乳酸とアルコール発酵の違い

主な違い–乳酸とアルコール発酵

乳酸発酵とアルコール発酵は嫌気呼吸法の2種類です。したがって、乳酸発酵とアルコール発酵はどちらも酸素を必要としません。 NS 主な違い 乳酸とアルコール発酵の間はそれです 乳酸発酵はピルビン酸から乳酸分子を生成しますが、アルコール発酵はエチルアルコールと二酸化炭素を生成します。酵母のアルコール発酵は、ワインやビールを生産するために食品産業で使用されています。乳酸発酵は、筋肉細胞が酸素を使い果たしたときに起こります。

対象となる主要分野

1.乳酸発酵とは –定義、メカニズム、重要性 2.アルコール発酵とは何ですか –定義、メカニズム、重要性 3.乳酸とアルコール発酵の類似点は何ですか –共通機能の概要 4.乳酸とアルコール発酵の違いは何ですか –主な違いの比較

重要な用語：アルコール発酵、嫌気呼吸、二酸化炭素、サイトソル、グルコース、ヘテロ乳酸発酵、ホモ乳酸発酵、乳酸発酵、ピルビン酸

乳酸発酵とは

乳酸発酵とは、ブドウ糖が代謝物である乳酸と細胞エネルギーに変換される代謝プロセスを指します。一般的に、乳酸発酵はラクトバチルスや酵母などのバクテリアによって行われます。それは解糖と発酵の2つの主要なステップで起こります。解糖と乳酸発酵の両方が細胞質ゾルで起こります。解糖は、乳酸発酵とアルコール発酵の両方の最初のステップです。解糖中に、ヘキソース糖は2つのピルビン酸分子に分解されます。ピルビン酸は3つの炭素分子で構成されています。このプロセスにより、2つのNADH分子と4つのATP分子が生成されます。 2つのATP分子がプロセス自体によって消費されるため、ATPの正味収量は発酵で2つになります。乳酸発酵のプロセスを図1に示します。

図1：乳酸発酵

細胞質ゾルでは2種類の乳酸発酵が起こります。それらはホモ乳酸発酵とヘテロ乳酸発酵です。

ホモ乳酸発酵

ホモ乳酸発酵では、乳酸デヒドロゲナーゼ酵素の作用により2つの乳酸分子が生成されます。ホモ乳酸発酵の化学反応を以下に示します。

NS₆NS₁₂O₆ →2CH₃CHOHCOOH

ヘテロ乳酸発酵

ヘテロ乳酸発酵では、乳酸デヒドロゲナーゼ酵素とピルビン酸デカルボキシラーゼ酵素の両方を利用して、乳酸、エタノール、二酸化炭素が生成されます。ヘテロ乳酸発酵の化学反応を以下に示します。

NS₆NS₁₂O₆ →CH₃CHOHCOOH + C₂NS₅OH + CO₂

筋細胞は通常、酸素の存在下で好気性呼吸を受けます。しかし、酸素の供給が不十分な場合、乳酸発酵が行われます。これは、極端な運動や激しい緊張が原因で発生する可能性があります。筋肉細胞は、より迅速なエネルギー要件を満たすために乳酸発酵を受けます。筋肉での乳酸の生成は、筋肉のけいれんやこわばりを引き起こす可能性があります。乳酸分子の構造を図2に示します。

図2：乳酸

乳酸発酵は、食品業界で幅広い用途があります。ラクトバチルス属菌は、ヨーグルト、チーズ、ザワークラウト、ケフィアの製造に使用され、食品に酸味を与えます。

アルコール発酵とは

アルコール発酵とは、ブドウ糖がエタノールと二酸化炭素に変換される代謝プロセスを指します。それは主に酵母や他のいくつかの細菌によって実行されます。アルコール発酵は、酸素がない状態で細胞質ゾルでも起こります。解糖系で生成された2つのピルビン酸分子は、エタノールと二酸化炭素に変換されます。アルコール発酵におけるピルビン酸の運命を図3に示します。

図3：アルコール発酵

ピルビン酸のエタノールと二酸化炭素への変換は2つのステップで行われます。最初の反応は酵素ピルビン酸デカルボキシラーゼによって触媒され、2番目の反応はアルコールデヒドロゲナーゼによって触媒されます。両方のプロセスの2番目の反応ではATPが生成されないため、正味のATP生成は乳酸発酵とアルコール発酵の両方で同じです。解糖によって生成された2つのNADH分子は、乳酸発酵とアルコール発酵の両方の2番目のステップで使用されます。パン焼きにはアルコール発酵が使われています。アルコール発酵によって生成された二酸化炭素は、パンを上昇させます。アルコール発酵は、ワイン、ビール、ウイスキー、ウォッカ、ラム酒などのアルコール飲料の製造にも使用されます。

乳酸とアルコール発酵の類似点

乳酸とアルコール発酵の違い

意味

乳酸発酵： 乳酸発酵とは、ブドウ糖が代謝物である乳酸と細胞エネルギーに変換される代謝プロセスを指します。

アルコール発酵： アルコール発酵とは、ブドウ糖がエタノールと二酸化炭素に変換される代謝プロセスを指します。

発生

乳酸発酵： 乳酸発酵は、ラクトバチルス属菌、酵母、筋細胞で起こります。

アルコール発酵： アルコール発酵は酵母や他の微生物で起こります。

製品

乳酸発酵： 乳酸発酵はピルビン酸から乳酸分子を生成します。

アルコール発酵： アルコール発酵は、ピルビン酸分子からエタノールと二酸化炭素を生成します。

酵素

乳酸発酵： 乳酸デヒドロゲナーゼとピルビン酸デカルボキシラーゼは、乳酸発酵に関与する2つの酵素です。

アルコール発酵： ピルビン酸デカルボキシラーゼとアルコールデヒドロゲナーゼは、アルコール発酵に関与する2つの酵素です。

食品業界では

乳酸発酵： 乳酸発酵は、ヨーグルトやチーズの製造に使用されます。

アルコール発酵： アルコール発酵は、パン、ビール、ワイン、酢の製造に使用されます。

結論

乳酸とアルコール発酵は、酸素がない状態での呼吸に関与する2つのメカニズムです。両方のタイプの発酵は細胞質ゾルで起こります。解糖は、ピルビン酸を生成する乳酸とアルコール発酵の両方の最初のステップです。乳酸発酵はピルビン酸から乳酸分子を生成し、アルコール発酵はピルビン酸からエタノールと二酸化炭素を生成します。乳酸発酵とアルコール発酵の主な違いは、それぞれの発酵の産物です。

リファレンス：

1.「乳酸発酵」。 BiologyWise、ここから入手可能2。「解糖とアルコール発酵。」創造研究所、ここから入手できます。

画像提供：

1. CommonsWikimedia2経由のCNXOpenStax –（CC BY4.0）による「図070502」。 NEUROtikerによる「乳酸骨格」– Commons Wikimedia3を介した自身の作品（パブリックドメイン）。 en.wikipediaのCwernertによる「Pyruvatedecarb1」–Ronhjonesによってen.wikipediaからCommonsに転送されました。（CC BY-SA 3.0）コモンズウィキメディア経由