Уксусную кислоту образуют многие бактерии, но промышленное производство основано на уксуснокислых бактериях, метаболические особенности которых являются отражением их экологии. Бактерии были открыты Кютцингом в 1838 г. и подробно изучались датским ученым Хансеном. В СССР исследования уксуснокислых бактерий проводились под руководством М. С. Лойцянской, В. Н. Шапошникова, А. Я. Мантейфеля.
Бактерии приспособлены к сахаристым и спиртовым субстратам. Они живут на поверхности растений, особенно на цветах и фруктах в растительных соках, в пиве, вине, чайном грибе, пчелином улье, в пальмовом вине, т. е. в субстратах, содержащих спирт, углеводы, органические формы азота, витамины. Бактерии развиваются как вторичная микрофлора в аэробных условиях, следуя за спиртовым брожением дрожжей. Уксуснокислые бактерии отличают 4 особенности.
1. Высокая ацидофильность, они растут при значении рН 4,0, а оптимум рН — 3,2—3,0.
2. Бактерии — строгие аэробы и растут только на поверхности сред, образуя пленки. Пленка может быть тонкой или очень толстой. Пленка представляет собой оболочку, содержащую целлюлозу и воздушные полости, благодаря которым вся пленка всплывает. При 12%-й общей концентрации этанола и уксусной кислоты прерывание аэрации на 10—20 с. приводит к гибели клеток. Удивительную чувствительность этих бактерий к недостатку О2 связывают с высокой активностью фермента апиразы. Под действием этого фермента АТР быстро гидролизуется и становится недоступной для метаболической активности клеток. Когда прерывается аэрация, то очень быстро исчезает пул АТР. Полагают, что пул АТР необходим для предотвращения вхождения этанола или уксусной кислоты в клетку.
3. Бактерии отличает сильно выраженная способность окислять различные органические вещества в частично окисленные продукты.
4. Способность окислять этиловый спирт в уксусную кислоту — наиболее характерное свойство этой группы. Но они окисляют и другие одноатомные и многоатомные спирты в соответствующие кислоты.
Уксуснокислые бактерии не метаболизируют белки, не растут на поверхности МПА, не образуют пигментов, не растут в молоке, на картофеле, не патогенны, грамотрицательны. Их относят к сем. Pseudomonodaceae. Различают 2 рода, 4 вида и 13 подвидов.
Род Acetobacter -- перитрихи (или клетки неподвижны), окисляют уксусную кислоту до СО2 и Н2О. Этанол и лактат предпочитают глюкозе.
Род Gluconobacter - - монотрихи, не окисляют уксусную и молочную кислоты. На среде с мелом дают зоны просветления.
Для промышленного получения уксуса используют штаммы A. aceti, A. pasterianus или A. peroxidans, а также G. oxydans и несколько подвидов этого вида. Роль уксуснокислых бактерий не ограничивается их участием в производстве уксуса и уксусной кислоты. В данной работе для процесса получения уксусной кислоты из этилового спирта, во всех методах, будут использоваться продуцирующие уксусные бактерии вида Acetobacter aceti [2].
Другие бактерии — продуценты уксусной кислоты.
Для получения уксусной кислоты в промышленности интерес представляют анаэробные
бактерии, способные к образованию ацетата из СО2 при брожении Сахаров, в автотрофных условиях роста — из CO2 + H2, при использовании СО, формиата и метанола. К числу таких микроорганизмов относятся: Cl. thermoaceticum, Cl. formicoaceticum, Cl. magnum, Cl. aceticum, Cl. thermoautotrophicum, Acetoanaerobacter woodii, A. noteral, A. carbinolicum, A. wieringae, Acetogenium Kivui, Sporomusa acidovorans, S. ovata, S. spheroides. Уксусную кислоту из СО2 могут синтезировать сульфатредуцирующие бактерии — Desulfotomaculum orientis, Desulfovibrio baarsii, а также Eubacterium limosum, Peptostreptococcus productus, Butiribacterium
methylotrophicum, ряд метанообразующих бактерий при росте в автотрофных условиях [2].
Прочие статьи:
Мультигенный анализ
Нейман изучал у комара Clunio, обитающего в приливной зоне, различия между природными популяциями по времени выведенного имаго. Линии, выделенные в разных местах европейского побережья, различаются по этому признаку, так как они приспособ ...
Метаболизм дикарбоновых аминокислот и глутамина
Более 2/3 аминоазота аминокислот приходится на долю глутамата и его производных; эти аминокислоты доминируют в количественном отношении в мозге всех изученных видов животных. В спинном мозге наблюдается аналогичная картина, а периферическ ...
Естественно - научная картина мира.
Научная картина мира это – множество теорий в совокупности описывающих известный человеку природный мир, целостная система представлений об общих принципах и законах устройства мироздания. Специальные картины мира как особая форма теоретич ...