Пропионовокислое брожение Propionibacterium Грамположительные неподвижные не образующие

Пропионовокислое брожение

Propionibacterium Грамположительные, неподвижные, не образующие спор палочковидные бактерии. Форма клеток до кокковидной, изогнутой или булавовидной. Типовой вид — P. freudenreichii. Аэротолерантные анаэробы, получающие энергию в процессе брожения, основным продуктом которого является пропионовая кислота. У ряда пропионовых бактерий обнаружена способность к азотфиксации.

Активности Propionibacterium : супероксиддисмутазная каталазная пероксидазная У некоторых видов обнаружен "эффект Пастера": в присутствии кислорода воздуха происходит переключение с брожения на дыхание. Пути разложения глюкозы: • • • гликолиз окислительный пентозофосфатный путь реакции ЦТК активное "флавиновое дыхание " окислительное фосфорилирование

Пропионовокислые бактерии: • • подавляют активность гнилостных грибов и патогенных грибов • образуют витамины группы В и в большом количестве витамин В 12 • некоторые штаммы вызывают торможение роста раковых клеток • стимулируют рост фекальных бифидобактерий и помогают в лечении бактериальных дисбактериозов • Пропионовокислые бактерии не перевариваются в желудочнокишечном тракте людей, устойчивы к действию желчных кислот и вьщерживают низкую (р. Н 2. 0) кислотность желудка. • P. acidipropionici ингибирует акивность /3 -глюкуронидазы, азаредуктазы и нитроредуктазы - ферментов, образуемых кишечной микробиотой и вовлекаемых в образование мутагенов, канцерогенов и промоторов роста опухолей.

Получение пропионовой кислоты. Продуценты пропионовой кислоты "кожные" "классические" P. acnes, P. avidum, P. granulosum P. freudenreichii, P. thoenii, P. jensenii, P. acidipropionici

Превращение ПВК в пропионовую при пропионовокислом брожении: -Ф 1 - метилмалонил -Ко. А- карбоксилтрансфераза -Ф 2 –малатдегидрогеназа -Ф 3 – фумараза -Ф 4 -фумаратредуктаза -Ф 5 - Ко. А-трансфераза -Ф 6 - метилмалонил-Ко. А-мутаза

• Пути образования янтарной, уксусной кислот и CO 2 пропионовыми бактериями: Ф 1 — ФЕПкарбокситрансфосфорилаза; Ф 2 — пируватдегидрогеназа; Ф 3 — фосфотрансацетилаза; Ф 4 — ацетаткиназа

Morphology of Propionibacterium freudenreichii under standard conditions (a), and under conditions of acid stress (b). Scanning electron micrograph

Экология пропионовокислых бактерий • кишечный тракт жвачных животных • молоко, твердые сыры, в приготовлении которых они принимают участие После молочнокислого брожения, когда лактоза превращена в молочную кислоту, начинают размножаться пропионовые бактерии, сбраживающие молочную кислоту с образованием уксусной и пропионовой кислот. Эти кислоты придают сырам специфический острый вкус. Имеются данные о выделении ряда видов из почвы, силоса и бродящих олив

Ацетоно-бутиловое брожение вызывает подвижная спорообразующая анаэробная бактерия Clostridium acetobutylicum, которая сбраживает глюкозу, мальтозу, сахарозу, декстрин и гидролизует крахмал. • Ацетоно-бутиловое брожение происходит в две фазы: • 1) интенсивное размножение бактерий, образование уксусной и масляной кислот; подкисление среды до p. H 3, 5— 4, 0 и накопление протеолитических ферментов; • 2) автолиз бактерий, падение содержания уксусной и масляной кислот и накопление ацетона и бутилового спирта. • До освоения химического синтеза ацетона и бутилового спирта ацетоно-бутиловое брожение было единственным способом промышленного получения этих веществ из кукурузы, ржи, картофеля или мелассы.

Маслянокислое брожение: Ф 1 бутирилальде гиддегидроген аза Ф 2 бутанолдегид рогеназа Ф 3 – Ко. Атрансфераза Ф 4 ацетоацетатде карбоксилаза Ф 5 изопропанолд егидрогеназа Ф 6 ацетальдегидрогеназа Ф 7 алкогольдегид рогеназа

Неполное окисление органических веществ

Уксуснокислые бактерии • Грамотрицательные палочки с перитрихиально (Acetobacter) или полярно (Acetоmonas = Gluconobacter) расположенными жгутиками. Клетки от эллиптическх до палочковидных, прямые или слегка изогнтые. Строгие аэробы. Осмофилы. Не образуют спор. Высокая толерантность к кислотам. • Образуют кислоты путем неполного окисления сахаров или спиртов. • Большинство нуждаются в сложных питательных средах. На поверхности жидких питательных сред образуют плёнку, на плотных средах — крупные, гладкие, блестящие, слизистые, бесцветные колонии. При росте в жидкой среде может образоваться налёт на поверхности. • Распространены на фруктах и овощах, в сахаристых выделениях растений. Выделяют из пищеварительного тракта пчел. • Применяются для промышленного получения уксуса из вина или разведённого спирта, а также при синтезе витамина С, для окисления сорбита в сорбозу.

Группы уксуснокислых бактерий: suboxidans peroxidans (накапливают ацетат в качестве промежуточного продукта) Acetobacter aceti, A. pasteurianum (ацетат не подвергается дальнейшему окислению) Gluconobacter oxydans р. Н уксусной кислоты - 2 -3

• Схема ферментера для производства уксуса: 1 - корпус из нержавеющей стали; 2 - перемешивающее устройство; 3 - аэратор (барботер); 4 - змеевик системы термостатирования.

• Схема установки для получения уксуса в непрерывном режиме Переток жидкости из аппарата в аппарат происходит из-за разницы давлений в "воздушной подушке", возникающей за счет разного заглубления переточных труб h: h 2 > h 3 > h 4 > h 5.

Реакция окисления этилового спирта в уксусную кислоту Acetobaсter aceti алкоголь- и альдегидрогеназы С 2 Н 5 ОН → СН 3 СООН + Н 2 О + 2 НАДН 2 Алкогольдегидрогеназа (находится на внешней стороне плазматической мембраны) Acetobacter aceti содержит простетическую группу метоксантин, или пирролохинолинхинон. Метоксантин частично попадает в питательную среду и в пищевой уксус, придавая ему слегка желтоватую окраску.

Технологическая схема получения уксуса из различного сырья.