Sự khác biệt giữa lên men hiếu khí và kỵ khí

2024 Tác giả: Alex Aldridge | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 13:53

Sự khác biệt chính - Lên men hiếu khí và kỵ khí

Thuật ngữ Lên men hiếu khí là một cách gọi nhầm vì quá trình lên men là kỵ khí, tức là nó không cần Oxy. Như vậy, lên men hiếu khí thực chất không đề cập đến một quá trình lên men; quá trình này đề cập đến quá trình hô hấp tế bào. Sự khác biệt cơ bản giữa lên men hiếu khí và kỵ khí là lên men hiếu khí sử dụng oxy trong khi lên men kỵ khí không sử dụng oxy. Sự khác biệt hơn nữa sẽ được thảo luận trong bài viết này.

Lên men hiếu khí là gì

Như đã đề cập ở trên, thuật ngữ “Lên men hiếu khí” bị đặt tên sai vì lên men là một quá trình kỵ khí. Đơn giản, đây là một quá trình đốt cháy đường đơn thành năng lượng trong tế bào; một cách khoa học hơn, nó có thể được gọi là hô hấp hiếu khí.

Nó có thể được định nghĩa là quá trình sản xuất năng lượng tế bào khi có oxy. Nó tạo ra khoảng 36 phân tử ATP bằng cách phá vỡ thức ăn trong ty thể. Nó bao gồm ba bước cụ thể là đường phân, chu trình axit xitric và hệ thống vận chuyển điện tử. Nó tiêu thụ Carbohydrate, chất béo và protein; sản phẩm cuối cùng của quá trình này là carbon dioxide và nước.

Phản ứng đơn giản hóa

C₆H₁₂O₆(s) + 6 O₂(g) → 6 CO₂(g) + 6 H_{2O (l) + nhiệt}

ΔG=−2880 kJ trên mỗi mol C₆H₁₂O₆

(-) chỉ ra rằng phản ứng có thể xảy ra tự phát

Quá trình hô hấp hiếu khí

1. Glycolysis

Nó là một con đường trao đổi chất xảy ra trong dịch bào của tế bào trong cơ thể sống. Điều này có thể hoạt động khi có hoặc không có oxy. Nó tạo ra pyruvate khi có oxy. Hai phân tử ATP được tạo ra dưới dạng năng lượng ròng.

Phản ứng tổng thể có thể được biểu diễn như sau:

Glucose + 2 NAD⁺+ 2 P_i+ 2 ADP → 2 pyruvate + 2 NADH + 2 ATP + 2 H⁺+ 2 H_{2O + nhiệt}

Pyruvate bị oxy hóa thành acetyl-CoA và CO_{2bởi phức hợp pyruvate dehydrogenase (PDC). Nó nằm trong ti thể của sinh vật nhân thực và tế bào của sinh vật nhân sơ.}

2. Chu trình axit citric

Chu trình axit citric còn được gọi là chu trình Krebs và xảy ra trong chất nền ty thể. Đây là một quá trình gồm 8 bước liên quan đến các loại enzym và đồng enzym khác nhau. Thu được thực từ một phân tử glucose là 6 NADH, 2 FADH_{2,và 2 GTP.}

3. Hệ thống vận chuyển điện tử

Hệ thống vận chuyển electron còn được gọi là quá trình phosphoryl hóa oxy hóa. Ở sinh vật nhân chuẩn, bước này xảy ra trong tế bào ti thể.

Lên men kỵ khí là gì?

Lên men kỵ khí là một quá trình gây ra sự phân hủy các hợp chất hữu cơ. Quá trình này khử nitơ thành axit hữu cơ và amoniac. Carbon từ các hợp chất hữu cơ được giải phóng chủ yếu dưới dạng khí mêtan (CH₄). Một phần nhỏ cacbon có thể được coi là CO_{2Kỹ thuật phân hủy xảy ra ở đây được sử dụng trong quá trình ủ phân. Sự phân hủy xảy ra theo 4 giai đoạn: thủy phân, tạo axit, tạo aceto và tạo methanogenesis.}

Quy trình lên men kỵ khí

1. Thủy phân

C₆H₁₀O₄+ 2H_{2 O → C}6_H12_O6_{+ 2H}2

2. Acidogenesis

C₆H₁₂O₆↔ 2CH_{3 CH}2_{OH + 2CO}2

C₆H₁₂O₆+ 2H_{2 ↔ 2CH}3_CH2_{COOH + 2H}2_O

C₆H₁₂O₆→ 3CH_{3 COOH}

3. Acetogenesis

CH₃CH₂COO^-+ 3H₂O ↔ CH₃COO^-+ H⁺+ HCO₃^-+ 3H₂

C₆H₁₂O₆+ 2H_{2 O ↔ 2CH}3_{COOH + 2CO}2_{+ 4H}2

CH₃CH₂OH + 2H₂O ↔ CH₃COO^-+ 2H₂+ H⁺

4. Sự phát sinh siêu nhiên

CO₂+ 4H₂→ CH₄+ 2H_2O

2C₂H₅OH + CO₂→ CH₄+ 2CH_3COOH

CH₃COOH → CH₄+ CO₂

Sự khác biệt giữa lên men hiếu khí và kỵ khí là gì?

Đặc điểm của quá trình lên men hiếu khí và kỵ khí

Sử dụng Oxy:

Lên men hiếu khí: Lên men hiếu khí sử dụng oxy.

Lên men kỵ khí: Lên men kỵ khí không sử dụng oxy.

Năng suất ATP:

Lên men hiếu khí: Lên men hiếu khí tạo ra 38 phân tử ATP

Lên men kỵ khí: Lên men kỵ khí không tạo ra phân tử ATP.

Xuất hiện:

Lên men hiếu khí: Quá trình lên men hiếu khí xảy ra bên trong cơ thể sống.

Lên men kỵ khí: Quá trình lên men kỵ khí xảy ra bên ngoài cơ thể sống.

Sự tham gia của vi sinh vật:

Lên men hiếu khí: Không có vi sinh vật nào tham gia

Lên men kỵ khí: Có sự tham gia của vi sinh vật

Nhiệt độ:

Lên men hiếu khí: Không cần nhiệt độ môi trường cho quá trình này.

Lên men kỵ khí: Nhiệt độ môi trường là cần thiết cho quá trình.

Kỹ thuật:

Lên men hiếu khí: Lên men hiếu khí là một phương pháp sản xuất năng lượng.

Lên men kỵ khí: Lên men kỵ khí là một phương pháp phân hủy.

Giai đoạn:

Lên men hiếu khí: Các giai đoạn bao gồm Glycolysis, chu trình Krebs và hệ thống vận chuyển electron

Lên men kỵ khí: Lên men kỵ khí không có đường phân hoặc các giai đoạn khác.

CH_{4Sản xuất:}

Lên men hiếu khí: Lên men hiếu khí không tạo ra CH_4.

Lên men kỵ khí: Lên men kỵ khí tạo ra CH_4.