Chương 8 Các quá trình lên men (Phần 2)

II. Tính đa dạng của lên men Bảng 6.1 trình bày một số kiểu lên men chính được phân loại dựa trên các sản phẩm được tạo thành. Đó là các quá trình lên men rượu, acid lactic, acid propionic, acid hỗn hợp, acid butiric và acid homoacetic. Có nhiều quá trình lên men được phân loại dựa trên cơ chất được lên men thay vì các sản phẩm. Chẳng hạn, nhiều vi khuẩn kị khí tạo thành bào tử (chi Clostridium) lên men các amino acidvới sự sản sinh acetate, amoniac và H2....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 8 Các quá trình lên men (Phần 2) Chương 8 Các quá trình lên men (Phần 2)II. Tính đa dạng của lên men Bảng 6.1 trình bày một số kiểu lên men chính được phân loại dựa trên các sảnphẩ m được tạo thành. Đó là các quá trình lên men rượu, acid lactic, acid propionic,acid hỗn hợp, acid butiric và acid homoacetic. Có nhiều quá trình lên men đượcphân loại dựa trên cơ chất được lên men thay vì các sản phẩ m. Chẳng hạn, nhiều vikhuẩn kị khí tạo thành bào tử (chi Clostridium) lên men các amino acidvới sự sảnsinh acetate, amoniac và H2. Các loài Clostridium khác, như C. acidiurici và C.purinolyticum lên men các purin như xantin hoặc ađenin với sự tạo thành acetate,focmat, CO2, và amoniac. Còn những bọn kị khí khác thì lên men các hợp chấtthơm. Chẳng hạn, vi khuẩn Pelobacter acidigallici lên men hợp chất thơmphloroglucinol (1,3,5-benzenetriol, C6H6O3) theo con đường sau : - + o Phloroglucinol (C6H6O3) +3 H2O → 3 acetate + 3H , ΔG = -142,5 kJ/phảnứng Nhiều quá trình lên men không thông thường chỉ được thực hiện bởi mộtnhóm rất hạn chế các vi khuẩn kị khí, và trong một sồ trường hợp chỉ bởi một vikhuẩn duy nhất. Một số ví dụ được nêu trên bảng 6.2. Nhiều trong số các vi khuẩnnày có thể được xem như các chuyên gia về trao đổi chất vì chúng có khả năngphân giải một hoặc nhiều cơ chất mà các vi khuẩn khác không phân giải được.Bảng 6. 2: Một số quá trình lên men không thông thường Kiểu lên men Phản ứng cân bằng Vi sinh vật thực hiện tổng thể 2 C2H2 + 3 H2O → Acetylen Pelobacter acetylenicus Ethanol + Acetate + + H Glycerin 4 Glycerin + 2 Acetobacterium spp. HCO→ −3 + 7 Acetate + 5 H + 4 H2O 2 C6H4(OH)2 + 6 Resocxinol (một Clostridium spp. hợp chất thơm) H2O → 4 Acetate + + Butirat + 5 H 2C9H7O2 + 2 H2O → Acetovibrio multivorans Xinamat (một hợp chất thơm) C9H9O2 + Benseat + + Acetate + H C6H6O3 + 3 H2O →Phlorogluxinol Pelobacter masiliensis(một hợp chất Pelobacter acidigallici + 3 Acetate + 3 Hthơm) 10 C4H12N2 + 26 Các vi khuẩn kị khí gramPutresxin dương không sinh bào H2O → 6 Acetate + tử, chưa phân loại + 7 Butirat + 20 NH4 + + 16 H2 + 13 H Xitrat + 2 H2O →Xitrat Bacteroides sp. Focmat + 2 Acetate + + HCO+ H−3 +Aconitat Acidaminococcus Aconitat + H + 2 fermentans H2O → 2 CO2 + 2 Acetate + H2Glioxilat 4 Glioxilat +3 H+ + 3 H O → Vi khuẩn gram â m chưa 2 phân loại 6 CO2 + 5 H2 + Glicolat Xucxinat Xucxinat + H2O → Propionat Propionigenium modestum + HCO −3 Oxalat + H2O → Focmat + Oxalat Oxalobacter formigenes HCO −3 Malonat + H2O → Acetate + Malonat Malonomonas rubra Sporomusa malonica HCO −3III. Lên men không có sự phosphorin hóa cơ chấtVới một số cơ chất, năng lượng sinh ra không đủ để ghép đôi với sự tổng hợp ATPtrực tiếp nhờ phosphorin hóa cơ chất, tuy nhiên các hợp chất này vẫn trợ giúp sinhtrưởng lên men của một cơ thể nào đó. Trong những trường hợp này sự phân giảicơ chất được gắn liền với những bơm ion được dùng để tạo nên một građien protonhoặc natri qua màng. Ví dụ về kiểu này có các quá trình lên men củaPropionigenium modestum hoặc Oxalobacter formigenes, cả hai đều gắn sự lênmen các acid đicacboxilic với các bơm ion sinh năng lượng liên kết với màng.Propionigenium modestum thực hiện phản ứng sau đây : 2- - - o Xucxinat + H2O → Propionat + HCO3 , ΔG = -20,5 kJ/phản ứngPhương trình tổng thể này thu không đủ năng lượng tự do để ghép đôi với sự tổnghợp ATP trực tiếp nhờ phosphorin hóa cơ chất, tuy nhiên nó lại được dùng làmphản ứng thu năng lượng duy nhất cho sinh trưởng của vi khuẩn. Sở dĩ như vậy làvì sự loại CO2 khỏi xucxinatHình 6.1: Lên men liên kết với bơm ion ở vi khuẩn(năng lượng thu được không qua phosphorin hóa cơ chất)(qua metilmalonil-CoA và đecacboxilase liên kết với màng bởi Propionigenium +modestum đã được ghép đôi với sự xuất N ...