Butyrisk jäsning

Butyrisk jäsning förvandlar laktos till smörsyra och gas. Det finns i harskmör

Vad är butyrisk jäsning?

De Butyrisk jäsning Det inträffar när från glukoset smörsyra erhålls som den huvudsakliga slutprodukten. Det utförs av vissa bakterier under förhållanden med fullständig frånvaro av syre och upptäcktes av Louis Pasteur 1860.

Jäsning är en biologisk process genom vilken ett ämne blir enklare. Det är en katabolisk process, av näringsnedbrytning att få som en slutprodukt en organisk förening.

Denna process kräver inte syre -en anaerob -och är karakteristisk för vissa mikroorganismer som bakterier och jäst. Fermentering förekommer också i djurceller, särskilt när syrescellförsörjningen är otillräcklig. Det är en energiskt liten överlämnande process.

Från glukosmolekylen, med hjälp av Embden-Meyerhof-Plan-rutten (den vanligaste glykolysvägen), inträffar pyruvat. Fermentationer börjar från pyruvate, som fermenteras till olika produkter. Enligt de slutliga produkterna finns det olika typer av jäsningar.

Louis Pasteur upptäckte baserna för smör, mjölk och alkoholhaltig jäsning

Butyrisk jäsningsprocess

Butyrisk jäsning definieras som glukosnedbrytning (c₆H₁₂ANTINGEN₆) att producera smörsyra (c₄H₈ANTINGEN₂) och gas, i anaeroba förhållanden och med låg energiprestanda. Det kännetecknas av produktionen av obehaglig och distribuerad lukt.

Denna typ av jäsning utförs av Gram -positiva bakterier, sporer producenter, av genren Clostridium, vanligtvis för Clostridium butyricum, C. Tybutyricum, C. Termobutyricum, Dessutom C. Kluyveri och C. Pasteurianum.

Andra bakterier klassificerade i kön har emellertid också rapporterats som butyratproducenter Butyrvibrio, Butyribacterium, Eubakterium, Fusobakterium, Megasfera och Sarcina.

I fermenteringsprocessen kataboliseras glukos till pyruvat, vilket producerar två mol ATP och NADH. Pyruvate fermenteras därefter till olika produkter, beroende på bakteriestammen.

Det kan tjäna dig: flora och fauna från orinoquía -regionen

I första hand går pyruvaten till laktat och detta går till acetyl-CoA med en befrielse från Co₂. Därefter bildar två acetyl-CoA-molekyler acetoacetyl-CoA, som sedan reduceras till butiril-CoA, genom vissa mellansteg. Till sist, Clostridium Fermenta butiril-coa i smörsyra.

Butyrisk jäsningsprocess

Fosfotransbutirilase och butyrat-tuggade enzymer är viktiga enzymer för butyratproduktion. I butiratbildningsprocessen bildas 3 mol ATP.

I förhållanden med exponentiell tillväxt producerar cellerna mer acetat än butyrat, eftersom ytterligare en ATP -molform (4 totalt).

I slutet av exponentiell tillväxt och in i den stationära fasen minskar bakterierna acetatproduktion och ökar butiratproduktionen, vilket minskar den totala koncentrationen av vätejoner, vilket balanserar mediumsyrat -pH.

Organismer som utför butyrisk jäsning

Den mest lovande mikroorganismen som används för bioproduktion av smörsyra är C. Tybutyricum. Denna art kan producera smörsyra med stor selektivitet och tål höga koncentrationer av denna förening.

Men det kan bara jäsas från mycket få kolhydrater, inklusive glukos, xylos, fruktos och laktat.

C. Butyricum Det kan jäsa många kolkällor, inklusive hexoser, pentos, glycerol, lignocellulosa, melass, potatisstärkelse och ostserum permeat.

Men Butpirarate -utbyten är mycket lägre. I C. Termobutyricum, Det jäsbara kolhydratområdet är mellanliggande, men metaboliserar inte sackaros eller stärkelse.

Biobutiratproducerande Clostridiums producerar också flera möjliga med -produkter, inklusive acetat, H2, CO₂, laktat och andra produkter, beroende på arten av Clostridium.

Jäsningen av en glukosmolekyl av C. Tybutyricum och C. Butyricum Det kan uttryckas som visas nedan:

Kan tjäna dig: xylos: egenskaper, struktur och funktioner

Glukos → 0.85 Butirate + 0.1 acetat + 0.2 Laktat + 1.9 h₂ + 1.8 Co₂

Glukos → 0.8 Butirate + 0.4 Acetat + 2.4 h₂ + 2 Co₂

Den metaboliska vägen för en mikroorganism under anaerob jäsning påverkas av flera faktorer.

När det gäller könsbakterier Clostridium, Butiratproducenter, de faktorer som huvudsakligen påverkar jäsningens tillväxt och prestanda är: koncentrationen av glukos i miljön, pH, det partiella trycket av väte, acetatet och butyratet.

Dessa faktorer kan påverka tillväxttakten, koncentrationen av de slutliga produkterna och distributionen av produkterna.

Butyriska jäsningsprodukter

Huvudprodukten av butyrisk fermentering är en karboxylsyra, smörsyra, en kortfettsyra med fyra kol (CH₃Ch₂Ch₂COOH), även känd som n-butansyra.

Den har en obehaglig lukt och en tunnland smak, men det lämnar en något söt smak i munnen, på liknande sätt som vad som händer med etern.

Hans närvaro är karakteristisk i harskt smör, som är ansvarig för hans obehagliga lukt och smak, därmed hans namn, som härstammar från det grekiska ordet som betyder "smör".

Vissa smörsyraestrar har emellertid en trevlig smak eller lukt, varför de används som tillsatser inom mat, dryck, kosmetika och läkemedelsindustri.

Användning och tillämpningar av smörsyra

Biobränslen

Butyresyra har många användningsområden i olika branscher. För närvarande finns det stort intresse av att använda det som en föregångare till biobränslen.

Mat- och läkemedelsindustri

Den har också viktiga tillämpningar inom livsmedels- och smaksindustrin på grund av dess smak och smörliknande struktur.

Det kan tjäna dig: protokooperation

Inom läkemedelsindustrin används den som en komponent i flera cancermediciner och andra terapeutiska behandlingar, och i parfymproduktionsesterna av butyratet används på grund av dess fruktiga fragrance.

Cancerforskning

Det har rapporterats att butyrat har olika effekter på cellproliferation, apoptos (programmerad celldöd) och differentiering.

Emellertid har olika studier gett motsatta resultat när det gäller effekten av butyratet på koloncancer, vilket ger upphov till den så kallade "Butyrate Paradox".

Kemisk syntes

Den mikrobiella produktionen av smörsyra är ett attraktivt alternativ att föredra framför kemisk syntes. Framgången för den industriella implementeringen av biologiska baskemikalier beror till stor del på processens kostnader/ekonomiska prestanda.

Därför kräver industriell produktion av smörsyra genom fermenteringsprocesser ekonomiskt råmaterial, högeffektiv processprestanda, hög renhet av produkten och robusthet att producera stammar.

Referenser

1. Smörsyra. Ny världscyklopedi. [Uppkopplad]. Finns på: Newworldyclopedia.org
2. Corrales, L.C., Antolinez, D.M., Bohórquez, J.A, löpare, till.M. (2015). Anaeroba bakterier: processer som presterar och bidrar till livets hållbarhet på planeten. Nova, 13 (24), 55-81. [Uppkopplad]. Finns på: Scielo.org.co
3. Dwidar, m., Park, j.-OCH., Mitchell, r. J., Sjöng, b.-Yo. (2012). Framtiden för smörsyra i industrin. The Scientific World Journal, [online]. Finns på: doi.org.
4. Jha, a.K., Li, j., Yuan och., Baral, n., Ai, b., 2014. En översyn av produktion av bio-butyric acid och dess optimering. Int. J. Jordbruks-. Biogus. 16, 1019-1024.
5. Porter, j. R. (1961). Louis Pasteur. Prestationer och besvikelser, 1861. Bakteriologiska recensioner, 25 (4), 389-403. [Uppkopplad]. Finns på: MMBR.Asm.org.