fermentație lactică este considerată a fi una dintre cele mai vechi tipuri de evoluționist și primitive de fermentare. Prin natura procesului și formează produsul final distinge fermentație homo- și heterofermentative acid lactic.
Baza de fermentare homofermentative acidului lactic este fermentarea bucla hexoze glikoletichesky pentru a forma două molecule de acid piruvic. Acestea din urmă acceptor realizează hidrogen final se reduce la acid lactic. Acest proces poate fi exprimată prin următoarea ecuație:
Producția de energie de fermentație homofermentative acid lactic este mică și se ridică la doar 2 molecule de ATP per 1 moleculă de glucoză fermentată.
Procedeul se realizează bacterii homofermentative acid lactic capabile să fermenteze 85 - zahăr de 98% într-un mediu, în acid lactic. Morfologic acestea sunt prezentate coci aparținând genului Streptococcus, și Pediococcus, în formă de tijă pe scară largă genului Lactobacillus. Toate bacteriile din acest grup prin metoda de colorare Gram pozitive, nu formează spori, încă. În ceea ce privește aerotolerant oxigen, adică sunt capabile să crească în atmosferă de oxigen. Bacteriile de acid lactic sunt caracterizate prin capacități biosintetice scăzute. Sursa de carbon pentru acestea sunt de origine vegetală sau zahăr din lapte și anumite pentoze rare, alcooli din zahăr și acizi organici. Capacitatea scăzută de biosinteză a acestui grup de bacterii indica primitivitate metabolismului lor constructiv.
Baza de fermentare heterofermentative acidului lactic este fermentația pentozo hexoze cale de fosfat sau pentoze pentru a produce acid lactic și alte produse - acid acetic, etilena, glicerol și dioxid de carbon:
Obligã bacterii heterotrofe produc acid lactic sunt lipsite de enzime cheie glikoleticheskogo mod - aldolaza și triozofosfat. Acest grup include bacterii din genurile Lactobacillus, Leuconostoc și Bifidobacterium. Unele bacterii lactice capabile să conducă atât fermentarea homo- și heterofermentative acid lactic, fermentează hexoze de glicolitic și pentozei a căii pentoză.
Bacteriile de acid lactic sunt larg răspândite în natură. Ele sunt ușor de distins de lapte și toate produsele lactate de pe suprafața plantelor și materii vegetale în descompunere, din rizosfera solului și a plantelor, a stomacului și intestinelor de animale și oameni.
Din timpuri imemoriale, bacteriile acidului lactic sunt utilizate în diverse domenii ale activității umane - pentru prepararea produselor lactate, unt, brânză, legume murate, etc.
Pentru producția de produse lactate fermentate în diferite latitudini geografice folosesc diferite tipuri de bacterii producătoare de acid lactic. Deci, ce au dus la nord de iaurt este format în principal, sub formă de coccoid Streptococcus lactis și S. cremoris; pe bacilul sud bulgară (Lactobacillus bulgaricus) predomină în fermentul de iaurt.
Sourdough unele produse lactate fermentate naționale (chefir koumiss, iaurt) complexe simbiotice sunt constituite istoric de bacterii producătoare de acid lactic și drojdie. bacterii producătoare de acid lactic fermenta lactoza din lapte pentru a produce 0,8-1% acid lactic, drojdie sunt fermentate fermentației alcoolice și lactoză, pentru a forma un 1% etanol.
bacterii de acid lactic joacă un rol important în prepararea brânzei. La fabricarea brânzei se bazează kazeinamoloka de coagulare prin acțiunea cheagului obținut din stomacul rumegătoarelor zhzhivotnyh. cheaguri formate sunt separate de zer de cazeină, Presa, păstrate în soluție de sare și lăsată să se maturizeze. In timpul coacerii masa brânzei sunt procese complexe de transformare în aminoacizi cazeină sub influența enzimelor.
În procesul de decapare a legumelor și a furajelor însilozate participa numeroase homo- rasă spontană și bacterii lactice hetero-fermentative.
bacterii Heterofermentative acidului lactic din Bifidobacterium genului sunt locuitori din intestine de animale si oameni, ei fac adesea 50 până la 90% din populațiile microbiene în fecale umane.
Multe bacterii producătoare de acid lactic sunt capabile de a sintetiza materiale care au proprietăți antibiotice (laktolin, nisin, Brewin, diplokokktsin și colab.). La această proprietate de bacterii producătoare de acid lactic, pe baza acțiunii lor antagonică a microorganismelor putrefacție și patogene în intestinul omului și animalelor.
Procesul de fermentație alcoolică se execută de-a lungul căii glicolitice la formarea acidului piruvic. Mai mult, cu participarea enzimei cheie a fermentației alcoolice - piruvat decarboxilaza - apare dekarbrksilirovanie acid piruvic. Acest lucru produce acetaldehida și dioxid de carbon.
Acetaldehida rezultat protrudes acceptor final și sub acțiunea NAD + alkogoldegidrogenazy -dependente redus la etilenă alcool. donor de hidrogen ca în fermentația acidului lactic, este 3-fosfogliceraldehid.
Total al procesului de fermentație alcoolică poate fi exprimată prin următoarea ecuație:
Randamentul energetic al procesului de până la 2 molecule de ATP
1 moleculă de glucoză fermentată. Diferența de fermentație alcoolică de acid lactic este natura diferită a acceptor de hidrogen final.
fermentația alcoolică este baza unui număr de producție industrială - vin, producția de alcool, fabricarea berii, coacere. Pe continentul european uz industrial rasă diferită drojdie saharomitsetnyh (Saccharomyces cerevisiae, SACCH Vini.), Americas - schizosaccharomycetes rase diferite.
Printre procariotele la fermentație alcoolică activă sunt capabile de Erwinia amylovora, Zymomonas mobilis, vintriculi Sarcina. Acesta din urmă este utilizat în industrie pentru a produce etanol în Est.
fermentarea acidului butiric. Butirică fermentare acidă are loc în condiții strict anaerobe și conduce el obligã bacterii aerobe din genul Clostridium.
Acest tip de fermentație trebuie considerată ca un exemplu de realizare fermentație sofisticate, care se bazează pe cale glicolitica de fermentație carbohidrat la acid piruvic. O trăsătură caracteristică a fermentației acidului butiric este reacția de condensare pentru a forma un C4 - compus (acid butiric). Ca rezultat al acidului piruvic se formează uksksny aldehidă, acid formic și acetic, sunt adesea alcool etilic. Acidul formic se descompune în CO2 și H2. acetaldehida și reacția de condensare duce la formarea de butirat. Procesul global al fermentația acidului butiric poate fi exprimată în următoarea ecuație:
Randamentul energetic al procesului este de 3,3 molecule de ATP per 1 moleculă de glucoză fermentată. Butirică proces de fermentare acidă este foarte labil și este dependentă de compoziția mediului nutritiv și stadiul de dezvoltare a culturii de microorganisme.
Bacteriile de acid butirice din genul Clostridium sunt numeroase și eterogene. Morfologic acestea sunt reprezentate de stick-uri de mari dimensiuni. Tânăra cultură bastoane tip mobile flagelare peritrichous. Odată cu îmbătrânirea celulelor formează endospori. Sporangiile în tranziție - de la un plekridialnomu clostridiană, sub forma de spori sferice sau ovale.
În funcție de tipul de utilizare a substanțelor cu conținut de carbon sunt împărțite în bacteriile acidului butiric și saccarolitic proteolitice. specii saccarolitic (... CI butyricum, CI Pasteurianus etc.), diverși compuși fermentate natura carbohidraților: pectine, celuloză, amidon, chitină, etc. Proteologicheskie clostridia (Cl. Hutrificum, Cl. Sporogenes,
Cl. Histolyticum) ca substrat fermentabil folosind proteine, aminoacizi, purine, pirimidine.
Diferite tipuri de bacterii producătoare de acid butiric în natură sunt diferite procese: amonificare aerobă a compușilor organici ai azotului, descompunerea anaerobă a resturilor vegetale - pectină și celuloză.
Bacteriile de acid butirică cauzează adesea daune, cauzând murdărirea - râncezire, smântână, etc.
Unul dintre soiurile de fermentație acidului butiric este fermentarea acetonă-butanol-etanol. Produse majore - butil, etil și alcool izopropilic, acetonă și CO2 și gaz H2. Totalul acestui proces de fermentație conform ecuației poate fi exprimată ca:
randamentul de fermentație este cauzată de compoziția substratului nutritiv, condițiile de pH, temperatură și vedere bacteriile acidului butiric, fermentarea lider. Acest tip de fermentație acidului butiric este utilizat pe scară largă în industria modernă pentru difitsitnyh reactivi - acetonă și butanol din orice materii prime care conțin amidon.
Luând în considerare esența proceselor de fermentație folosind exemple specifice, subliniem încă o dată faptul că acest tip de oxidare anaerobă este metoda cea mai primitivă de obținere a energiei. Printre procariot regn oxidarea anaerobă inerentă într-un grup mare și divers de microorganisme. Cu toate acestea, doar o mică parte dintre ele pot fi numite anaerobi primare. Cele mai multe dintre anaerobii existente în prezent este de origine secundară, asociată cu adaptarea acestora la condiții anaerobe a mediului și pierderea capacității de a anaeroba oxidare cu oxigen molecular. Exemple de astfel de microorganisme pot servi microflorei intestinale. In, procariotele generale anaerobe și în epoca modernă ocupă nișe ecologice largi - straturile profunde ale solului și apei, mărilor și oceanelor bentic se scurge foarte încet, puțuri de petrol, etc.