Sự khác biệt chính giữa quá trình oxy hóa và lên men phụ thuộc vào loại phản ứng hóa học. Quá trình oxy hóa là quá trình hóa học trong đó một hợp chất trải qua quá trình oxy hóa khi có oxy trong khi quá trình lên men là quá trình hóa học tạo ra axit, rượu và carbon dioxide từ đường trong điều kiện không có oxy.
Ôxy hoá và lên men là quá trình sinh hoá. Chúng xuất hiện tự nhiên trong các cơ thể sống dưới tác động của các enzym và các đồng yếu tố khác. Ngày nay, cả hai phản ứng tự nhiên này đều tham gia vào quá trình sản xuất các phân tử sinh học ở quy mô công nghiệp. Do đó, việc hiểu rõ các quy trình này và phân biệt hai quy trình này là rất quan trọng. Do đó, bài viết này tập trung thảo luận về sự khác biệt giữa quá trình oxy hóa và lên men.
Oxi hóa là gì?
Oxi hóa là một phản ứng sinh học quan trọng chủ yếu diễn ra ở các sinh vật hiếu khí. Nó liên quan đến sự hấp thụ oxy của một hợp chất để tự biến đổi thành một hợp chất khác. Oxidaza là những enzym chính xúc tác phản ứng oxy hóa. Quá trình oxy hóa vật liệu sinh học có thể tự phát hoặc được kiểm soát. Hơn nữa, quá trình oxy hóa vật liệu có thể dẫn đến các tác động tích cực và tiêu cực dựa trên loại vật liệu bị oxy hóa. Nó cũng có thể xảy ra thông qua phản ứng một bước chỉ sử dụng một enzym hoặc có thể là một phản ứng nhiều bước liên quan đến nhiều enzym.
Oxi hóa đóng một vai trò quan trọng trong hầu hết các con đường trao đổi chất ở sinh vật bậc cao. Các con đường trải qua quá trình oxy hóa bao gồm quá trình phosphoryl hóa oxy hóa để sản xuất ATP và quá trình oxy hóa beta của các axit béo để sản xuất Acetyl Co A.
Hình 01: Quá trình oxy hóa Beta Axit Linoleic
Hơn nữa, quá trình oxy hóa là một quá trình quan trọng trong sản xuất trà hảo hạng. Thay vì thực hiện quá trình lên men, quá trình oxy hóa đóng một vai trò quan trọng vì nó không làm cạn kiệt polyphenol trong cây. Như vậy, việc bảo tồn các polyphenol trong trà sẽ không làm tổn hại đến chất lượng của trà. Trong sản xuất trà, enzyme được gọi là polyphenol oxidase có tầm quan trọng rất lớn. Khi các chất chuyển hóa được gọi là catechin trong trà tiếp xúc với oxy, oxidase bắt đầu hoạt động, tạo ra polyphenol có trọng lượng phân tử cao hơn. Do đó, các polyphenol này có khả năng tạo thêm hương thơm và màu sắc cho trà đen. Tuy nhiên, trong sản xuất chè, quá trình oxy hóa diễn ra trong các điều kiện được kiểm soát, điều này phân biệt giữa các giống chè khác nhau.
Lên men là gì?
Lên men là quá trình diễn ra trong điều kiện yếm khí. Do đó, nó xảy ra trong điều kiện không có oxy phân tử. Nhiều vi khuẩn, thực vật và tế bào cơ của con người có khả năng trải qua quá trình lên men. Trong quá trình lên men, quá trình chuyển đổi các phân tử đường thành rượu và axit diễn ra. Phản ứng hóa học được sử dụng nhiều trong sản xuất công nghiệp các sản phẩm sữa, sản phẩm bánh mì và đồ uống có cồn.
Hình 02: Lên men Ethanol
Trong điều kiện tự nhiên, có hai hình thức lên men chính, cả hai đều cần sự tham gia của các enzym. Hai quá trình này là lên men axit lactic và lên men etanol. Trong quá trình lên men axit lactic, quá trình chuyển đổi gốc đường pyruvate thành axit lactic diễn ra dưới ảnh hưởng của axit lactic dehydrogenase. Quá trình lên men lactic chủ yếu xảy ra ở vi khuẩn và trong cơ của con người. Sự tích tụ của axit lactic trong cơ bắp của con người dẫn đến sự khởi đầu của chuột rút. Quá trình lên men ethanol chủ yếu diễn ra trong thực vật và một số vi sinh vật. Các enzym acetaldehyde decarboxylase và ethanol dehydrogenase tạo điều kiện cho quá trình này.
Điểm giống nhau giữa quá trình oxy hóa và lên men là gì?
- Ôxy hoá và lên men là các quá trình sinh hoá có thể tạo ra năng lượng trong các hệ thống sống.
- Cả hai quá trình đều cần sự tham gia của các enzym.
- Ngoài ra, các quá trình này bắt đầu từ một hợp chất hữu cơ. Do đó, sự khởi đầu của cả hai quá trình đều diễn ra với sự có mặt của các hợp chất hữu cơ.
- Hơn nữa, chúng là các quá trình tự nhiên diễn ra trong cơ thể sống; tuy nhiên, hiện nay, chúng được sử dụng trong nhiều quy trình công nghiệp.
Sự khác biệt giữa quá trình oxy hóa và lên men là gì?
Hai thuật ngữ oxy hóa và lên men rõ ràng là hai quá trình khác nhau diễn ra trong cơ thể sống. Tuy nhiên, cả hai quá trình đều có thể tạo ra năng lượng mặc dù quá trình hóa học đằng sau hai thuật ngữ này khác nhau. Quá trình oxy hóa đề cập đến quá trình oxy hóa một hợp chất với sự có mặt của các enzym và oxy phân tử trong khi quá trình lên men đề cập đến sự chuyển hóa đường thành axit và rượu khi có mặt các enzym và không có oxy phân tử. Vì vậy, đây là sự khác biệt chính giữa quá trình oxy hóa và lên men.
Hơn nữa, loại enzyme được sử dụng trong các phản ứng cũng là sự khác biệt giữa quá trình oxy hóa và lên men. Oxidase xúc tác phản ứng oxy hóa trong khi axit lactic dehydrogenase, acetaldehyde decarboxylase và ethanol dehydrogenase xúc tác quá trình lên men. Hơn nữa, chúng có rất nhiều ứng dụng trong ngành. Quá trình oxy hóa rất quan trọng trong ngành công nghiệp chè để sản xuất polyphenol; ở các sinh vật hiếu khí, nó cần thiết cho việc sản xuất năng lượng. Mặt khác, quá trình lên men rất quan trọng trong nhiều quy trình công nghiệp như công nghiệp sữa, công nghiệp bánh mì và công nghiệp rượu, để tạo ra năng lượng cho các cơ luyện tập, v.v. Do đó, cách sử dụng dẫn đến sự khác biệt hơn nữa giữa quá trình oxy hóa và lên men.
Tóm tắt - Quá trình oxy hóa và lên men
Tóm lại sự khác biệt giữa quá trình oxy hóa và lên men, quá trình oxy hóa là sự mất đi các electron từ một hợp chất để tạo thành một hợp chất khác với sự có mặt của các enzym và oxy phân tử trong khi quá trình lên men là quá trình chuyển hóa đường thành axit và rượu trong thiếu oxy. Cả hai quy trình đều đóng vai trò chính trong các quy trình công nghiệp khác nhau, mặc dù chúng bị hiểu sai trong một số trường hợp. Hầu hết các vi sinh vật có khả năng thực hiện các phản ứng sinh hóa của quá trình oxy hóa và lên men là cơ bản trong sự phát triển của các quy trình sản xuất công nghiệp dựa trên công nghệ sinh học.
