biotechnologia


 
 

Fermentacja masłowa

Fermentacja masłowa to beztlenowy proces enzymatycznego rozkładu sacharydów na kwas masłowy, dwutlenek węgla i wodór. Produktami są również: kwas octowy, kwas bursztynowy i etanol. Zachodzi ona w komórkach bakterii Clostridium. Fermentacja masłowa jest rozpowszechniona w przyrodzie, to m.in. rozkład resztek roślinnych np. w zbiornikach wodnych czy bagnach. Fermentacja masłowa jest podstawą przemysłu produkcji kwasu masłowego oraz bierze udział w procesie roszenia łodyg roślin włóknodajnych jak len, konopie.
Charakterystyczną cechą fermentacji masłowej jest wytwarzanie dużej ilości wodoru, oraz liczne reakcje kondensacji, uwodnienia, wtórnego uwodorowania itd.


Przebieg fermentacji masłowej

Fermentacja masłowa ma różny przebieg w zależności od gatunku bakterii, które ją przeprowadzają jak i od odczynu środowiska. Kwas masłowy jest głównym produktem fermentacji w środowisku obojętnym, zaś w środowisku kwaśnym te same bakterie przeprowadzają fermentację acetobutanolową. Bakterie masłowe odgrywają również istotną rolę w procesie moczenia łodyg lnu i konopi, ponieważ umożliwiają, na skutek fermentacji błonnika, oddzielenie włókien przędnych od tkanki korowej i zdrewniałej.

C6H12O6 + bakterie masłowe → CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + 2H2 + ok. 15 kcal/mol


Bakterie fermentacji masłowej

Fermentację masłową prowadzą bakterie charakteryzujące się następującymi cechami:

• należą do rodzaju Clostridium,
• są beztlenowcami,
• mają kształt laseczek,
• wytwarzają przetrwalniki (endospory) nadające komórce kształt buławki lub wrzeciona,
• mają zdolność do rozkładu wielocukrów na cukry proste; rozkładają m.in. skrobię, dekstryny, błonnik, pektyny,
• materiały zapasowe gromadzą w postaci wielocukrów podobnych do skrobi,
• naturalnym środowiskiem ich występowania jest gleba.

Bakterie fermentacji masłowej:

Clostridium butyricum
Clostridium pasteurianum
Clostridium tyrobutyricum
Clostridium pectinovorum
Butyrivibrio fibrisolvens
Eubacterium limosum
Bacteroides melaninogenicus
Treponema phagedenis
Sarcina
Butyribacterium
Fusobacterium
Megasphera


Rola kwasu masłowego

Kwas masłowy (nazwa systematyczna: kwas butanowy) jest organicznym związkiem chemicznym z grupy kwasów karboksylowych. Występuje w zjełczałym maśle, nadaje lekko gorzki posmak wielu serom. Tworzy się głównie w jelicie grubym człowieka, gdzie jego głównym źródłem są niestrawne węglowodany i oligomery heksozy o rozmaitym stopniu polimeryzacji. Do węglowodanów pochodzenia roślinnego odpornych na działanie enzymów trawiennych należą: oporna skrobia, nieskrobiowe polisacharydy, oligosacharydy (prebiotyki – inulina, oligofruktoza, dwusacharydy (laktoza, stachioza, rafinoza) i alkohole (sorbitol, mannitol)). Do puli endogennych nie trawionych węglowodanów zalicza się: mucyny, oligosacharydy mleka (istotne źródło kwasu masłowego u noworodków i niemowląt, ponieważ mleko kobiece nie zawiera kwasu masłowego), siarczan chondroityny i inne. W wyniku fermentacji bakteryjnej powstają z nich kwasy octowy, propio¬nowy i masłowy oraz w znacznie mniejszych ilościach kwasy mlekowy, sukcynylowy i kapronowy, a także dwutlenek węgla i wodór.
Kwas masłowy w temperaturze pokojowej jest oleistą, bezbarwną cieczą, która jest łatwo rozpuszczalna w wodzie i większości organicznych rozpuszczalników polarnych, takich jak aceton, etanol, eter dietylowy itp.
W mniejszych stężeniach, tj. od 10 do 100 ppm nadaje potrawom lekko gorzki smak, z zauważalną nutą słodką. W nieco większych stężeniach posiada ostry, intensywny, trudny do zniesienia zapach zjełczałego tłuszczu.
Jego produkcja opiera się najczęściej na tzw. "masłowej" fermentacji skrobi, w której do wodnego roztworu skrobi dodaje się bakterie normalnie stosowane do fermentacji serów (Bacillus subtilis). W laboratorium można go też otrzymać poprzez przepuszczanie tlenku węgla (CO) przez mieszaninę octanu sodu (CH3COONa) i etanolanu sodu (CH3CH2ONa) w temperaturze 205°C. W wielu procesach przemysłowych kwas masłowy powstaje jako produkt uboczny, który najczęściej wyodrębnia się poprzez strącanie go wodorotlenkiem wapnia (Ca(OH)2), gdyż sól wapniowa kwasu masłowego jest nierozpuszczalna w wodzie.
Kwas masłowy stosowany jest w przemyśle od początków XX w. W dzisiejszych czasach używany jest powszechnie w przemysłach takich jak:
• spożywczy,
• alkoholowy,
• chemiczny,
• farmaceutyczny,
• perfumeryjny,
• tworzyw sztucznych, zwłaszcza włókien syntetycznych.

Fermentacja masłowa mimo swojego dość szerokiego zastosowania w różnych gałęziach przemysłu, wywiera również negatywny wpływ na niektóre technologie produkcyjne. Ze względu na fakt, iż bakterie z rodzaju Clostridium tworzą spory trudne do zabicia w procesach technologicznych, mogą mieć negatywny wpływ na produkcję żywności. Przetrwalniki mogą występować w przetworach mięsnych, warzywnych czy serach, powodując psucie się żywności, gnicie ziemniaków, wzdęcia niesterylnych konserw mięsnych, warzywnych, czy mleka skondensowanego a także serów.

Karolina Bombolewska


Literatura:
1. Stryer L., 2003. Biochemia. Wydawnictwo naukowe PWN.
2. Schlegel H., 2004. Mikrobiologia ogólna. Wydawnictwo naukowe PWN.
3. Kotunia A., Pietrzak P., Guilloteau P., Zabielski R., 2010. Kwas masłowy w przewodzie pokarmowym. Przegląd Gastroenterologiczny. 117–122.
4. http://www.sciencedaily.com/news/plants_animals/microbiology/

Komentarze

Widok Uszereguj
Tylko zarejestrowani mogą dodawać komentarze. Zarejestruj się/Zaloguj

Podręcznik biotechnologii

Kto jest online

125 gości oraz 0 użytkowników online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 

Facebook

Gadżety

Sklep e-biotechnologia.pl
Tematyczne kubki, koszulki, bluzy etc.


Zapraszamy do sklepu

Na skróty

Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego Narodowe Centrum Nauki Narodowe Centrum Badań i Rozwoju Ośrodek Przetwarzania Informacji PAP - Nauka w Polsce Forum Akademickie Fundacja na rzecz Nauki Polskiej Wirtualna Biblioteka Nauki Scopus NCBI PubMed Nature Science Cell

 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły. VitaInSilica Portal popularnonaukowy

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2016 e-biotechnologia.pl
stat4u