부티르 발효 과정, 미생물 및 제품



그 부티르 발효 글루코오스로부터 부티르산이 주요 최종 산물로서 얻어 질 때 발생한다. 1875 년에 실시 된 실험에 관한 1861 년 보고서에 따르면 산소가 전혀없는 상태에서 특정 박테리아에 의해 만들어졌으며 루이 파스퇴르 (Louis Pasteur)에 의해 발견되었다..

발효는 물질이 더 간단한 것으로 변환되는 생물학적 과정입니다. 그것은 최종 생성물로서 유기 화합물을 얻는 영양 분해의 이화 과정이다..

이 과정은 산소가 필요없고 혐기성이며 박테리아와 효모 같은 일부 미생물의 특징입니다. 발효는 또한 동물의 세포에서 일어난다. 특히 산소의 세포질 공급이 불충분하다. 그것은 에너지 적으로 거의 항복이없는 과정이다..

Embund-Meyerhof-Parnas 경로 (가장 일반적인 글 라이코 실화 경로)를 사용하여 포도당 분자에서 피루 베이트가 생성됩니다. 발효는 다른 제품으로 발효되는 피루 베이트에서 출발합니다. 최종 제품에 따르면, 다양한 종류의 발효가 있습니다..

색인

  • 1 Butyric 발효 과정
  • 부티르 발효를 수행하는 유기체 2 개
  • 3 제품
  • 4 부티르산의 용도 및 용도
    • 4.1 바이오 연료
    • 4.2 식품 및 제약 산업
    • 4.3 암 연구
    • 4.4 화학 제품의 합성
  • 5 참고

부티르 발효 공정

부티르산 발효는 혐기성 조건 및 저에너지 효율하에 부티르산 (C4H8O2) 및 가스를 생산하는 포도당 (C6H12O6)의 열화로 정의된다. 그것은 불쾌하고 부패한 냄새의 생산을위한 특징입니다.

부티르산 발효 그람 양성 포자 생산, Clostridium 속, 클로스 트리 디움 butyricum 전형적으로 클로스 트리 디움 tyrobutyricum, 클로스 트리 디움 thermobutyricum 플러스 듐 pasteurianum 듐 kluyveri 의해 수행.

그러나, 이들은 또한 속 Butyrvibrio, Butyribacterium, Eubacterium, 푸 소박 테 리움 뉴 크레아 툼, Megasphera 및 사르시나 분류 제조 부티레이트 다른 박테리아로보고되어왔다.

발효 과정에서 글루코오스는 2 배의 ATP와 NADH를 생성하여 피루 베이트로 이화됩니다. 이후 피루 베이트는 박테리아 균주에 따라 다양한 제품으로 발효됩니다.

첫 번째 사례에서 피루 베이트는 락 테이트로 전달되고 아세틸 -CoA로 이산화탄소가 방출됩니다. 이어서, 두 분자의 아세틸 -CoA는 아세토 아세틸 -CoA를 형성하고,이어서 특정 중간 단계를 거쳐 부티 릴 -CoA로 환원된다. 마지막으로, 부티르산 중의 부티 릴 -CoA를 클로스 트리 디움으로 발효시킨다.

phosphotransbutyrallase 및 butyrate kinase 효소는 부티레이트 생산의 핵심 효소입니다. 부티레이트의 형성 과정에서 3 몰의 ATP가 형성된다.

기하 급수적 인 성장 조건 하에서, 세포는 부티레이트보다 많은 아세테이트를 생성하는데, 이는 1 몰 이상의 ATP가 형성되기 때문이다 (총 4 개).

기하 급수적 인 성장이 끝나고 정지 단계에 들어가면 박테리아는 아세테이트의 생성을 감소시키고 부티레이트 생산을 증가시켜 수소 이온의 총 농도를 감소 시키며 배지의 산성 pH를 조절합니다.

부티르 발효를 수행하는 유기체

부티르산의 생체 생산에 사용되는 가장 유망한 미생물은 C. tyrobutyricum이다. 이 종은 높은 선택성으로 부티르산을 생산할 수 있으며이 화합물의 고농도를 견딜 수 있습니다.

그러나 글루코오스, 자일 로스, 프룩 토스, 락 테이트를 포함한 소수의 탄수화물 만 발효시킬 수 있습니다.

C. butyricum 탄당, 펜토, 글리세롤, 리그 노 셀룰로즈, 당밀, 감자 전분과 치즈 유장 투과 등 많은 발효 탄소원,.

그러나 부티레이트 생산량은 훨씬 낮다. C. thermobutyricum에서 발효 탄수화물의 범위는 중간이지만 수크로오스 또는 전분을 대사하지 않습니다.

클로스 트리 디움 생산자는 또한 Clostridium의 종류에 따라 아세테이트, H2, CO2, 락 테이트 및 기타 제품을 비롯한 몇 가지 가능한 부산물을 생산합니다..

C. tyrobutyricum과 C. butyricum에 의한 포도당 분자의 발효는 다음과 같이 나타낼 수있다.

포도당 → 0.85 부티레이트 + 0.1 아세테이트 + 0.2 락 테이트 + 1.9 H2 + 1.8 CO2

포도당 → 0.8 부티레이트 + 0.4 아세테이트 + 2.4 H2 + 2 CO2

혐기성 발효 중 미생물의 대사 경로는 여러 요인에 의해 영향을받습니다. 클로스 트리 디움 속 세균 생산 부티레이트 주로 성장 및 발효 수율에 영향을주는 인자의 경우에 : 배지의 포도당 농도, 산도, 수소 및 아세트산의 분압 부티레이트.

이러한 요인은 성장률, 최종 제품의 농도 및 제품 분포에 영향을 미칠 수 있습니다.

제품

부티르 발효의 주요 생성물은 카르복시산, butyric acid, n- 탄소 산으로도 알려진 4 탄소 단쇄 지방산 (CH3CH2CH2COOH)이다.

그것은 불쾌한 냄새와 매운 맛을 가지고 있지만 에테르에서 일어나는 것과 비슷한 입안에서 다소 달콤한 맛을 남깁니다. 그것의 존재는 썩은 냄새가 나는 버터에서 특징적이며, 그 불쾌한 냄새와 맛을 책임지며, 따라서 그 이름은 그리스 단어 "버터".

그러나, 부티르산의 특정 에스테르는 쾌적한 맛 또는 냄새를 가지며, 이는 식품, 음료, 화장품 및 제약 산업에서 첨가제로 사용되는 이유이다.

부티르산의 용도 및 용도

바이오 연료

부티르산은 다른 산업 분야에서 많은 용도로 사용됩니다. 현재 바이오 연료의 전구체로 사용하는 것에 큰 관심이있다.

식품 및 제약 산업

또한 버터와 비슷한 맛과 질감으로 인해 식품 및 향료 업계에서 중요한 용도로 사용됩니다.

제약 업계에서는 여러 항암제 및 기타 치료제의 성분으로 사용되며, 향료의 생산에는 과일 향기로 인해 부티레이트 에스테르가 사용됩니다.

암 연구

부티레이트는 세포 증식, 세포 사멸 (프로그램 된 세포 사멸) 및 분화에 다양한 효과를 갖는다는보고가있다.

그러나 다른 연구 결과에 따르면 부티르산이 대장 암에 미치는 영향과 관련하여 소위 "부티레이트 역설 (butyrate paradox).

화학 제품의 합성

부티르산의 미생물 생산은 화학 합성보다 바람직한 대안이다. 바이오 기반 화학 물질의 산업적 구현의 성공은 공정의 생산 비용 / 경제적 성과에 크게 달려있다.

따라서, 발효에 의한 부티르산의 공업 적 생산은 경제적 인 원료, 고효율 공정 성능, 높은 생산 순도 및 생산 균주의 강한 견고성을 요구한다.

참고 문헌

  1. 부티르산. 새로운 세계 백과 사전. [온라인] 다운로드 가능 : newworldencyclopedia.org
  2. Corrales, L.C., Antolinez, D.M., Bohoquez, J.A, Corredor, A.M. (2015). 혐기성 박테리아 (Anaerobic bacteria) : 지구상의 생명체의 지속 가능성을 만들고 기여하는 과정. 노바, 13 (24), 55-81. [온라인] 구입 가능 : scielo.org.co
  3. Dwidar, M., Park, J.-Y., Mitchell, R.J., Sang, B.-I. (2012). 산업에서의 부티르산의 미래. Scientific World Journal, [온라인]. 구입처 : doi.org.
  4. Jha, A.K., Li, J., Yuan, Y., Baral, N., Ai, B., 2014. 바이오 부티르산 생산 및 최적화에 관한 검토. Int.J. Agric. Biol., 16, 1019-1024.
  5. Porter, J. R. (1961). 루이 파스퇴르. 성취와 실망, 1861. Bacteriological Reviews, 25 (4), 389-403. [온라인] 구입처 : mmbr.asm.org.