To tylko jedna z 42 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Ludwik Pasteur (XIX w.) • W obecności tlenu drożdże produkują nawet 20x więcej biomasy niż w obecności tlenu; • Tlen silnie hamuje fermentację etanolową (efekt Pasteura). • Tlen hamuje enzymy regulatorowe glikolizy (fosfofruktokinaza), wzmaga aktywność głównych enzymów cyklu Krebsa (syntaza cytrynianowa i dehydrogenaza jabłczanowa), zachodzi proces fosforylacji oksydacyjnej w mitochondriach • Przy braku tlenu, drożdże intensywnie fermentują, ale prawie nie rosną Efekt Crabtree (tzw. negatywny efekt Pasteura) • Nadmierne stężenie glukozy w pożywce hodowlanej częściowo hamuje oddychanie komórek drożdży • Wzrastające stężenie glukozy (powyżej 6mM – 0,11 g/L) nawet w warunkach dobrego natlenienia wzmaga glikolizę z równoczesnym obniżeniem aktywności enzymów cyklu Krebsa = fermentacja w warunkach tlenowych O2 C6H12O6 O2 Efekt Pasteura Efekt Crabtree Podział drożdży ze względu na zdolność prowadzenia fermentacji etanolowej • niezdolne do produkcji etanolu (bezwzględne tlenowce) • zdolne do produkcji etanolu (względne tlenowce) a) drożdże Crabtree-dodatnie – fermentujące w warunkach tlenowych przy dużych stężeniach glukozy b) drożdże Crabtree-ujemne – fermentujące w warunkach ograniczonego dostępu do tlenu Cechy szczepów przydatnych w drożdżownictwie • krótki czas generacji; • wysoka wydajność i szybkość tworzenia produktu; • brak patogenności; • stabilność genetyczna i fenotypowa; • niskie wymagania pokarmowe • tolerancja na zmienne stężenie składników pożywki, zmienne warunki natlenienia, zmianę temperatury, pH i innych parametrów procesu. Drożdże piekarskie Saccharomyces cerevisiae (różne rasy) • Wykorzystywane z powodu wytwarzania dwutlenku węgla (spulchnianie ciasta) • Hodowla prowadzona jest w dobrze napowietrzanych pojemnikach przy stopniowym dopływie pożywki (zapobieganie efektowi Crabtree) Drożdże gorzelnicze • XII/XIII wiek – pierwsze dane dotyczące uzyskiwania spirytusu z destylowanego wina • początkowe zastosowanie spirytusu – medycyna (do dezynfekcji, znieczulania lub rozgrzewania) • VIII w. n.e. pierwsza destylacja - arabowie odkryli, że w procesie „palenia wina” otrzymuje się napój z większą zawartością alkoholu. • Polska (Wielkie Księstwo Litewskie) - XIV wiek surowiec: głównie żyto, pszenica, rzadziej – śliwki potrójna destylacja = brantówka = prostka, szumówka (zawartość etanolu 15-20%) = okowita (do 70%) • XVII wiek – dzięki zastosowaniu ziemniaka jako
(…)
… i środków czystości
(cytryniany)
stabilizator olejów
Warunki:
• duże stężenie cukru (efekt Crabtree)
• Deficyt PO43- przy dobrym natlenieniu podłoża
• Deficyt jonów Mn2+ , Zn2+, Fe2+ (wpływających na
aktywność enzymów cyklu Krebsa)
• Brak wrażliwości fosfofruktokinazy (glikoliza) na
hamowanie przez cytrynian
• Brak hamowania procesu glikolizy
• Blokada cyklu Krebsa (różne enzymy)
Nadprodukcja kwasu cytrynowego - ASPERGILLUS
CHEMOORGANOTROFY
Niepełne utlenienie substratów węglowodanowych
Nadprodukcja kwasu cytrynowego - ASPERGILLUS
Glikoliza
2 Kwas pirogronowy
CH3 CO COOH + HSCoA
- CO2
- NADH2 (łańcuch oddechowy)
CH3CO • S • CoA
(COOH) CO CH2 COOH (kwas szczawiowy)
Cykl Krebsa
- HSCoA
+ CH3CO • S • CoA
(COOH) CH2 COCOOH CH2 COOH (kwas cytrynowy)
CH3 CO COOH
+ CO2
Asymilacja CO2
(COOH) CO CH2 COOH (kwas…
… gorzelnictwo z rzemiosła stało się
gałęzią przemysłu
• XIX wiek – intensywny rozwój gorzelnictwa w
Polsce
• Początkowo do produkcji spirytusu używano
drożdże piekarskie lub winiarskie
Drożdże gorzelnicze
surowce:
- zawierające polisacharydy (ziemniaki,
zboża, odpady krochmalnictwa, mąki,
kasze, otręby)
- zawierające mono- i disacharydy
(odpady powstające z produkcji cukru
(melasa), buraki cukrowe, trzcina…
…
ketoglukonian
L – ksylonian
Wykorzystanie przemysłowe
Produkcja kwasu octowego
Produkcji L – sorbozy (prekursor kwasu askorbinowego)
Produkcji D – glukonianu
Niepełne utlenienie substratów węglowodanowych
„Nadprodukcja kwasów organicznych” przez grzyby
Produkcja przemysłowa
Kwasów z cyklu Krebsa – Aspergillus niger
Kwasu itakonowego – Aspergillus itaconicus,
A. terreus
Kwasu glukonowego – Aspergillus niger
Posiadają cykl Krebsa
Posiadają łańcuch oddechowy
Kwasu mlekowego – Mucorales, Phycomycetes
Produkcja jest efektem nadmiaru węglowodanów oraz
„dezorganizacji metabolizmu” przy niedoborze
pierwiastków śladowych (Zn2+, Fe2+) lub P
Nadprodukcja kwasu cytrynowego - ASPERGILLUS
Kwas cytrynowy
- otrzymywany wyłącznie na drodze biologicznej
- roczna produkcja w skali światowej ~ 400 tys. ton
(gł. Niemcy, Belgia…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)