Διαφορά μεταξύ γαλακτικού οξέος και αλκοολικής ζύμωσης

Κύρια διαφορά – Γαλακτικό οξύ έναντι Αλκοολικής Ζύμωσης

Η ζύμωση με γαλακτικό οξύ και η αλκοολική ζύμωση είναι δύο τύποι μεθόδων αναερόβιας αναπνοής. Επομένως, τόσο το γαλακτικό οξύ όσο και η αλκοολική ζύμωση δεν απαιτούν οξυγόνο. Η κύρια διαφορά μεταξύ γαλακτικού οξέος και αλκοολικής ζύμωσης είναι ότι η ζύμωση γαλακτικού οξέος παράγει μόρια γαλακτικού οξέος από πυροσταφυλικό ενώ η αλκοολική ζύμωση παράγει αιθυλική αλκοόλη και διοξείδιο του άνθρακα . Η αλκοολική ζύμωση της μαγιάς χρησιμοποιείται στη βιομηχανία τροφίμων για την παραγωγή κρασιού και μπύρας. Η ζύμωση γαλακτικού οξέος συμβαίνει στα μυϊκά κύτταρα όταν τελειώνει το οξυγόνο.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η Ζύμωση Γαλακτικού Οξέος
     – Ορισμός, Μηχανισμός, Σημασία
2. Τι είναι η Αλκοολική Ζύμωση
     – Ορισμός, Μηχανισμός, Σημασία
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του γαλακτικού οξέος και της αλκοολικής ζύμωσης
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του γαλακτικού οξέος και της αλκοολικής ζύμωσηςς
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Αλκοολική ζύμωση, αναερόβια αναπνοή, διοξείδιο του άνθρακα, κυτοσόλη, γλυκόζη, ετερογαλακτική ζύμωση, ομογαλακτική ζύμωση, ζύμωση γαλακτικού οξέος, πυροσταφυλικό

Τι είναι η Ζύμωση Γαλακτικού Οξέος

Η ζύμωση με γαλακτικό οξύ αναφέρεται σε μια μεταβολική διαδικασία με την οποία η γλυκόζη μετατρέπεται στον μεταβολίτη:γαλακτικό και κυτταρική ενέργεια. Γενικά, η ζύμωση γαλακτικού οξέος πραγματοποιείται από βακτήρια όπως ο Lactobacillus a η μαγιά. Συμβαίνει σε δύο βασικά στάδια:γλυκόλυση και ζύμωση. Τόσο η γλυκόλυση όσο και η ζύμωση γαλακτικού οξέος συμβαίνουν στο κυτταρόπλασμα. Η γλυκόλυση είναι το πρώτο βήμα τόσο της ζύμωσης του γαλακτικού οξέος όσο και της αλκοολικής ζύμωσης. Κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης, τα σάκχαρα της εξόζης διασπώνται σε δύο μόρια πυροσταφυλικού. Το πυροσταφυλικό αποτελείται από τρία μόρια άνθρακα. Με αυτή τη διαδικασία παράγονται δύο μόρια NADH και τέσσερα μόρια ATP. Δεδομένου ότι δύο μόρια ATP καταναλώνονται από την ίδια τη διαδικασία, η καθαρή απόδοση του ATP είναι δύο στη ζύμωση. Η διαδικασία της ζύμωσης γαλακτικού οξέος φαίνεται στο σχήμα 1 .

Εικόνα 1:Ζύμωση γαλακτικού οξέος

Δύο τύποι ζυμώσεων γαλακτικού οξέος μπορούν να συμβούν στο κυτταρόπλασμα. Είναι η ομογαλακτική ζύμωση και η ετερογαλακτική ζύμωση.

Ομογαλακτική ζύμωση

Στην ομογαλακτική ζύμωση, δύο μόρια γαλακτικού οξέος δημιουργούνται από τη δράση του ενζύμου γαλακτική αφυδρογονάση. Η χημική αντίδραση για την ομογαλακτική ζύμωση φαίνεται παρακάτω.

C₆ H₁₂ O₆ → 2 CH₃ CHOHCOOH

Ετερογαλακτική ζύμωση

Στην ετερογαλακτική ζύμωση, το γαλακτικό οξύ, η αιθανόλη και το διοξείδιο του άνθρακα παράγονται με τη βοήθεια των ενζύμων γαλακτικής αφυδρογονάσης και πυροσταφυλικής αποκαρβοξυλάσης. Η χημική αντίδραση της ετερογαλακτικής ζύμωσης φαίνεται παρακάτω.

C₆ H₁₂ O₆ → CH₃ CHOHCOOH + C₂ H₅ OH + CO₂

Τα μυϊκά κύτταρα συνήθως υποβάλλονται σε αερόβια αναπνοή παρουσία οξυγόνου. Όταν όμως η παροχή οξυγόνου είναι φτωχή, υφίστανται ζύμωση γαλακτικού οξέος. Αυτό μπορεί να συμβεί λόγω υπερβολικής άσκησης ή έντονης καταπόνησης. Τα μυϊκά κύτταρα υποβάλλονται σε ζύμωση γαλακτικού οξέος για να καλύψουν ταχύτερες ενεργειακές απαιτήσεις. Η παραγωγή γαλακτικού οξέος στους μύες μπορεί να προκαλέσει κράμπες ή ακαμψία στους μύες. Η δομή ενός μορίου γαλακτικού οξέος φαίνεται στο σχήμα 2 .

Εικόνα 2:Γαλακτικό οξύ

Η ζύμωση με γαλακτικό οξύ έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στη βιομηχανία τροφίμων. Lactobacillus spps χρησιμοποιούνται στην παραγωγή γιαουρτιού, τυριού, ξινολάχανου, κεφίρ και δίνουν μια ξινή γεύση στα τρόφιμα.

Τι είναι η Αλκοολική Ζύμωση

Η αλκοολική ζύμωση αναφέρεται σε μια μεταβολική διαδικασία με την οποία η γλυκόζη μετατρέπεται σε αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα. Εκτελείται κυρίως από μαγιά και κάποια άλλα βακτήρια. Η αλκοολική ζύμωση συμβαίνει επίσης στο κυτταρόπλασμα απουσία οξυγόνου. Τα δύο μόρια πυροσταφυλικού που παράγονται στη γλυκόλυση μετατρέπονται σε αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα. Η τύχη του πυροσταφυλικού άλατος στην αλκοολική ζύμωση φαίνεται στο σχήμα 3.

Εικόνα 3:Αλκοολική Ζύμωση

Η μετατροπή του πυροσταφυλικού σε αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα γίνεται σε δύο βήματα. Η πρώτη αντίδραση καταλύεται από το ένζυμο πυροσταφυλική αποκαρβοξυλάση ενώ η δεύτερη αντίδραση καταλύεται από την αλκοολική αφυδρογονάση. Η καθαρή παραγωγή ΑΤΡ είναι ίδια τόσο στη ζύμωση γαλακτικού οξέος όσο και στην αλκοολική ζύμωση καθώς η δεύτερη αντίδραση και των δύο διεργασιών δεν παράγει ΑΤΡ. Τα δύο μόρια NADH που παράγονται από τη γλυκόλυση χρησιμοποιούνται στο δεύτερο στάδιο τόσο στη ζύμωση γαλακτικού οξέος όσο και στην αλκοολική ζύμωση. Η αλκοολική ζύμωση χρησιμοποιείται στο ψήσιμο του ψωμιού. Το διοξείδιο του άνθρακα που παράγεται από την αλκοολική ζύμωση κάνει το ψωμί να φουσκώσει. Η αλκοολική ζύμωση χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή αλκοολούχων ποτών όπως το κρασί, η μπύρα, το ουίσκι, η βότκα και το ρούμι.

Ομοιότητες μεταξύ του γαλακτικού οξέος και της αλκοολικής ζύμωσης

• Το γαλακτικό οξύ και η αλκοολική ζύμωση είναι δύο τύποι μηχανισμών αναερόβιας αναπνοής.
• Το γαλακτικό οξύ και η αλκοολική ζύμωση είναι καταβολικές διεργασίες.
• Το γαλακτικό οξύ και η αλκοολική ζύμωση δεν απαιτούν οξυγόνο.
• Στο κυτταρόπλασμα συμβαίνουν τόσο γαλακτικό οξύ όσο και αλκοολική ζύμωση.
• Το γαλακτικό οξύ και η αλκοολική ζύμωση διασπούν τα μόρια γλυκόζης σε δύο μόρια πυροσταφυλικού.
• Τόσο η ζύμωση με γαλακτικό οξύ όσο και η αλκοολική ζύμωση πραγματοποιούνται σε δύο βήματα:το πρώτο βήμα τόσο της ζύμωσης γαλακτικού οξέος όσο και της αλκοολικής ζύμωσης είναι η γλυκόλυση.
• Το γαλακτικό οξύ και η αλκοολική ζύμωση παράγουν θερμότητα.
• Τόσο η ζύμωση με γαλακτικό οξύ όσο και η αλκοολική ζύμωση παράγουν τέσσερα μόρια ATP.
• Το καθαρό κέρδος ATP είναι δύο τόσο σε γαλακτικό οξύ όσο και σε αλκοολική ζύμωση.
• Τα δύο μόρια NADH που παράγονται στη γλυκόλυση χρησιμοποιούνται στο δεύτερο στάδιο τόσο της ζύμωσης γαλακτικού οξέος όσο και της αλκοολικής ζύμωσης.
• Τόσο η ζύμωση με γαλακτικό οξύ όσο και η αλκοολική ζύμωση είναι λιγότερο αποτελεσματικές στην παραγωγή ATP σε σύγκριση με την αερόβια αναπνοή.

Διαφορά μεταξύ Γαλακτικού Οξέος και Αλκοολικής Ζύμωσης

Ορισμός

Ζύμωση γαλακτικού οξέος: Η ζύμωση με γαλακτικό οξύ αναφέρεται σε μια μεταβολική διαδικασία με την οποία η γλυκόζη μετατρέπεται στον μεταβολίτη:γαλακτικό και κυτταρική ενέργεια.

Αλκοολική Ζύμωση: Η αλκοολική ζύμωση αναφέρεται σε μια μεταβολική διαδικασία με την οποία η γλυκόζη μετατρέπεται σε αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα.

Εμφάνιση

Ζύμωση γαλακτικού οξέος: Η ζύμωση γαλακτικού οξέος λαμβάνει χώρα στο Lactobacillus spps, ζυμομύκητα και μυϊκά κύτταρα.

Αλκοολική Ζύμωση: Η αλκοολική ζύμωση συμβαίνει σε ζυμομύκητες και άλλους μικροοργανισμούς.

Προϊόντα

Ζύμωση γαλακτικού οξέος: Η ζύμωση γαλακτικού οξέος παράγει μόρια γαλακτικού οξέος από το πυροσταφυλικό.

Αλκοολική Ζύμωση: Η αλκοολική ζύμωση παράγει αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα από το μόριο του πυροσταφυλικού.

Ένζυμα

Ζύμωση γαλακτικού οξέος: Η γαλακτική αφυδρογονάση και η πυροσταφυλική αποκαρβοξυλάση είναι τα δύο ένζυμα που εμπλέκονται στη ζύμωση του γαλακτικού οξέος.

Αλκοολική Ζύμωση: Η πυροσταφυλική αποκαρβοξυλάση και η αλκοολική αφυδρογονάση είναι τα δύο ένζυμα που εμπλέκονται στην αλκοολική ζύμωση.

Στη Βιομηχανία Τροφίμων

Ζύμωση γαλακτικού οξέος: Η ζύμωση με γαλακτικό οξύ χρησιμοποιείται στην παραγωγή γιαουρτιού και τυριού.

Αλκοολική Ζύμωση: Η αλκοολική ζύμωση χρησιμοποιείται για την παραγωγή ψωμιού, μπύρας, κρασιού και ξιδιού.

Συμπέρασμα

Το γαλακτικό οξύ και η αλκοολική ζύμωση είναι δύο μηχανισμοί που εμπλέκονται στην αναπνοή απουσία οξυγόνου. Και οι δύο τύποι ζύμωσης συμβαίνουν στο κυτταρόπλασμα. Η γλυκόλυση είναι το πρώτο βήμα τόσο της ζύμωσης του γαλακτικού οξέος όσο και της αλκοολικής ζύμωσης, η οποία παρήγαγε πυροσταφυλικό. Η ζύμωση γαλακτικού οξέος παράγει μόρια γαλακτικού οξέος από το πυροσταφυλικό ενώ η αλκοολική ζύμωση παράγει αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα από το πυροσταφυλικό. Η κύρια διαφορά μεταξύ ζύμωσης γαλακτικού οξέος και αλκοόλης είναι τα προϊόντα κάθε ζύμωσης.

Αναφορά:

1. «Ζύμωση γαλακτικού οξέος». BiologyWise, Διαθέσιμο εδώ.
2. «Γλυκόλυση και Αλκοολική Ζύμωση». The Institute for Creation Research, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Εικόνα 07 05 02" Από CNX OpenStax – (CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia
2. "Lactic-acid-skeletal" By NEUROtiker – Δική δουλειά (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia
3. "Pyruvate decarb 1" Από τον Cwernert στο en.wikipedia – Μεταφέρθηκε από το en.wikipedia στα Commons από τον Ronhjones. (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia