UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE GUERREROUNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS NATURALES
Lic. Químico Farmacéutico Biólogo
ALUMNOS:Cruz González Itzela, De la Cruz Valencia Brenda Adriana, Domínguez Roque Kenia Eden, González Acevedo Dafnet María Jedy, Gómez Luna
Aldair, Hernández Valdez Alhely, Ramírez Julián Lizbeth Isabel
MAESTRO:M. C. Juan Gabriel Contreras Martínez
UNIDAD DE APRENDIZAJE:Fermentaciones
Petaquillas Gro; octubre de 2015.
FERMENTACIÓN BUTÍRICA
FERMENTACIÓN BUTÍRICA
Es la conversión de los glúcidos en ácido butírico por acción de bacterias de especies Clostridium butyricum en ausencia de oxigeno. El ácido butírico se puede formar en la formación de los hidratos de carbono: almidón, azúcar de caña, glucosa, galactosa, inaltosa y levulosa, y también del ácido láctico.
1852
• Wurtz describió el butanol como un componente de los medios de fermentación.
1861
• Pasteur señalo la existencia de un fermento butírico que podía sustituir a las bacterias lácticas en los medios contaminados.
1876 y 188
4
• Fitz publico una serie de trabajos en los que muestra que unas bacterias esporógenas anaerobias estrictas pueden producir ácido butírico.
1902
• Winogradsky describió C. pasteurinum, que a partir de sacarosa o glucosa produce etanol, butanol, acetato, butirato, CO2 e hidrógeno.
1905
• fue descubierta la acetona como producto de fermentación por Schardinger la cual era producida por Bacillus macerans.
1911
• Fernbach y Weizmann, utilizando C. acetobutylicum, obtuvo mejores resultados, con una produccion adicional de acetona para la fabricación de cordita.
ANTECEDENTES DE LOS M.O FERMENTATIVOS
BACTERIAS DEL ACIDO BUTÍRICO
Clostridium
• Bacilos Gram positivos esporógenos• Móviles• Anaeróbicos estrictos • Agar bando o en atmosfera de CO2 o H2.
Butyribacterium rettgeri
• Eubacterium limosum
• Propionibacteriáceas anaerobias
• Con carácter obligado
Sarcina maxima
• Coco Gram positivos
• Estrictamente anaerobias
• Peptococáceas
Clostridios sacarolíticos
Clostridios proteolíticos
VÍAS METABÓLICAS UTILIZADAS POR LAS BACTERIAS DEL ÁCIDO BUTÍRICO
ACETONA
ISOPROPANOL
BUTANOL
BUTIRATO
ACETATO
ETANOL
ACETATO
8.3 FORMACIÓN DE ACETATO
POR FERMENTACIÓN DE SUSTRATOS
ORGÁNICOS.
FERMENTACIÓN DEL ETANOL POR:
Clostridium kluyveri
FORMACIÓN DE BUTIRATO A PARTIR DE GLUCOSA
La glucosa es el sustrato
Es degradado a piruvato por la vía de Embden-Meyerhod.
El priruvato es descarboxilado a acetil-CoA por la reacción fosforoclastica.
por tanto, se produce
H2.
BUTANOL Alcohol primario. Formula: C₄H₁₀O Incoloro. Flamable. Miscible en compuestos orgánicos comunes y
parcialmente en agua.
FORMACIÓN DE ACETONA Y BUTANOL
ACETONA O PROPANONA
Compuesto orgánico líquido. Fórmula: C₃H₆O Inflamable Volátil incoloro Se obtiene a partir del acetato de calcio, del
ácido acético. Soluble en agua
BACTERIAS CAPACES DE PRODUCIR BUTANOL, ETANOL Y ACETONA.
Clostridium butyricum
Hyperthermus butylicus
Clostridium acetobutylicum
PRODUCTOS FINALES
BIOCOMBUSTIBLES
Características similares a la gasolina. Butanol mejor alternativa como
biocombustible que el etanol ya que es menos corrosivo, menos soluble en agua, siendo un combustible más adecuado para las máquinas de combustión interna utilizadas actualmente en automóviles.
FORMACIÓN DE BUTANOL Y ACETONA
Otros productos finales de fermentación producidos por las bacterias de ácido butírico
C. acetobutylicum puede formar una pequeña cantidad de acetoína del mismo modo que las bacterias del ácido láctico.
C. butylicum, es la única que forma isopropanol a partir de acetona como precursor.
Bacillus macerans Hidratos de
carbono
Fermenta
Etanol
Acetona
AcetatoCO2
H2Enzimas que posibilitan formar butirato.
Descarboxilación Piruvato
Ácido fórmico
Acetil-CoA
C. perfringens Y
Butyribacterium rettgeri Lactato
deshidrogenasa NADH
Lactato
Producción de succinato por Mo
1
2
3
Citrato sintasa
Acontasa
Isocitrato liasa
ÁCIDO BUTÍRICO EN BIOCOMBUSTIBLES Y OTRAS APLICACIONES INDUSTRIALES
Se usa como precursor de biocombustibles para remplazar a la gasolina en un futuro.
Los biocombustibles en general ofrecen muchas ventajas, incluyendo la sostenibilidad, la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, y seguridad del suministro.
BiobutanolSu uso principal es como solvente industrial, pero también ofrece varias ventajas sobre el etanol como combustible de transporte.
• El butanol es menos volátil que el etanol, puede reemplazar la gasolina en motores de combustión interna sin modificaciones mecánicas.
• No es miscible con el agua. • Proporciona mayor energía al
quemarse.
En la salud, el ácido butírico es conocido por sus efectos contra el cáncer, al inducir la diferenciación morfológica y bioquímica en una variedad de células que conducen a la supresión concomitante de propiedades neoplásicas.
El butirato también ayuda a proteger la mucosa colónica de estrés oxidativo e inhibe su inflamación.
En las industrias químicas, la principal aplicación de ácido butírico es en la fabricación de plásticos de butirato de acetato de celulosa.
Ésteres de ácido butírico tales como metilo, etilo, butirato de amilo, se utilizan como agentes fragantes y aromatizantes en bebidas, alimentos e industrias cosméticas.
PERSPECTIVAS A CORTO/MEDIANO Y LARGO PLAZO.
Biocombustible
REFERENCIAS
Parés R., Juárez A., Bioquímica de los microorganismos.
Editorial Reverté S. A. Barcelona, 2012. 95-114 pp.
Rajchenberg-Ceceña, E., Rodríguez-Ruíz, J. A., Juárez-López,
K., Martínez-Jimenez, A. 2009. Producción microbiológica de
butanol. Instituto de biotecnología. Universidad Nacional
Autónoma de México. Vol. 13. No. 3:26-37.
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