Fermentasi butirik

Fermentasi butirik mengubah laktosa menjadi asam butirat dan gas. Itu hadir dalam mentega tengik

Apa itu fermentasi butirik?

Itu Fermentasi butirik Itu terjadi ketika dari asam butirat glukosa diperoleh sebagai produk akhir utama. Itu dilakukan oleh bakteri tertentu dalam kondisi tidak adanya oksigen, dan ditemukan oleh Louis Pasteur pada tahun 1860.

Fermentasi adalah proses biologis yang melaluinya satu zat menjadi lebih sederhana. Ini adalah proses katabolik, dari degradasi nutrisi untuk diperoleh sebagai produk akhir suatu senyawa organik.

Proses ini tidak memerlukan oksigen -anaerobik -, dan merupakan karakteristik dari beberapa mikroorganisme seperti bakteri dan ragi. Fermentasi juga terjadi pada sel hewan, terutama saat pasokan sel oksigen tidak cukup. Ini adalah proses penyerahan yang sedikit energik.

Dari molekul glukosa, menggunakan rute embden-meyerhof-plan (jalur glikolisis yang paling umum), terjadi piruvat. Fermentasi dimulai dari piruvat, yang difermentasi ke produk yang berbeda. Menurut produk akhir, ada berbagai jenis fermentasi.

Louis Pasteur menemukan pangkalan fermentasi butyric, lactic dan alkohol

Proses fermentasi butyric

Fermentasi butirik didefinisikan sebagai degradasi glukosa (c₆H₁₂SALAH SATU₆) untuk menghasilkan asam butirat (c₄H₈SALAH SATU₂) dan gas, dalam kondisi anaerob dan dengan kinerja energi yang rendah. Ini ditandai dengan produksi bau yang tidak menyenangkan dan terdistribusi.

Jenis fermentasi ini dilakukan oleh bakteri gram positif, spora produsen, dari genre Clostridium, biasanya untuk Clostridium butyricum, C. Tyrobutyricum, C. Thermobutyricum, sebagai tambahan C. Kluyveri Dan C. Pasteurianum.

Namun, bakteri lain yang diklasifikasikan dalam jenis kelamin juga telah dilaporkan sebagai produsen butirat Butyrvibrio, Butyribacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Megasphera Dan Sarcina.

Dalam proses fermentasi, glukosa dikatabolisme menjadi piruvat, menghasilkan dua mol ATP dan NADH. Piruvat kemudian difermentasi ke berbagai produk, tergantung pada strain bakteri.

Itu dapat melayani Anda: flora dan fauna dari wilayah orinoquía

Dalam contoh pertama, piruvat pergi ke laktat dan ini beralih ke asetil-CoA dengan pembebasan dari co₂. Selanjutnya, dua molekul asetil-CoA membentuk acetoacetyl-coA, yang kemudian direduksi menjadi butiril-coA, melalui langkah-langkah perantara tertentu. Akhirnya, Clostridium Fermenta Butiril-CoA dalam asam butirat.

Proses fermentasi butyric

Fosfotransbutirilase dan enzim yang dikunyah butirat adalah enzim utama untuk produksi butirat. Dalam proses pembentukan butirate, 3 mol ATP terbentuk.

Dalam kondisi pertumbuhan eksponensial, sel -sel menghasilkan lebih banyak asetat daripada butirat, karena satu lagi ATP mol terbentuk (total 4).

Pada akhir pertumbuhan eksponensial dan memasuki fase diam, bakteri mengurangi produksi asetat dan meningkatkan produksi butirat, mengurangi konsentrasi total ion hidrogen, menyeimbangkan pH asam medium pH menengah.

Organisme yang melakukan fermentasi butyric

Mikroorganisme yang paling menjanjikan, digunakan untuk bioproduksi asam butirat adalah C. Tyrobutyricum. Spesies ini mampu menghasilkan asam butirat dengan selektivitas yang hebat dan dapat mentolerir konsentrasi tinggi senyawa ini.

Namun, ia hanya dapat berfermentasi dari sangat sedikit karbohidrat, termasuk glukosa, xilosa, fruktosa dan laktat.

C. Butyricum Ini dapat memfermentasi banyak sumber karbon, termasuk heksosis, pentosa, gliserol, lignoselulosa, molase, pati kentang dan serum keju permeate.

Namun, imbal hasil tetapi jauh lebih rendah. Di dalam C. Thermobutyricum, Kisaran karbohidrat yang dapat difermentasi bersifat menengah, tetapi tidak memetabolisme sukrosa atau pati.

Biobutirate yang memproduksi clostridium juga menghasilkan beberapa kemungkinan dengan -produk, termasuk asetat, H2, CO₂, laktat dan produk lainnya, tergantung pada spesiesnya Clostridium.

Fermentasi molekul glukosa oleh C. Tyrobutyricum Dan C. Butyricum Itu dapat diekspresikan seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Dapat melayani Anda: xylose: karakteristik, struktur dan fungsi

Glukosa → 0.85 butirate + 0.1 asetat + 0.2 laktat + 1.9 h₂ + 1.8 CO₂

Glukosa → 0.8 butirate + 0.4 Asetat + 2.4 h₂ + 2 CO₂

Rute metabolisme mikroorganisme selama fermentasi anaerob dipengaruhi oleh beberapa faktor.

Dalam kasus bakteri gender Clostridium, Produsen butirate, faktor -faktor yang terutama mempengaruhi pertumbuhan dan kinerja fermentasi adalah: konsentrasi glukosa di lingkungan, pH, tekanan parsial hidrogen, asetat dan butirat.

Faktor -faktor ini dapat mempengaruhi laju pertumbuhan, konsentrasi produk akhir dan distribusi produk.

Produk Fermentasi Butyric

Produk utama fermentasi butirik adalah asam karboksilat, asam butirat, asam lemak pendek empat karbon (CH₃Ch₂Ch₂COOH), juga dikenal sebagai asam n-butanoat.

Ini memiliki aroma yang tidak menyenangkan dan rasa hektar, namun, ia meninggalkan rasa yang agak manis di mulut, dengan cara yang mirip dengan apa yang terjadi dengan eter.

Kehadirannya adalah karakteristik dalam mentega tengik, bertanggung jawab atas bau dan rasanya yang tidak menyenangkan, karenanya namanya, yang berasal dari kata Yunani yang berarti "mentega".

Namun, ester asam butirat tertentu memiliki rasa atau aroma yang menyenangkan, itulah sebabnya mereka digunakan sebagai aditif dalam makanan, minuman, kosmetik dan industri farmasi.

Penggunaan dan aplikasi asam butirat

Biofuel

Asam butirat memiliki banyak kegunaan di berbagai industri. Saat ini, ada minat besar untuk menggunakannya sebagai pendahulu biofuel.

Industri makanan dan farmasi

Ini juga memiliki aplikasi penting dalam industri makanan dan penyedap, karena rasanya dan teksturnya seperti mentega.

Itu bisa melayani Anda: Protocooperation

Dalam industri farmasi ini digunakan sebagai komponen dalam beberapa obat kanker dan perawatan terapi lainnya, dan dalam ester produksi parfum dari butirat digunakan, karena wewangian buahnya.

Penelitian kanker

Telah dilaporkan bahwa butirat memiliki berbagai efek pada proliferasi sel, apoptosis (kematian sel terprogram) dan diferensiasi.

Namun, penelitian yang berbeda telah memberikan hasil yang berlawanan dalam hal efek butirat pada kanker usus besar, memunculkan "paradoks butirat" yang disebut begitu.

Sintesis Kimia

Produksi mikroba asam butirat adalah alternatif yang menarik lebih disukai daripada sintesis kimia. Keberhasilan implementasi industri bahan kimia basis biologis sangat tergantung pada biaya produksi/kinerja ekonomi dari proses tersebut.

Oleh karena itu, produksi industri asam butirat dengan proses fermentasi membutuhkan bahan baku ekonomi, kinerja proses efisiensi tinggi, kemurnian produk yang tinggi dan kekokohan produksi produksi strain.

Referensi

1. Asam butirat. Ensiklopedia Dunia Baru. [On line]. Tersedia di: Newworldyclopedia.org
2. CORRALES, L.C., Antolinez, d.M., Bohórquez, J.A, pelari, untuk.M. (2015). Bakteri Anaerob: Proses yang melakukan dan berkontribusi pada keberlanjutan kehidupan di planet ini. Nova, 13 (24), 55-81. [On line]. Tersedia di: Scielo.org.bersama
3. Dwidar, m., Park, J.-DAN., Mitchell, r. J., Sang, b.-yo. (2012). Masa depan asam butirat dalam industri. The Scientific World Journal, [Online]. Tersedia di: doi.org.
4. Jha, a.K., Li, J., Yuan, dan., Baral, n., AI, b., 2014. Tinjauan tentang Produksi Asam Bio-Butyric dan Optimalisasinya. Int. J. Agric. Biol. 16, 1019-1024.
5. Porter, J. R. (1961). Louis Pasteur. Prestasi dan Kekecewaan, 1861. Ulasan Bakteriologis, 25 (4), 389-403. [On line]. Tersedia di: MMBR.Asm.org.