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:
Взаимодействие эндокринной и нервной системы
Гипофиз может получать сигналы, оповещающие о том, что происходит в теле, но он не имеет прямой связи с внешней средой. Между тем, для того, чтобы факторы внешней среды постоянно не нарушали жизнедеятельность организма, должно осуществятс ...
Метаморфизм минерального вещества.
Метаморфизм минерального вещества протекает под воздействием большой группы процессов, приводящих к трансформации ее вещественного состава и/или структуры по сравнению с почвообразующей породой без существенного перемещения унаследованног ...
Саванная гипотеза
Возникновение вида с признаками расценивающимися нами как сугубо «человеческие», не было неизбежным и предопределенным заранее результатом телеологического эволюционного процесса, но явилось теоретически объяснимым следствием существовани ...