Butyrická fermentácia

Butyrická fermentácia transformuje laktózu na kyselinu maslovú a plyn. Je prítomný v žltkom masle

Čo je Butyric Fermentácia?

Ten Butyrická fermentácia Vyskytuje sa, keď sa z glukózovej kyseliny maslovej získava ako hlavný konečný produkt. Vykonáva sa určitými baktériami za podmienok úplnej neprítomnosti kyslíka a Louis Pasteur ho objavil v roku 1860.

Fermentácia je biologický proces, prostredníctvom ktorého sa jedna látka stáva jednoduchšou. Je to katabolický proces, degradáciu výživy, aby ste získali ako konečný produkt organickú zlúčeninu.

Tento proces nevyžaduje kyslík -anaeróbny -a je charakteristický pre niektoré mikroorganizmy, ako sú baktérie a kvasinky. Fermentácia sa vyskytuje aj v živočíšnych bunkách, najmä ak je prívod kyslíkových buniek nedostatočný. Je to energeticky malý proces odovzdania.

Z molekuly glukózy s použitím trasy Embden-Meyerhof (najbežnejšia glykolýza) sa vyskytuje pyruvát. Fermentácie začínajú z pyruvátu, ktorý je fermentovaný do rôznych výrobkov. Podľa konečných výrobkov existujú rôzne typy fermentácie.

Louis Pasteur objavil základy butyrického, mliečneho a alkoholického fermentácie

Butyrický fermentačný proces

Butyrická fermentácia je definovaná ako degradácia glukózy (c₆H₁₂Ani₆) na výrobu kyseliny maslovej (C₄H₈Ani₂) a plyn, v anaeróbnych podmienkach a s nízkou energetickou výkonnosťou. Vyznačuje sa výrobou nepríjemných a distribuovaných zápachov.

Tento typ fermentácie sa vykonáva gramne pozitívnymi baktériami, výrobcami spór, tohto žánru Clostridium, zvyčajne pre Clostridium butyricum, C. Tyrobutyricum, C. Termobutyricum, Okrem tohoto C. Kluyveri a C. Pasteurianum.

Ostatné baktérie klasifikované v pohlaví však boli hlásené aj ako výrobcovia butyrátov Butyribrio, Butyribactéria, Eubacterium, Fusobacterium, Megasfera a Sarcina.

V procese fermentácie je glukóza katabolizovaná na pyruvát a produkuje dva móly ATP a NADH. Pyruvát je následne fermentovaný na rôzne produkty, v závislosti od bakteriálneho kmeňa.

Môže vám slúžiť: Flora a fauna z regiónu Orinoquía

V prvom rade pyruvát ide do laktácie a to prechádza na acetyl-CoA s oslobodením od CO₂. Následne dve molekuly acetyl-CoA tvoria acetoacetyl-CoA, ktoré sa potom redukujú na butiril-coA prostredníctvom určitých medziproduktových krokov. Konečne, Clostridium Fermenta Butiril-CoA v kyseline maslovej.

Butyrický fermentačný proces

Fosfotransbutiriláza a enzýmy s žurnami s butyrátmi sú kľúčovými enzýmami pre produkciu butyrátu. V procese tvorby butirátu sa tvoria 3 móly ATP.

V podmienkach exponenciálneho rastu bunky produkujú viac acetátu ako butyrát, pretože jedna ďalšia ATP mol sa formuje (celkom 4).

Na konci exponenciálneho rastu a vstupu do stacionárnej fázy baktérie znižujú produkciu acetátu a zvyšujú produkciu butirátu, čím sa znižuje celková koncentrácia vodíkových iónov, čím sa vyrovnáva pH strednej kyseliny.

Organizmy, ktoré vykonávajú butyrickú fermentáciu

Najsľubnejším mikroorganizmom, ktorý sa používa na bioprodukciu kyseliny butylovej C. Tyrobutyricum. Tento druh je schopný produkovať kyselinu maslovú s veľkou selektivitou a môže tolerovať vysoké koncentrácie tejto zlúčeniny.

Môže však ferment iba z veľmi málo sacharidov, vrátane glukózy, xylózy, fruktózy a laktátu.

C. Butyricum Môže fermentovať mnoho zdrojov uhlíka, vrátane hexóz, pentózy, glycerolu, lignocelulózy, melasy, zemiakových škrobu a prenikajúcich do syra.

Výťažky butpirarácie sú však oveľa nižšie. V C. Termobutyricum, Fermentovateľný rozsah uhľohydrátov je stredný, ale ne metabolizuje sacharózu alebo škrob.

Biobutirát produkujúci Clostridiums tiež produkuje niekoľko možných produktov, vrátane octanu, H2, CO₂, laktátu a iných výrobkov, v závislosti od druhov Clostridium.

Fermentácia molekuly glukózy pomocou C. Tyrobutyricum a C. Butyricum Môže sa vyjadriť tak, ako je to znázornené nižšie:

Môže vám slúžiť: xylóza: Charakteristiky, štruktúra a funkcie

Glukóza → 0.85 Butirate + 0.1 acetát + 0.2 laktát + 1.9 h₂ + 1.8 CO₂

Glukóza → 0.8 Butivate + 0.4 acetát + 2.4 h₂ + 2 CO₂

Metabolická cesta mikroorganizmu počas anaeróbnej fermentácie je ovplyvnená niekoľkými faktormi.

V prípade rodových baktérií Clostridium, Producenti Butirate, faktory, ktoré ovplyvňujú hlavne rast a výkon fermentácie, sú: koncentrácia glukózy v prostredí, pH, čiastočný tlak vodíka, oct a butyrát.

Tieto faktory môžu ovplyvniť rýchlosť rastu, koncentráciu konečných výrobkov a distribúciu výrobkov.

Butyrické fermentačné výrobky

Hlavným produktom butyrickej fermentácie je kyselina karboxylová, kyselina maslová, štvorkarbónová krátka mastná kyselina (CH₃Chvály₂Chvály₂COOH), tiež známa ako kyselina N-butanoová.

Má nepríjemnú vôňu a príchuť akra, avšak v ústach ponecháva trochu sladkú chuť, podobne ako to, čo sa deje s éterom.

Jeho prítomnosť je charakteristická v žltkom masle a je zodpovedná za jeho nepríjemnú vôňu a chuť, a preto jeho meno, ktoré odchádza z gréckeho slova, ktoré znamená „maslo“.

Určité estery kyseliny maslovej majú však príjemnú chuť alebo vôňu, a preto sa používajú ako prísady v jedle, nápojoch, kozmetike a farmaceutickom priemysle.

Použitia a aplikácie kyseliny maslovej

Biopalivá

Kyselina maská má veľa využití v rôznych odvetviach. V súčasnosti je veľký záujem o jeho použitie ako predchodcu biopalív.

Potravinový a farmaceutický priemysel

Má tiež dôležité aplikácie v priemysle potravín a arómy, vďaka svojej chuti a textúre podobnej masla.

Môže vám slúžiť: protokoperácia

Vo farmaceutickom priemysle sa používa ako súčasť v niekoľkých liekoch proti rakovine a iných terapeutických ošetreniach a v parfumových produkciách butyrátu sa používajú kvôli svojej ovocnej vôni.

Výskum rakoviny

Uvádza sa, že butyrát má rôzne účinky na proliferáciu buniek, apoptózu (naprogramovaná bunková smrť) a diferenciácia.

Rôzne štúdie však poskytli opačné výsledky, pokiaľ ide o účinok butyrátu na rakovinu hrubého čreva, čo vedie k So -Called „Butyrate Paradox“.

Chemická syntéza

Mikrobiálna produkcia kyseliny maslovej je atraktívnou alternatívou, ktorá je výhodnejšia ako chemická syntéza. Úspech priemyselnej implementácie chemikálií biologickej základne závisí vo veľkej miere od výrobných nákladov/ekonomickej výkonnosti procesu.

Preto priemyselná výroba kyseliny maslovej pomocou fermentačných procesov vyžaduje ekonomickú surovinu, výkonný výkon procesu, vysokú čistotu produktu a robustnosť výrobných kmeňov.

Odkazy

1. Kyselina. Encyklopédia New World. [Online]. K dispozícii na adrese: NewworlDyclopedia.orgán
2. Corrales, L.C., Antolinez, D.M., Bohórquez, J.A, bežec,.M. (2015). Anaeróbne baktérie: procesy, ktoré vykonávajú a prispievajú k udržateľnosti života na planéte. Nova, 13 (24), 55-81. [Online]. K dispozícii na: SCIELO.orgán.co
3. Dwidar, m., Park, J.-A., Mitchell, r. J., Sang, b.-Jo. (2012). Budúcnosť kyseliny maslovej v priemysle. The Scientific World Journal, [online]. K dispozícii na: doi.orgán.
4. Jha, a.Klimatizovať., Li, J., Juan a., Baral, n., Ai, b., 2014. Preskúmanie výroby kyseliny bio-butylovej a jej optimalizácie. Int. J. Poľnohospodárstvo. Biol. 16, 1019-1024.
5. Porter, J. R. (1961). Louis Pasteur. Úspechy a sklamania, 1861. Bakteriologické prehľady, 25 (4), 389-403. [Online]. K dispozícii na: MMBR.ASM.orgán.