Разница между ферментацией и гликолизом

2024 Автор: Alex Aldridge | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-17 13:48

Ключевая разница - ферментация против гликолиза

И ферментация, и гликолиз представляют собой процессы преобразования сложных молекул, таких как сахара и углеводы, в простые формы. Ферментация использует дрожжи или бактерии в процессе преобразования, а гликолиз - нет. В этом 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, страдающих кислородным голоданием, для ферментации молочной кислоты. Цикл Кребса и система переноса электронов при брожении не участвуют. Однако единственным путем извлечения энергии является гликолиз плюс одна или две дополнительные реакции. По сути, это регенерация НАД^{+ из НАДН, образующегося во время гликолиза.}

Виды ферментации

Молочнокислое брожение и Спиртовое брожение являются известными типами брожения.

Молочнокислотное брожение

Молочнокислое брожение также представляет собой аналогичный процесс, при котором сахар превращается в энергию. Чаще используется для консервирования пищевых продуктов.

C₆H₁₂O₆ (глюкоза) → 2 CH _{3CHOHCOOH (молочная кислота)}

Молочнокислое брожение происходит в присутствии бактерий, таких как Lactobacillus acidophilus и грибов. НАДН передает свой электрон непосредственно пирувату при молочнокислом брожении. Молочнокислое брожение можно наблюдать при производстве йогурта и внутри мышечных клеток.

Спиртовое брожение

Это процесс, при котором сахара – глюкоза, фруктоза и сахароза в пище превращаются в энергию. Хлеб, некоторые сорта чая (кимбуча) и напитки (алкогольные – пиво, вино, виски, водка, ром) производятся путем спиртового брожения.

C₆H₁₂O₆ (глюкоза) → 2 C ₂H₅OH (этанол) + 2 CO_{2 (двуокись углерода)}

Дрожжи и некоторые бактерии могут осуществлять ферментацию этанола. При ферментации этанола НАДН отдает свои электроны производному пирувата с образованием этанола 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 технического спирта и газообразного водорода.

Преимущества ферментации

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

Этанольное брожение

Что такое гликолиз?

Гликолиз определяется как ферментативное расщепление углеводов (таких как глюкоза) посредством производных фосфатов с образованием пировиноградной или молочной кислоты и накоплением энергии в высокоэнергетических фосфатных связях АТФ.

Этот процесс также известен как «сладкий процесс расщепления». 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 вырабатывает пируват, а молекулы 2АТФ вырабатываются в виде чистой энергетической формы.

Анаэробный гликолиз является единственным эффективным средством выработки 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 Н ⁺ + 2 H_{2O + тепло}

Пируват окисляется до ацетил-КоА и СО2 под действием пируватдегидрогеназного комплекса (PDC). Он находится в митохондриях эукариот и цитозоле прокариот.

Гликолиз происходит с вариациями почти во всех организмах, как аэробных, так и анаэробных.