Fermentacja butyczne

Fermentacja butyryczna przekształca laktozę w kwas butynowy i gaz. Jest obecny w zjełczonym maśle

Czym jest fermentacja butyryczna?

Fermentacja butyczne Występuje, gdy z kwasu butynowego glukozy uzyskuje się jako główny produkt końcowy. Jest to przeprowadzane przez niektóre bakterie w warunkach całkowitego braku tlenu i został odkryty przez Louisa Pasteura w 1860 roku.

Fermentacja jest procesem biologicznym, przez który jedna substancja staje się prostsza. Jest to proces kataboliczny degradacji składników odżywczych, aby uzyskać jako produkt końcowy związek organiczny.

Proces ten nie wymaga beztlenowego tlenu -i jest charakterystyczny dla niektórych mikroorganizmów, takich jak bakterie i drożdże. Fermentacja występuje również w komórkach zwierzęcych, szczególnie gdy dopływ komórek tlenu jest niewystarczający. Jest to energetycznie mały proces poddania się.

Z cząsteczki glukozy, przy użyciu trasy Embden-Meyerhof-Plan (najczęstszy szlak glikolizy), występuje pirogronian. Fermentacje zaczynają się od pirogronianu, który jest fermentowany do różnych produktów. Według produktów końcowych istnieją różne rodzaje fermentacji.

Louis Pasteur odkrył podstawy fermentacji butyrycznej, mlekowej i alkoholowej

Proces fermentacji butyczne

Fermentacja butyczne jest definiowana jako degradacja glukozy (C₆H₁₂ALBO₆) w celu wytworzenia kwasu masłowego (c₄H₈ALBO₂) i gaz, w warunkach beztlenowych i przy niskiej wydajności energii. Charakteryzuje się produkcją nieprzyjemnych i rozproszonych zapachów.

Ten rodzaj fermentacji jest przeprowadzany przez bakterie Gram dodatnie, producenci zarodników, gatunku Clostridium, zazwyczaj dla Clostridium butyricum, C. Tyrobutyrykum, C. Termobutyrykum, Oprócz C. Kluyveri I C. Pasteurianum.

Jednak inne bakterie sklasyfikowane u płci były również zgłaszane jako producenci maślanki Butyrvibrio, Buterybacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Megasphera I SARCINA.

W procesie fermentacji glukoza jest katabolizowana do pirogronianu, wytwarzając dwa mole ATP i NADH. Pyrogronian jest następnie fermentowany do różnych produktów, w zależności od szczepu bakteryjnego.

Może ci służyć: flora i fauna z regionu Orinoquía

Po pierwsze, pirogronian idzie na mleczan, co przechodzi do acetylo-CoA z wyzwoleniem z Co₂. Następnie dwie cząsteczki acetylo-CoA tworzą acetoacetylo-CoA, które są następnie redukowane do butiril-coa, poprzez pewne stopnie pośrednie stopnie. Wreszcie, Clostridium Fermenta Butiril-CoA w kwasu butynowym.

Proces fermentacji butyczne

Fosfotransbutirilaza i enzymy z żuciem maślanowym są kluczowymi enzymami do produkcji maślanki. W procesie tworzenia butiranu powstają 3 mole ATP.

W warunkach wykładniczego wzrostu komórki wytwarzają więcej octanu niż maślan, ponieważ powstaje jeszcze jeden ATP mol (łącznie 4).

Pod koniec wykładniczego wzrostu i wchodzenia w fazę stacjonarną bakterie zmniejszają wytwarzanie octanu i zwiększają produkcję bujanu, zmniejszając całkowite stężenie jonów wodoru, równoważąc średnio kwasowy pH.

Organizmy, które wykonują fermentację butyczne

Najbardziej obiecującym mikroorganizmem, stosowanym do bioprodukcji kwasu butynowego, jest C. Tyrobutyrykum. Gatunek ten jest w stanie wytwarzać kwas masłowy z dużą selektywnością i może tolerować wysokie stężenie tego związku.

Może jednak fermentować tylko z bardzo niewielu węglowodanów, w tym glukozy, ksylozy, fruktozy i mleczanu.

C. Butyricum Może fermentować wiele źródeł węgla, w tym heksozy, pentozę, glicerol, lignocelulozę, melasę, skrobię ziemniaka i surowicę sera.

Jednak plony butpiranu są znacznie niższe. W C. Termobutyrykum, Fermentacyjny zakres węglowodanów jest pośredni, ale nie metabolizuje sacharozy ani skrobi.

BIOBUTIRAN PROJEKTOWANIE CLITRIDIUSS również wytwarzają kilka możliwych według produktów, w tym octanu, H2, CO₂, mleczanu i innych produktów, w zależności od gatunku Clostridium.

Fermentacja cząsteczki glukozy przez C. Tyrobutyrykum I C. Butyricum Można to wyrazić, jak pokazano poniżej:

Może ci służyć: ksyloza: charakterystyka, struktura i funkcje

Glukoza → 0.85 butirate + 0.1 octan + 0.2 mleczan + 1.9 godz₂ + 1.8 Co₂

Glukoza → 0.8 butirate + 0.4 octan + 2.4 godz₂ + 2 Co₂

Na drogę metaboliczną mikroorganizmu podczas fermentacji beztlenowej wpływa kilka czynników.

W przypadku bakterii płciowych Clostridium, Producenci butiracji, czynnikami wpływającymi głównie na wzrost i wydajność fermentacji to: stężenie glukozy w środowisku, pH, ciśnienie częściowe wodoru, octan i maślan.

Czynniki te mogą wpływać na tempo wzrostu, stężenie produktów końcowych i rozmieszczenie produktów.

Butyryczne produkty fermentacyjne

Głównym produktem fermentacji butynowej jest kwas karboksylowy, kwas butynowy, czterokarbonowy krótki kwas tłuszczowy (CH₃Ch₂Ch₂COOH), znany również jako kwas n-butanowy.

Ma nieprzyjemny zapach i akrowy smak, jednak pozostawia w ustach trochę słodki smak, w podobny sposób, jak to, co dzieje się z eterem.

Jego obecność jest charakterystyczna w zjełczałym maśle, będąc odpowiedzialnym za jego nieprzyjemny zapach i smak, stąd jego imię, które pochodzi od greckiego słowa, które oznacza „masło”.

Jednak niektóre estry kwasu butynowego mają przyjemny smak lub zapach, dlatego są używane jako dodatki w żywności, napojach, kosmetykach i przemysłu farmaceutycznym.

Zastosowania i zastosowania kwasu butynowego

Biopaliwa

Kwas butynowy ma wiele zastosowań w różnych branżach. Obecnie istnieje duże zainteresowanie wykorzystaniem go jako prekursora do biopaliw.

Przemysł żywności i farmaceutyczny

Ma również ważne zastosowania w branży żywności i aromatu, ze względu na smak i teksturę podobną do masła.

Może ci służyć: protocouration

W branży farmaceutycznej jest stosowany jako składnik w kilku lekach przeciwnowotworowych i innych terapeutycznych zabiegach, a w esterach produkcji perfum są stosowane z powodu jego owocowego zapachu.

Badania nad rakiem

Doniesiono, że maślan ma różny wpływ na proliferację komórek, apoptozę (zaprogramowana śmierć komórki) i różnicowanie.

Jednak różne badania dały przeciwne wyniki pod względem wpływu maślanu na raka okrężnicy, co daje powstanie „paradoksu maślanowego”.

Synteza chemiczna

Produkcja drobnoustrojów kwasu butynowego jest atrakcyjną alternatywą preferowaną od syntezy chemicznej. Sukces przemysłowej wdrażania biologicznych chemikaliów bazowych zależy w dużej mierze od kosztów produkcji/wyników ekonomicznych procesu.

Dlatego produkcja przemysłowa kwasu butynowego przez procesy fermentacji wymaga surowca ekonomicznego, wysokiej wydajności, wysokiej czystości produktu i solidności wytwarzania szczepów.

Bibliografia

1. Kwas masłowy. Encyklopedia Nowego Świata. [Online]. Dostępne na: Newworldyclopedia.org
2. Corrales, l.C., Antolinez, d.M., Bohórquez, J.A, biegacz, do.M. (2015). Bakterie beztlenowe: procesy, które działają i przyczyniają się do zrównoważonego życia na planecie. Nova, 13 (24), 55-81. [Online]. Dostępne na: Scielo.org.współ
3. Dwidar, m., Park, J.-I., Mitchell, r. J., Sang, ur.-Siema. (2012). Przyszłość kwasu butynowego w przemyśle. The Scientific World Journal, [Online]. Dostępne na: doi.org.
4. Jha, a.K., Li, J., Yuan i., Baral, n., Ai, ur., 2014. Przegląd produkcji kwasu biologicznego i jego optymalizacji. Int. J. Rolnictwo. Biol. 16, 1019-1024.
5. Porter, J. R. (1961). Louis Pasteur. Osiągnięcia i rozczarowania, 1861. Recenzje bakteriologiczne, 25 (4), 389-403. [Online]. Dostępne na: MMBR.JAKO M.org.