیست؟
اکسیداسیون یک واکنش بیولوژیکی مهم است که عمدتاً در موجودات هوازی انجام می شود. این شامل جذب اکسیژن توسط یک ترکیب برای تبدیل خود به یک ترکیب متفاوت است. اکسیدازها آنزیم های اصلی هستند که واکنش اکسیداسیون را کاتالیز می کنند. اکسیداسیون مواد بیولوژیکی می تواند خود به خود یا کنترل شده باشد. علاوه بر این، اکسیداسیون مواد ممکن است بر اساس نوع ماده اکسید شده، اثرات مثبت و منفی داشته باشد. همچنین می‌تواند از طریق یک واکنش تک مرحله‌ای با استفاده از تنها یک آنزیم رخ دهد یا می‌تواند یک واکنش چند مرحله‌ای با آنزیم‌های متعدد باشد.
اکسیداسیون در بیشتر مسیرهای متابولیک در موجودات سطح بالاتر نقش مهمی دارد. مسیرهایی که تحت اکسیداسیون قرار می گیرند شامل فسفوریلاسیون اکسیداتیو برای تولید ATP و بتا اکسیداسیون اسیدهای چرب برای تولید استیل Co A است.
شکل 01: اکسیداسیون بتا اسید لینولئیک
علاوه بر این، اکسیداسیون یک فرآیند مهم در تولید چای خوب است. به جای انجام تخمیر، اکسیداسیون نقش مهمی ایفا می کند زیرا پلی فنول های گیاه را تخلیه نمی کند. بنابراین، حفظ پلی فنول های موجود در چای به کیفیت چای آسیبی نمی رساند. در تولید چای، آنزیمی به نام پلی فنل اکسیداز از اهمیت بالایی برخوردار است. هنگامی که متابولیت های معروف به کاتچین در چای با اکسیژن تماس پیدا می کنند، اکسیداز شروع به فعالیت می کند و پلی فنول هایی با وزن مولکولی بالاتر تولید می کند. بنابراین این پلی فنول ها می توانند عطر و رنگ را به چای سیاه اضافه کنند. با این حال، در تولید چای، اکسیداسیون تحت شرایط کنترل شده انجام می شود، که بین انواع مختلف چای تفاوت قائل می شود.
تخمیر چیست؟
تخمیر فرآیندی است که در شرایط بی هوازی انجام می شود. بنابراین، در غیاب اکسیژن مولکولی رخ می دهد. بسیاری از میکروب ها، گیاهان و سلول های ماهیچه ای انسان قادر به تخمیر هستند. در طی تخمیر، تبدیل مولکول های قند به الکل و اسید صورت می گیرد. واکنش شیمیایی در تولید صنعتی لبنیات، محصولات نانوایی و مشروبات الکلی کاربرد زیادی دارد.
شکل 02: تخمیر اتانول
در زمینه طبیعی، دو نوع اصلی تخمیر وجود دارد که هر دو نیاز به دخالت آنزیم‌ها دارند. این دو فرآیند تخمیر اسید لاکتیک و تخمیر اتانول هستند. در تخمیر اسید لاکتیک، تبدیل نیمه قند پیروات به اسید لاکتیک تحت تأثیر اسید لاکتیک دهیدروژناز صورت می گیرد.تخمیر اسید لاکتیک عمدتاً در باکتری ها و ماهیچه های انسان اتفاق می افتد. تجمع اسید لاکتیک در عضلات انسان منجر به شروع گرفتگی می شود. تخمیر اتانول عمدتاً در گیاهان و در برخی میکروب ها انجام می شود. آنزیم‌های استالدئید دکربوکسیلاز و اتانول دهیدروژناز این فرآیند را تسهیل می‌کنند.
شباهت‌های بین اکسیداسیون و تخمیر چیست؟
- اکسیداسیون و تخمیر فرآیندهای بیوشیمیایی هستند که می توانند در سیستم های زنده انرژی تولید کنند.
- هر دو فرآیند نیاز به دخالت آنزیم دارند.
- همچنین، این فرآیندها از یک ترکیب آلی شروع می شوند. از این رو، شروع هر دو فرآیند در حضور ترکیبات آلی صورت می گیرد.
- علاوه بر این، آنها فرآیندهای طبیعی هستند که در موجودات زنده رخ می دهند. با این حال، در حال حاضر، آنها در بسیاری از فرآیندهای صنعتی استفاده می شوند.
تفاوت بین اکسیداسیون و تخمیر چیست؟
دو اصطلاح اکسیداسیون و تخمیر به وضوح دو فرآیند متمایز هستند که در موجودات زنده اتفاق می افتد. با این حال، هر دو فرآیند می توانند انرژی تولید کنند، حتی اگر فرآیند شیمیایی پشت این دو اصطلاح متفاوت باشد. اکسیداسیون به اکسید شدن یک ترکیب در حضور آنزیم ها و اکسیژن مولکولی اشاره دارد در حالی که تخمیر به تبدیل قندها به اسیدها و الکل ها در حضور آنزیم ها و عدم وجود اکسیژن مولکولی اشاره دارد. بنابراین، این تفاوت اصلی بین اکسیداسیون و تخمیر است.
علاوه بر این، نوع آنزیم های مورد استفاده در طی واکنش ها نیز تفاوتی بین اکسیداسیون و تخمیر است. اکسیدازها واکنش های اکسیداسیون را کاتالیز می کنند در حالی که اسید لاکتیک دهیدروژناز، استالدهید دکربوکسیلاز و اتانول دهیدروژناز تخمیر را کاتالیز می کنند. علاوه بر این، آنها کاربردهای متنوعی در صنعت دارند. اکسیداسیون در صنعت چای برای تولید پلی فنل ها مهم است. در موجودات هوازی برای تولید انرژی ضروری است.از سوی دیگر، تخمیر در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مانند صنایع لبنی، صنعت نانوایی و صنعت الکل، برای تولید انرژی در ماهیچه‌های تمرین‌کننده و غیره مهم است. بنابراین، کاربردها باعث تفاوت بیشتر بین اکسیداسیون و تخمیر می‌شود.
خلاصه - اکسیداسیون در مقابل تخمیر
در خلاصه کردن تفاوت بین اکسیداسیون و تخمیر، اکسیداسیون از دست دادن الکترون از یک ترکیب برای تشکیل ترکیب دیگر در حضور آنزیم ها و اکسیژن مولکولی است در حالی که تخمیر فرآیند تبدیل بخش های قند به اسیدها و الکل ها است. عدم وجود اکسیژن هر دو فرآیند نقش اصلی را در فرآیندهای مختلف صنعتی ایفا می کنند، حتی اگر در برخی موارد اشتباه تفسیر شوند. اکثر میکروب هایی که قادر به انجام واکنش های بیوشیمیایی اکسیداسیون و تخمیر هستند در توسعه فرآیندهای تولید صنعتی مبتنی بر بیوتکنولوژی اساسی هستند.
