酪酸発酵プロセス、有機体および製品



の 酪酸発酵 それは、グルコースから出発して、酪酸が主な最終生成物として得られるときに起こる。それは1875年に行われた実験に関する1861年の報告書の中の彼のノートによれば、酸素が完全に存在しない条件下で特定の細菌によって作られ、ルイパスツールによって発見された。.

発酵は、物質がより単純なものに変換される生物学的プロセスです。それは最終製品として有機化合物を得るための栄養分解の異化過程です。.

このプロセスは酸素を必要とせず、嫌気性であり、そして細菌および酵母のようないくつかの微生物に特徴的である。特に酸素の細胞供給が不十分な場合、発酵は動物の細胞でも起こります。それは精力的に少し譲歩するプロセスです.

グルコース分子から、Embden-Meyerhof-Parnas経路（最も一般的なグリコシル化経路）を使用して、ピルビン酸が生成されます。発酵はピルビン酸から始まり、ピルビン酸はさまざまな製品に発酵します。最終製品によると、発酵のさまざまな種類があります.

索引

  • 1酪酸発酵プロセス
  • 2酪酸発酵を行う生物
  • 3製品
  • 4酪酸の用途と用途
    • 4.1バイオ燃料
    • 4.2食品および製薬産業
    • 4.3がん研究
    • 4.4化学製品の合成
  • 5参考文献

酪酸発酵プロセス

酪酸発酵は、嫌気性条件下で低エネルギー収率で、酪酸（C 4 H 8 O 2）とガスを生成するためのグルコース（C 6 H 12 O 6）の分解として定義されます。それは不快で腐敗した匂いの生成に特徴的です.

酪酸発酵は、Clostridium kluyveriおよびClostridium pasteurianumに加えて、典型的にはClostridium butyricum、Clostridium tyrobutyricum、Clostridium thermobutyricumにより、クロストリジウム属のグラム陽性胞子形成細菌によって行われる。.

しかしながら、Butyrvibrio、Butyribacterium、Eubacterium、Fusobacterium、MegaspheraおよびSarcinaに分類される他の細菌も酪酸を産生すると報告されている。.

発酵プロセスでは、グルコースはピルビン酸に異化され、2モルのATPとNADHを生成します。ピルビン酸はその後、菌株に応じてさまざまな製品に発酵されます。.

最初の例では、ピルビン酸は乳酸に移行し、それはCO2の放出と共にアセチル-CoAに移行します。続いて、２分子のアセチル−ＣｏＡがアセトアセチル−ＣｏＡを形成し、それが次にある中間工程を経てブチリル−ＣｏＡに還元される。最後に、クロストリジウムは酪酸中でブチリルCoAを発酵させる.

酵素ホスホトランスブチララーゼおよびブチレートキナーゼは、ブチレートの生産のための重要な酵素である。酪酸塩の形成過程で3モルのATPが形成される.

指数関数的増殖条件下では、１モル以上のＡＴＰが形成されるので（合計４つ）、細胞は酪酸塩よりも多くの酢酸塩を産生する。.

指数関数的増殖が終わり、静止期に入ると、バクテリアはアセテートの生成を減らし、ブチレートの生成を増やし、水素イオンの総濃度を下げ、培地の酸性pHをバランスさせます。.

酪酸発酵を行う生物

酪酸のバイオ生産に使用される最も有望な微生物は、C。tyrobutyricumです。この種は高選択性で酪酸を生産することができ、この化合物の高濃度に耐えることができます。.

しかしながら、それはグルコース、キシロース、フルクトースおよび乳酸塩を含むごくわずかな炭水化物からしか発酵することができない.

C. butyricumは、ヘキソース、ペントース、グリセロール、リグノセルロース、糖蜜、ポテトスターチ、チーズホエーパーミエートなど、多くの炭素源を発酵させることができます。.

しかしながら、酪酸塩収率ははるかに低い。 C. thermobutyricumでは、発酵性炭水化物の範囲は中程度ですが、スクロースやデンプンは代謝しません。.

クロストリジウムのバイオブチレート生産者も、クロストリジウムの種類に応じて、アセテート、H2、CO2、ラクテートなどの副産物を生成する可能性があります。.

Ｃ．チロブチリカムおよびＣ．ブチリカムによるグルコース分子の発酵は、以下に示すように表すことができる。

グルコース→0.85酪酸+ 0.1酢酸+ 0.2乳酸+ 1.9 H2 + 1.8 CO2

グルコース→0.8ブチレート+ 0.4アセテート+ 2.4 H2 + 2 CO2

嫌気性発酵中の微生物の代謝経路はいくつかの要因の影響を受けます。酪酸の生産者であるクロストリジウム属の細菌の場合、主に発酵の成長および収率に影響を与える要因は、培地中のグルコース濃度、pH、水素分圧、酢酸塩、および酪酸.

これらの要因は、成長率、最終製品の濃度、製品の流通に影響を与えます。.

製品情報

酪酸発酵の主な生成物は、カルボン酸、酪酸、４炭素短鎖脂肪酸（ＣＨ ３ ＣＨ ２ ＣＨ ２ ＣＯＯＨ）であり、ｎ−ブタン酸としても知られている。

それは不快な臭いと刺激的な味を持っていますが、エーテルで起こるのと同様に、口の中にやや甘い味を残します。その存在は悪臭のあるバターに特徴的で、その不快な匂いと味の原因となっています、それ故にその名前は「バター」を意味するギリシャ語の単語から由来しています.

しかしながら、ある種の酪酸エステルは、好ましい味または匂いを有し、それがそれらが食品、飲料、化粧品および製薬産業における添加剤として使用される理由である。.

酪酸の用途と用途

バイオ燃料

酪酸はさまざまな業界で多くの用途があります。バイオ燃料の前駆体としてそれを使用することに現在大きな関心があります。.

食品および製薬産業

それはまた、バターに似たその味と質感のために、食品およびフレーバー産業において重要な用途を持っています。.

製薬業界では、それはいくつかの抗癌剤および他の治療的処置における成分として使用され、そして香料の製造においてはそのフルーティーな香りのために酪酸エステルが使用される。.

がん研究

酪酸塩は細胞増殖、アポトーシス（プログラム細胞死）および分化に多様な影響を与えることが報告されている.

しかしながら、結腸癌に対する酪酸塩の効果に関しては異なる研究が反対の結果を示しており、いわゆる「酪酸塩パラドックス」をもたらしている。.

化学製品の合成

酪酸の微生物産生は化学合成よりも好ましい魅力的な代替法である。バイオベース化学物質の工業的実施の成功は、製造コスト/プロセスの経済的性能に大きく左右される.

したがって、発酵による酪酸の工業生産は、経済的な原料、高効率のプロセス性能、高い製品純度、および生産菌株の強力な堅牢性を必要とする。.

参考文献

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