Fermentasi butyric

Fermentasi butyric mengubah laktosa menjadi asid dan gas butyric. Ia hadir dalam mentega tengik

Apakah penapaian butyric?

The Fermentasi butyric Ia berlaku apabila dari asid butyric glukosa diperolehi sebagai produk akhir utama. Ia dijalankan oleh bakteria tertentu di bawah syarat ketiadaan oksigen yang lengkap, dan ditemui oleh Louis Pasteur pada tahun 1860.

Penapaian adalah proses biologi di mana satu bahan menjadi lebih mudah. Ini adalah proses katabolik, kemerosotan nutrien untuk mendapatkan sebagai produk akhir sebatian organik.

Proses ini tidak memerlukan oksigen -an anaerobik -, dan ciri -ciri beberapa mikroorganisma seperti bakteria dan ragi. Penapaian juga berlaku dalam sel haiwan, terutamanya apabila bekalan sel oksigen tidak mencukupi. Ini adalah proses penyerahan yang sangat bersemangat.

Dari molekul glukosa, menggunakan laluan pelan embden-meyerhof (laluan glikolisis yang paling biasa), piruvat berlaku. Fermentasi bermula dari piruvat, yang ditapai ke produk yang berbeza. Menurut produk akhir, terdapat pelbagai jenis penapaian.

Louis Pasteur menemui asas penapaian butyric, laktik dan beralkohol

Proses penapaian butyric

Fermentasi butyric ditakrifkan sebagai degradasi glukosa (c₆H₁₂Sama ada₆) untuk menghasilkan asid butyric (c₄H₈Sama ada₂) dan gas, dalam keadaan anaerobik dan dengan prestasi tenaga yang rendah. Ia dicirikan oleh pengeluaran bau yang tidak menyenangkan dan diedarkan.

Penapaian jenis ini dijalankan oleh bakteria positif gram, pengeluar spora, genre Clostridium, biasanya untuk Clostridium butyricum, C. Tyrobutyricum, C. Thermobutyricum, Di samping C. Kluyveri dan C. Pasteurianum.

Walau bagaimanapun, bakteria lain yang diklasifikasikan dalam jantina juga telah dilaporkan sebagai pengeluar butyrate Butyrvibrio, Butyribacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Megasphera dan Sarcina.

Dalam proses penapaian, glukosa dibubarkan kepada piruvat, menghasilkan dua tahi lalat ATP dan NADH. Pyruvate kemudiannya ditapai ke pelbagai produk, bergantung kepada ketegangan bakteria.

Ia boleh melayani anda: Flora dan Fauna dari rantau Orinoquía

Pada mulanya, piruvat pergi ke laktat dan ini berlalu ke asetil-CoA dengan pembebasan dari CO₂. Selanjutnya, dua molekul asetil-CoA membentuk acetoacetyl-CoA, yang kemudiannya dikurangkan menjadi butiril-CoA, melalui langkah-langkah perantaraan tertentu. Akhirnya, Clostridium Fermenta Butiril-CoA dalam Asid Butyric.

Proses penapaian butyric

Enzim fosfotransbutirilase dan butyrate adalah enzim utama untuk pengeluaran butirat. Dalam proses pembentukan butirat, 3 mol ATP dibentuk.

Dalam keadaan pertumbuhan eksponen, sel -sel menghasilkan lebih banyak asetat daripada butirat, kerana satu lagi bentuk mol ATP (4 secara keseluruhan).

Pada akhir pertumbuhan eksponen dan memasuki fasa pegun, bakteria mengurangkan pengeluaran asetat dan meningkatkan pengeluaran butirat, mengurangkan jumlah kepekatan ion hidrogen, mengimbangi pH asid sederhana.

Organisma yang melakukan penapaian butyric

Mikroorganisma yang paling menjanjikan, digunakan untuk bioproduction asid butyric adalah C. Tyrobutyricum. Spesies ini mampu menghasilkan asid butyric dengan selektiviti yang hebat dan boleh bertolak ansur dengan kepekatan tinggi sebatian ini.

Walau bagaimanapun, ia hanya dapat ditapai dari sangat sedikit karbohidrat, termasuk glukosa, xilosa, fruktosa dan laktat.

C. Butyricum Ia boleh menanam banyak sumber karbon, termasuk heksos, pentose, gliserol, lignoselulosa, molase, kanji kentang dan serum keju.

Walau bagaimanapun, hasil butirarate jauh lebih rendah. Dalam C. Thermobutyricum, Julat karbohidrat fermentable adalah pertengahan, tetapi tidak memetabolisme sukrosa atau kanji.

Biobutirat Menghasilkan Clostridium juga menghasilkan beberapa kemungkinan oleh -produk, termasuk asetat, H2, CO₂, laktat dan produk lain, bergantung kepada spesies Clostridium.

Penapaian molekul glukosa oleh C. Tyrobutyricum dan C. Butyricum Ia boleh dinyatakan seperti yang ditunjukkan di bawah:

Boleh melayani anda: xylose: ciri, struktur dan fungsi

Glukosa → 0.85 butirat + 0.1 acetate + 0.2 laktat + 1.9 jam₂ + 1.8 co₂

Glukosa → 0.8 butirat + 0.4 acetate + 2.4 jam₂ + 2 co₂

Laluan metabolik mikroorganisma semasa penapaian anaerobik dipengaruhi oleh beberapa faktor.

Sekiranya bakteria jantina Clostridium, Pengeluar butirat, faktor -faktor yang menjejaskan pertumbuhan dan prestasi penapaian adalah: kepekatan glukosa dalam alam sekitar, pH, tekanan separa hidrogen, asetat dan butirat.

Faktor -faktor ini boleh mempengaruhi kadar pertumbuhan, kepekatan produk akhir dan pengedaran produk.

Produk Fermentasi Butyric

Produk utama penapaian butyric adalah asid karboksilik, asid butyric, asid lemak pendek empat karbon (CH₃Ch₂Ch₂COOH), juga dikenali sebagai asid n-butanoik.

Ia mempunyai bau yang tidak menyenangkan dan rasa ekar, bagaimanapun, ia meninggalkan rasa yang agak manis di mulut, dengan cara yang sama dengan apa yang berlaku dengan eter.

Kehadirannya adalah ciri dalam mentega yang tengik, bertanggungjawab atas bau dan rasa yang tidak menyenangkan, oleh itu namanya, yang berasal dari perkataan Yunani yang bermaksud "mentega".

Walau bagaimanapun, ester asid butyric tertentu mempunyai rasa atau bau yang menyenangkan, itulah sebabnya ia digunakan sebagai bahan tambahan dalam makanan, minuman, kosmetik dan industri farmaseutikal.

Penggunaan dan aplikasi asid butyric

Biofuel

Asid butyric mempunyai banyak kegunaan dalam industri yang berbeza. Pada masa ini, terdapat minat yang besar untuk menggunakannya sebagai pendahulu untuk biofuel.

Industri makanan dan farmaseutikal

Ia juga mempunyai aplikasi penting dalam industri makanan dan perasa, kerana teksturnya yang citarasa dan mentega.

Ia boleh melayani anda: Protocooperation

Dalam industri farmaseutikal ia digunakan sebagai komponen dalam beberapa ubat kanser dan rawatan terapeutik lain, dan dalam ester pengeluaran minyak wangi butirat digunakan, kerana wangian buahnya.

Penyelidikan Kanser

Telah dilaporkan bahawa butirat mempunyai pelbagai kesan terhadap percambahan sel, apoptosis (kematian sel yang diprogramkan) dan pembezaan.

Walau bagaimanapun, kajian yang berbeza telah memberikan hasil yang bertentangan dari segi kesan butirat terhadap kanser kolon, yang menimbulkan "paradoks butyrate".

Sintesis kimia

Pengeluaran mikrob asid butyric adalah alternatif yang menarik untuk sintesis kimia. Kejayaan pelaksanaan perindustrian bahan kimia asas biologi bergantung pada kos pengeluaran/prestasi ekonomi proses.

Oleh itu, pengeluaran perindustrian asid butyric oleh proses penapaian memerlukan bahan mentah ekonomi, prestasi proses kecekapan yang tinggi, kesucian produk yang tinggi dan keteguhan menghasilkan strain.

Rujukan

1. Asid butyric. New World Encyclopedia. [Dalam Talian]. Terdapat di: Newworldyclopedia.org
2. Corrales, l.C., Antolinez, d.M., Bohórquez, J.A, pelari, ke.M. (2015). Bakteria Anaerobik: Proses yang melaksanakan dan menyumbang kepada kemampanan kehidupan di planet ini. Nova, 13 (24), 55-81. [Dalam Talian]. Terdapat di: Scielo.org.co
3. Dwidar, m., Park, j.-Dan., Mitchell, r. J., Sang, b.-Yo. (2012). Masa depan asid butyric dalam industri. The Scientific World Journal, [Online]. Terdapat di: doi.org.
4. Jha, a.K., Li, j., Yuan, dan., Baral, n., Ai, b., 2014. Kajian semula mengenai pengeluaran asid bio-butik dan pengoptimumannya. Int. J. Agric. Biol. 16, 1019-1024.
5. Porter, j. R. (1961). Louis Pasteur. Pencapaian dan Kekecewaan, 1861. Ulasan Bakteriologi, 25 (4), 389-403. [Dalam Talian]. Terdapat di: MMBR.ASM.org.