Avainero hapettumisen ja käymisen välillä riippuu kemiallisen reaktion tyypistä. Hapetus on kemiallinen prosessi, jossa yhdiste hapettuu hapen läsnä ollessa, kun taas käyminen on kemiallinen prosessi, jossa sokereista tuotetaan happoja, alkoholeja ja hiilidioksidia ilman happea.
Hapetus ja käyminen ovat biokemiallisia prosesseja. Niitä esiintyy luonnollisesti elävissä organismeissa entsyymien ja muiden kofaktorien vaikutuksen alaisena. Nykyään molemmat nämä luonnolliset reaktiot osallistuvat biologisten molekyylien teolliseen tuotantoon. Siksi näiden prosessien ymmärtäminen ja näiden kahden erottaminen on erittäin tärkeää. Tästä syystä tässä artikkelissa keskitytään keskustelemaan erosta hapettumisen ja käymisen välillä.
Mitä on hapetus?
Hapetus on tärkeä biologinen reaktio, joka tapahtuu ensisijaisesti aerobisissa organismeissa. Siihen liittyy yhdisteen hapen imeytyminen, jotta se muuttuu toiseksi yhdisteeksi. Oksidaasit ovat tärkeimmät entsyymit, jotka katalysoivat hapettumisreaktiota. Biologisen materiaalin hapettuminen voi olla spontaania tai hallittua. Lisäksi materiaalien hapettuminen voi johtaa positiivisiin ja negatiivisiin vaikutuksiin hapetetun materiaalin tyypin mukaan. Se voi tapahtua myös yksivaiheisena reaktiona käyttämällä vain yhtä entsyymiä tai se voi olla monivaiheinen reaktio, jossa on mukana useita entsyymejä.
Hapetuksella on tärkeä rooli useimmissa korkeamman tason organismien aineenvaihduntareiteissä. Hapettumisreittejä ovat oksidatiivinen fosforylaatio ATP:n tuottamiseksi ja rasvahappojen beetahapetus asetyyli-Co A:n tuottamiseksi.
Kuva 01: Linolihapon beetahapetus
Lisäksi hapetus on tärkeä prosessi hienon teen valmistuksessa. Käymisen sijaan hapetuksella on tärkeä rooli, koska se ei kuluta kasvin polyfenoleja. Näin ollen teen sisältämien polyfenolien säilyminen ei heikennä teen laatua. Teen valmistuksessa polyfenolioksidaasina tunnetulla entsyymillä on suuri merkitys. Kun teen sisältämät katekiinit tunnetut metaboliitit joutuvat kosketuksiin hapen kanssa, oksidaasi alkaa toimia ja tuottaa korkeamman molekyylipainon polyfenoleja. Nämä polyfenolit pystyvät siten lisäämään aromia ja väriä mustaan teehen. Teetuotannossa hapettuminen tapahtuu kuitenkin kontrolloiduissa olosuhteissa, jotka tekevät eron eri teelajikkeiden välillä.
Mitä on käyminen?
Kermentointi on prosessi, joka tapahtuu anaerobisissa olosuhteissa. Siksi se tapahtuu molekyylisen hapen puuttuessa. Monet mikrobit, kasvit ja ihmisen lihassolut pystyvät käymään läpi. Käymisen aikana sokerimolekyylit muuttuvat alkoholeiksi ja hapoiksi. Kemiallista reaktiota käytetään runsaasti maitotuotteiden, leipomotuotteiden ja alkoholijuomien teollisessa tuotannossa.
Kuva 02: Etanolikäyminen
Luonnollisessa ympäristössä fermentaatiota on kaksi päätyyppiä, jotka molemmat edellyttävät entsyymien osallistumista. Nämä kaksi prosessia ovat maitohappokäyminen ja etanolifermentointi. Maitohappofermentaatiossa pyruvaattisokeriosan muuttuminen maitohapoksi tapahtuu maitohappodehydrogenaasin vaikutuksesta. Maitohappokäyminen tapahtuu pääasiassa bakteereissa ja ihmisen lihaksissa. Maitohapon kertyminen ihmisen lihaksiin johtaa kramppeihin. Etanolikäyminen tapahtuu pääasiassa kasveissa ja joissakin mikrobeissa. Entsyymit asetaldehydidekarboksylaasi ja etanolidehydrogenaasi helpottavat tätä prosessia.
Mitä yhtäläisyyksiä hapettumisen ja käymisen välillä on?
- Hapetus ja käyminen ovat biokemiallisia prosesseja, jotka voivat tuottaa energiaa elävissä järjestelmissä.
- Molemmat prosessit vaativat entsyymien osallistumista.
- Nämä prosessit alkavat myös orgaanisesta yhdisteestä. Näin ollen molemmat prosessit alkavat orgaanisten yhdisteiden läsnä ollessa.
- Lisäksi ne ovat luonnollisia prosesseja, jotka tapahtuvat elävissä organismeissa; kuitenkin tällä hetkellä niitä käytetään monissa teollisissa prosesseissa.
Mitä eroa on hapettamisella ja käymisellä?
Kaksi termiä hapetus ja käyminen ovat selvästi kaksi erillistä prosessia, jotka tapahtuvat elävissä organismeissa. Molemmat prosessit voivat kuitenkin tuottaa energiaa, vaikka näiden kahden termin takana oleva kemiallinen prosessi eroaa. Hapetus viittaa yhdisteen hapettumiseen entsyymien ja molekyylihapen läsnä ollessa, kun taas fermentaatio viittaa sokereiden muuttumiseen hapoiksi ja alkoholeiksi entsyymien läsnä ollessa ja molekyylisen hapen puuttuessa. Joten tämä on avainero hapettumisen ja käymisen välillä.
Lisäksi reaktioiden aikana käytettyjen entsyymien tyyppi on myös ero hapettumisen ja käymisen välillä. Oksidaasit katalysoivat hapettumisreaktioita, kun taas maitohappodehydrogenaasi, asetaldehydidekarboksylaasi ja etanolidehydrogenaasi katalysoivat käymistä. Lisäksi niillä on monenlaisia sovelluksia teollisuudessa. Hapetus on tärkeää teeteollisuudessa polyfenolien tuotannossa; aerobisissa organismeissa se on välttämätön energian tuottamiseksi. Toisa alta käyminen on tärkeää monissa teollisissa prosesseissa, kuten meijeriteollisuudessa, leipomoteollisuudessa ja alkoholiteollisuudessa energian tuottamiseksi harjoituslihaksissa jne. Siksi käyttötavat johtavat lisäeroon hapettumisen ja käymisen välillä.
Yhteenveto – Hapetus vs fermentaatio
Hapetuksen ja käymisen välisen eron yhteenvetona voidaan todeta, että hapetus on elektronien irtoamista yhdisteestä toisen yhdisteen muodostamiseksi entsyymien ja molekyylihapen läsnä ollessa, kun taas käyminen on prosessi, jossa sokeriosat muunnetaan hapoiksi ja alkoholeiksi hapen puute. Molemmilla prosesseilla on suuri rooli erilaisissa teollisissa prosesseissa, vaikka niitä joissain tapauksissa tulkitaan väärin. Useimmat mikrobit, jotka pystyvät suorittamaan hapettumisen ja käymisen biokemiallisia reaktioita, ovat perustavanlaatuisia bioteknologiaan perustuvien teollisten tuotantoprosessien kehittämisessä.
