Bakterie kwasu octowego

• Gram – pałeczki o wymiarach 0.5-0.9 * 1-4μm

• Występują pojedynczo, parami lub w krótkich łańcuszkach

• Pożywki płynne – wzrost powierzchniowy w postaci błonki

• Pożywki stałe – bezbarwne kolonie przypominające krople wody

• Mogą wytwarzać pigment

Bakterie octowe

• Złożone, bogate pożywki hodowlane

• Źródło węgla – etanol, glicerol, DL-mleczan sodu, monosacharydy

• Źródło azotu – fosforan lub siarczan amonu

• Dodatkowo potas, magnez

• Niewielkie ilości – Fe, Ca, S, Cu, Mn, Mo

• Kwas pantotenowy, p-aminobenzoesowy, niacyna, tiamina

Jako chemoorganotrofy przekształcają:

- alkohole I rzędowe do kwasów

- alkohole II rzędowe do ketonów

- cukry do aldoz lub ketoz

Wspólną cechą bakterii octowych jest wytwarzanie kwasu octowego na drodze niecałkowitego utleniania alkoholu etylowego.

- nie redukują azotanów, lakmusu

- nie tworzą indolu i siarkowodoru

- nie rozpuszczają żelatyny

- synteza celulozy

- nie mają właściwości patogennych w stosunku do ludzi i zwierząt

Kiedyś – rodzina Pseudomonaceae

Teraz – rodzina Acetobacteraeae

Rodzaj – Acetobacter – 15 gatunków

Rodzaj – Glukonobacter – 4 gatunki

Rodzaj – Gluonoacetobacter – 10 gatunków

Rodzaj Acetobacter

• Pałeczki z urzęsieniem peritrichalnym

• Temperatura optymalna 30 pH 4-6

• Tworzą formy inwolucyjne

• Wzrost w pożywkach z etanolem i sacharydami

- sucha pomarszczona błonka A. pasterurianus

- gruba, gładka z tendencją do wspinania się po ściankach – A. aceti, A. hansenii

- cienki śluzowaty nalot – A. liquefaciens

- śluzowaty kożuszek – A. xylinum

Komplet enzymów cyklu Krebsa – utlenianie kwasu octowego/mlekowego do CO2 + H2O – nadoksydacja

Peroksydanty – prowadzą proces utleniania kwasu octowego ( Acetobacter pasteurianus)

Mezoksydanty – formy pośrednie ( Acetobacter aceti, Acetobacter xylinum)

Rodzaj Gluconobacter

• Pałeczki ostro zakończone (w formie cygara)

• Występują pojedynczo lub parami

• Ruchliwe (urzęsione, polarne) lub nie

• Preferują środowisko kwaśne

• Brak dehydrogenazy bursztynianowej w cyklu Krebsa (suboksydanty)

• Rosną w postaci regularnych okrągłych kolonii o zabarwieniu mlecznym

Rodzaj Gluconoacetobacter

• Komórki o kształcie cylindrycznym

• Występują pojedynczo, tworzą dwoinki lub krótkie łańcuszki

• Zdolność ruchu zależna od wielu hodowli

• Temperatura optymalna 30

• W pożywce – sacharydy, glicerol, octany, etanol, aminokwasy

• Zróżnicowane fenotypowo

Metabolizm

• Biosynteza kwasu octowego – etanol, proste alkohole (n-propanol, n-butanol) sacharydy i ich pochodne

• Wszystkie bakterie octowe metabolizują heksozy przez cykl pentozowy lub glukoneogenezie

• Brak fosfofruktokinazy – brak glikolizy

• Acetobacter i Gluconoacetobacter - enzymy cyklu Krebsa

Enzymy biorące udział w przemianie etanolu do kwasu octowego:

- dehydrogenaza alkoholowa

- dehydrogenaza aldehydowa sprzężona z NADP+

- oksydaza cytochromowa

- dehydrogenaza aldehydowa

Produkcja:

- metoda powierzchniowa, ociekowa, wgłębna

- szkodniki występujące w procesie octowania:

• Gluconoacetobacter xylinus – rozkład kwasu octowego, śluz

• Nicienie – węgorki octowe (Anguillula aceb)

• Drosophila acebi

• Candida mycoderma

Bakterie octowe jako zanieczyszczenia w przemyśle owocowo – warzywnym

- mikroflora psujących się owoców, warzyw, wina, piwa

- produkty fermentowane w niskim stężeniu alkoholu – przechowywanie bez dostępu powietrza

- wstępne zanieczyszczenie – pasteryzacja

Inne procesy biotransformacji

- produkcja glukonianu

• Tlenowa dysmutacja glukozy – utlenianie glukozy zachodzi bez udziału fosforylacji, ale zależy od NADP

• Oksydaza glukozowa – Gluconobacter oxydans ssp.uboxydans

- produkcja kwasu askorbinowego

• Proces wieloetapowy: transformacja chemiczna + biotransformacja

- produkcja wysokokrystalicznej celulozy

• Acetobacter xylinum lub Acetobacter aceti

• Enzymy znajdują się w li polisacharydowej części ściany komórkowej

• Mikrobiologiczna celuloza – cellulan

Bakterie fermentacji mlekowej

• Niejednorodna diagnostycznie grupa

• Cecha wspólna – beztlenowa fermentacja mlekowa

• Gram + ziarniaki: Streptococcus, Lactococcus, Leucorostoc, Oenococcus, Pediococcus

• Gram + pałeczki nieprzetrwalnikujące – Lactobacillus, Bifidobacterium

• Zależnie od gatunku 0.6-3% kwasu mlekowego

• Inne różnice – tolerancja na niskie pH środowiska, optymalne temperatury wzrostu, sposób metabolizowania cukrów, środowisko bytowania.

Lotne metabolity fermentacji mlekowej: di acetyl, etanol, aldehyd octowy

przemysłowe wykorzystanie bakterii fermentacji mlekowej

• Źródłem bakterii fermentacji mlekowej w żywności fermentowanej może być rodzima mikroflora surowca – fermentacja spontaniczna sterowana tylko warunkami chemicznymi i fizycznymi środowiska

• W przemyśle najczęściej stosowane są tzw. szczepionki (startery) o odpowiednim składzie – fermentacja indukowana

Zadanie bakterii fermentacji mlekowej w żywności fermentowanej:

• Nadanie produktowi cech organoleptycznych

• Zwiększenie wartości odżywczej

• Zwiększenie przyswajalności składników odżywczych

• Stabilizacja biologiczna produktów

Przemysł mleczarski

Mleko – pasteryzacja – starter – produkt

Funkcja szczepionek:

• Wytworzenie kwasu mlekowego i innych metabolitów

• Koagulacja białek mleka

• Przyspieszenie syntezy skrzepu podczas tworzenia serów

• Stworzenie gazu (oczkowanie sera)

• Przemiany proteolityczne (dojrzewanie serów)

• Hamowanie rozwoju mikroorganizmów niepożądanych

• Obniżenie zawartości laktozy.