ความแตกต่างระหว่างการหมักแบบแอโรบิกและแอนแอโรบิก

2024 ผู้เขียน: Alex Aldridge | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 13:51

ความแตกต่างที่สำคัญ – การหมักแบบแอโรบิกกับแบบไม่ใช้ออกซิเจน

คำว่าการหมักแบบแอโรบิกเป็นการเรียกชื่อผิดเนื่องจากการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน กล่าวคือ ไม่ต้องการออกซิเจน ดังนั้น การหมักแบบแอโรบิกไม่ได้หมายถึงกระบวนการหมักจริงๆ กระบวนการนี้หมายถึงกระบวนการหายใจของเซลล์ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการหมักแบบแอโรบิกและแบบไม่ใช้ออกซิเจนคือการหมักแบบแอโรบิกใช้ออกซิเจนในขณะที่การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนไม่ใช้ออกซิเจน ความแตกต่างเพิ่มเติมจะกล่าวถึงในบทความนี้

การหมักแบบแอโรบิกคืออะไร

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น คำว่า “การหมักแบบแอโรบิก” นั้นใช้ชื่อผิดเนื่องจากการหมักเป็นกระบวนการที่ไม่ใช้ออกซิเจน นี่เป็นกระบวนการเผาผลาญน้ำตาลธรรมดาให้เป็นพลังงานในเซลล์ ในทางวิทยาศาสตร์เรียกว่าการหายใจแบบใช้ออกซิเจน

สามารถกำหนดได้ว่าเป็นกระบวนการผลิตพลังงานเซลล์เมื่อมีออกซิเจน มันสร้างโมเลกุลเอทีพี 36 โมเลกุลโดยคร่าว ๆ โดยการทำลายอาหารในไมโตคอนเดรีย ประกอบด้วยสามขั้นตอน ได้แก่ ไกลโคไลซิส วัฏจักรกรดซิตริก และระบบขนส่งอิเล็กตรอน มันกินคาร์โบไฮเดรตไขมันและโปรตีน ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของกระบวนการนี้คือคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ

ปฏิกิริยาแบบง่าย

C₆H₁₂O₆ (s) + 6 O 2 _{(g) → 6 CO}2 _{(g) + 6 H}2_{O (l) + ความร้อน}

ΔG=−2880 kJ ต่อโมลของ C₆H₁₂O₆

(-) แสดงว่าปฏิกิริยาอาจเกิดขึ้นเองได้

กระบวนการหายใจแบบแอโรบิก

1. ไกลโคไลซิส

เป็นวิถีการเผาผลาญที่เกิดขึ้นในไซโตซอลของเซลล์ในสิ่งมีชีวิต สิ่งนี้สามารถทำงานได้ทั้งในที่ที่มีหรือไม่มีออกซิเจน มันผลิตไพรูเวตในที่ที่มีออกซิเจน โมเลกุล ATP สองอันถูกผลิตขึ้นในรูปของพลังงานสุทธิ

ปฏิกิริยาโดยรวมสามารถแสดงได้ดังนี้:

กลูโคส + 2 NAD⁺ + 2 P_i + 2 ADP → 2 ไพรูเวต + 2 NADH + 2 ATP + 2 H ⁺ + 2 H_{2O + ความร้อน}

Pyruvate ถูกออกซิไดซ์เป็น acetyl-CoA และ CO_{2 โดย pyruvate dehydrogenase complex (PDC) ตั้งอยู่ในไมโทคอนเดรียของยูคาริโอตและไซโตซอลของโปรคาริโอต}

2. วัฏจักรกรดซิตริก

Citric Acid Cycle เรียกอีกอย่างว่า Krebs cycle และเกิดขึ้นใน mitochondrial matrix นี่เป็นกระบวนการ 8 ขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์และโคเอ็นไซม์ประเภทต่างๆ กำไรสุทธิจากโมเลกุลกลูโคสหนึ่งโมเลกุลคือ 6 NADH, 2 FADH_{2,และ 2 GTP.}

3. ระบบขนส่งอิเล็กตรอน

ระบบขนส่งอิเล็กตรอนเรียกอีกอย่างว่าฟอสโฟรีเลชั่นออกซิเดชัน ในยูคาริโอต ขั้นตอนนี้เกิดขึ้นใน mitochondrial cristae

การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนคืออะไร

การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการที่ทำให้เกิดการสลายตัวของสารประกอบอินทรีย์ กระบวนการนี้ช่วยลดไนโตรเจนเป็นกรดอินทรีย์และแอมโมเนีย คาร์บอนจากสารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่จะถูกปล่อยออกมาในรูปของก๊าซมีเทน (CH₄) คาร์บอนบางส่วนอาจหายใจเข้าเป็น CO_{2 เทคนิคการสลายตัวที่เกิดขึ้นที่นี่จะใช้ในการทำปุ๋ยหมัก การสลายตัวเกิดขึ้นเป็นสี่ขั้นตอน ได้แก่ ไฮโดรไลซิส การเกิดกรด อะซิโตเจเนซิส และเมทาโนเจเนซิส}

กระบวนการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน

1. ไฮโดรไลซิส

C₆H₁₀O₄ + 2H_{2 O → C}6_H12_O6 _{+ 2H}2

2. การเกิดกรด

C₆H₁₂O₆ ↔ 2CH_{3 CH}2_{OH + 2CO}2

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

C₆H₁₂O₆ → 3CH_{3 COOH}

3. อะซิโตเจเนซิส

CH₃CH₂COO^– + 3H₂ O ↔ CH₃COO^– + H⁺ + HCO ₃– ^{+ 3H}2

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

CH₃CH₂OH + 2H₂O ↔ CH ₃COO^– + 2H₂ +H⁺

4. เมทาโนเจเนซิส

CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H _2O

2C₂H₅OH + CO₂ → CH ₄ + 2CH_3COOH

CH₃COOH → CH₄ + CO₂

การหมักแบบแอโรบิกและไม่ใช้ออกซิเจนแตกต่างกันอย่างไร

ลักษณะของการหมักแบบแอโรบิกและไม่ใช้ออกซิเจน

การใช้ออกซิเจน:

การหมักแบบแอโรบิก: การหมักแบบแอโรบิกใช้ออกซิเจน

การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน: การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน

ATP ผลตอบแทน:

การหมักแบบแอโรบิก: การหมักแบบแอโรบิกให้โมเลกุลเอทีพี 38 โมเลกุล

การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน: การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนไม่ได้ผลิตโมเลกุล ATP

การเกิดขึ้น:

การหมักแบบแอโรบิก: การหมักแบบแอโรบิกเกิดขึ้นภายในสิ่งมีชีวิต

การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน: การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนเกิดขึ้นภายนอกสิ่งมีชีวิต

การมีส่วนร่วมของจุลินทรีย์:

การหมักแบบแอโรบิก: ไม่มีจุลินทรีย์เกี่ยวข้อง

การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน: จุลินทรีย์เกี่ยวข้อง

อุณหภูมิ:

การหมักแบบแอโรบิก: ไม่จำเป็นต้องมีอุณหภูมิแวดล้อมสำหรับกระบวนการ

การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน: จำเป็นต้องมีอุณหภูมิแวดล้อมสำหรับกระบวนการ

เทคนิค:

การหมักแบบแอโรบิก: การหมักแบบแอโรบิกเป็นวิธีการผลิตพลังงาน

การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน: การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นวิธีการสลายตัว

สเตจ:

การหมักแบบแอโรบิก: ขั้นตอนต่างๆ ได้แก่ Glycolysis, Krebs cycle และระบบขนส่งอิเล็กตรอน

การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน: การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนไม่มีไกลโคไลซิสหรือขั้นตอนอื่นๆ

CH_{4 การผลิต:}

การหมักแบบแอโรบิก: การหมักแบบแอโรบิกไม่ทำให้เกิด CH_4.

การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน: การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนทำให้เกิด CH_4.