Matrična fermentacija

Batirska fermentacija pretvori laktozo v matrično kislino in plin. Prisoten je v rancidnem maslu

Kaj je matirska fermentacija?

The Matrična fermentacija Pojavi se, ko se kot glavni končni izdelek dobimo iz glukozne maslene kisline. Izvajajo ga nekatere bakterije v pogojih popolne odsotnosti kisika, Louis Pasteur pa jih je odkril leta 1860.

Fermentacija je biološki proces, s katerim postane ena snov enostavnejša. To je katabolični postopek razgradnje hranil, da kot končni izdelek dobimo organsko spojino.

Ta proces ne zahteva kisika -ana anaerobna -in je značilen za nekatere mikroorganizme, kot so bakterije in kvasovke. Fermentacija se pojavlja tudi v živalskih celicah, zlasti kadar je oskrba s kisikovimi celicami nezadostna. To je energijsko majhen postopek predaje.

Iz molekule glukoze z uporabo poti Embden-Meyerhof-Plan (najpogostejša pot glikolize) se pojavi piruvat. Fermentacije se začnejo iz piruvata, ki je fermentirano do različnih izdelkov. Glede na končne izdelke obstajajo različne vrste fermentacije.

Louis Pasteur je odkril baze matrične, mlečne in alkoholne fermentacije

Postopek fermentacije maslene fermentacije

Fermentacija batirske fermentacije je opredeljena kot razgradnja glukoze (c₆H₁₂Tudi₆) za proizvodnjo matirne kisline (c₄H₈Tudi₂) in plin v anaerobnih pogojih in z nizko energijsko učinkovitostjo. Zanj je značilna proizvodnja neprijetnih in porazdeljenih vonjav.

To vrsto fermentacije izvajajo gram pozitivne bakterije, proizvajalci spore, žanra Clostridium, običajno za Clostridium butyricum, C. Tyrobutyricum, C. Thermobutyricum, poleg C. Kluyveri in C. Pasteurianum.

Vendar pa so poročali tudi o drugih bakterijah, razvrščenih v spole kot proizvajalci butirata Butirvibrio, Butyribacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Megascera in Sarcina.

V procesu fermentacije se glukoza katabolizira v piruvat, ki proizvaja dva mola ATP in NADH. Piruvat se pozneje fermentira na različne izdelke, odvisno od bakterijskega seva.

Lahko vam služi: flora in favna iz regije Orinoquía

Najprej se piruvat odpravi v laktat in to prehaja v Acetil-Coa z osvoboditvijo Co₂. Nato dve molekuli acetil-CoA tvorita acetoacetil-CoA, ki se nato z določenimi vmesnimi koraki zmanjša na butiril-CoA. Končno, Clostridium Fermentacija butiril-coa v matirski kislini.

Postopek fermentacije maslene fermentacije

Encimi fosfotransbutiril in butrat so ključni encimi za proizvodnjo butirata. V procesu tvorbe butarata nastanejo 3 moli ATP.

V pogojih eksponentne rasti celice proizvajajo več acetata kot butirata, saj se nastaja še en ATP mol (skupno 4).

Na koncu eksponentne rasti in vstopa v stacionarno fazo bakterije zmanjšujejo proizvodnjo acetata in povečajo proizvodnjo butarata, zmanjšajo skupno koncentracijo vodikovih ionov, kar uravnoteži srednje kislinsko pH.

Organizmi, ki izvajajo matirsko fermentacijo

Najbolj obetaven mikroorganizem, ki se uporablja za bioprodukcijo matrične kisline C. Tyrobutyricum. Ta vrsta lahko proizvaja matirno kislino z veliko selektivnosti in lahko prenaša visoke koncentracije te spojine.

Vendar pa lahko fermentira le iz zelo malo ogljikovih hidratov, vključno z glukozo, ksilozo, fruktozo in laktatom.

C. Butyricum Fermentira lahko številne vire ogljika, vključno s heksozami, pentozo, glicerolom, lignocelulozo, melaso, krompirjevim škrobom in sirom.

Vendar so donosi butpirarata precej nižji. V C. Thermobutyricum, Fermentarno območje ogljikovih hidratov je vmesno, vendar ne presnavlja saharoze ali škroba.

BIOBUTIRAT, ki proizvajajo Clostridiums, proizvajajo tudi več možnih proizvodov, vključno z acetatom, H2, Co₂, laktatom in drugimi izdelki, odvisno od vrste Clostridium.

Fermentacija molekule glukoze C. Tyrobutyricum in C. Butyricum Lahko se izrazi, kot je prikazano spodaj:

Vam lahko služi: ksiloza: značilnosti, struktura in funkcije

Glukoza → 0.85 Butarat + 0.1 acetat + 0.2 laktat + 1.9 h₂ + 1.8 Co₂

Glukoza → 0.8 Butarate + 0.4 acetat + 2.4 h₂ + 2 co₂

Na presnovno pot mikroorganizma med anaerobno fermentacijo vpliva več dejavnikov.

V primeru spolnih bakterij Clostridium, Proizvajalci butata, dejavniki, ki v glavnem vplivajo na rast in delovanje fermentacije, so: koncentracija glukoze v okolju, pH, delni tlak vodika, acetata in butirata.

Ti dejavniki lahko vplivajo na stopnjo rasti, koncentracijo končnih izdelkov in porazdelitev izdelkov.

Izdelki za fermentacijo matrične fermentacije

Glavni produkt butirske fermentacije je karboksilna kislina, matrična kislina, štirih ogljikovih kratkih maščobnih kislin (CH₃Pogl₂Pogl₂COOH), znan tudi kot n-butanojska kislina.

Ima neprijeten vonj in okus na hektarju, vendar v ustih pušča nekoliko sladek okus, na podoben način, kot se zgodi z etrom.

Njegova prisotnost je značilna za rancidno maslo, saj je odgovoren za njegov neprijeten vonj in okus, od tod tudi njegovo ime, ki izhaja iz grške besede, ki pomeni "maslo".

Vendar imajo nekateri estri matske kisline prijeten okus ali vonj, zato se uporabljajo kot dodatki v hrani, pijačah, kozmetiki in farmacevtski industriji.

Uporaba in uporaba matrične kisline

Biogoriva

Matirna kislina ima veliko uporab v različnih panogah. Trenutno je veliko zanimanje za njegovo uporabo kot predhodnik biogoriv.

Hrana in farmacevtska industrija

Prav tako ima pomembne aplikacije v industriji hrane in aromatiziranja zaradi svojega okusa in masla, podobne teksturi.

Lahko vam služi: protokoroperation

V farmacevtski industriji se uporablja kot sestavina v več zdravilih za raka in drugih terapevtskih zdravljenju, pri proizvodnji parfumov pa se uporabljajo zaradi svoje sadne dišave.

Raziskave raka

Poročalo se je, da ima butirat različne učinke na celično proliferacijo, apoptozo (programirana celična smrt) in diferenciacijo.

Vendar so različne študije dale nasprotne rezultate v smislu učinka butirata na raka debelega črevesa, kar je povzročilo tako imenovani "butiratni paradoks".

Kemična sinteza

Mikrobna proizvodnja matirske kisline je privlačna alternativa, ki je prednostna od kemične sinteze. Uspeh industrijskega izvajanja bioloških baznih kemikalij je v veliki meri odvisen od stroškov proizvodnje/gospodarske uspešnosti procesa.

Zato je industrijska proizvodnja matirske kisline s fermentacijskimi procesi potrebna ekonomska surovina, uspešnost procesa z visoko učinkovitostjo, visoko čistost izdelka in robustnost proizvodnih sevov.

Reference

1. Manska kislina. Enciklopedija New World. [Na spletu]. Na voljo na: Newworldiklopedia.org
2. Corrales, l.C., Antolinez, d.M., Bohórquez, J.A, tekač, do.M. (2015). Anaerobne bakterije: procesi, ki delujejo in prispevajo k trajnosti življenja na planetu. Nova, 13 (24), 55–81. [Na spletu]. Na voljo na: Scielo.org.co
3. Dwidar, m., Park, j.-In., Mitchell, r. J., Sang, b.-Yo. (2012). Prihodnost matske kisline v industriji. The Scientific World Journal, [na spletu]. Na voljo na: doi.org.
4. Jha, a.K., Li, j., Juan in., Baral, n., Ai, b., 2014. Pregled proizvodnje bio-butirne kisline in njegove optimizacije. Int. J. Agric. Biol. 16, 1019-1024.
5. Porter, j. R. (1961). Louis Pasteur. Dosežki in razočaranja, 1861. Bakteriološki pregledi, 25 (4), 389–403. [Na spletu]. Na voljo na: MMBR.Asm.org.