Procesy biologicznego utleniania.

Homofermentacja mlekowa i fermentacja rzekomo mlekowa.

Bakterie czerpią energię w wyniku enzymatycznego rozkładu substancji organicznych i mineralnych.

Utlenianie biologiczne polega na

oderwaniu od substratu pary protonów (2H+) i elektronów (2ē) i przekazanie ich na odpowiedni akceptor.

Pośredniczą w tym enzymy –

dehydrogenazy, oraz przenośniki (koenzymy) – NADH+H i FADH

2

.

Biologiczne utlenianie

1.

Oddychanie tlenowe.

Ostatecznym akceptorem H

+

i e

–

jest O

2

ulegający redukcji do H

2

O, ATP powstaje w wyniku fosforylacji

oksydacyjnej.

2.

Oddychanie beztlenowe

.

Ostatecznym akceptorem H

+

i e

–

są utlenione związki mineralne (np. azotany, siarczany, węglany, żelazo III)

ulegające redukcji.

Występuje tu skrócony łańcuch oddechowy (brak oksydazy cytochromowej).

Mniejsza ilość wytworzonej energii niż

w oddychaniu tlenowym.

•

Bakterie denitryfikacyjne - redukują azotany do azotu cząsteczkowego

•

B. desulfurykacyjne – redukcja siarczanów IV do siarkowodoru

•

B. mutanogenne i acetogenne – redukują węglany i dwutlenek węgla do metanu

•

B. redukujące żelazo – żelazo III do żelaza II

•

B. sukcynogenne – fumaran do bursztynianu

3.

Fermentacja

.

Utlenianie pośredniego związku organicznego (donor) jest zrównoważone z redukcją innego.

ATP powstaje na drodze

fosforylacji substratowej.

Akceptorami są związki organiczne, po redukcji wydzielane jako produkty fermentacji (alkohole, kw.

organiczne, ketony, gazy)

I.

Rodzina

Lactobacilliaceae

.

•

Bakterie fermentacji mlekowej

•

Dwoinki, paciorkowce

•

pałeczki w łańcuszkach, ziarniaki.

Gram+, względnie beztlenowe, nie wytwarzają przetrwalników, brak zdolności do ruchu.

•

Mezofile, również zbliżone do termofili.

Produktem fermentacji cukrów jest głównie kwas mlekowy.
Występowanie:

•

Błony śluzowe kanałów mlekowych ssaków (

Lactobacillus lactis, L. casei, L. Fermenti

)

•

W materiale roślinnym (

L. plantarum, L. brevis, Streptococcus lactis

)

•

Przewód pokarmowy zwierząt i ludzi (

S. faecalis, S. bovis, L. Acidophilus

)

Homofermentacja mlekowa. P

rzebiega szlakiem glikolizy (EMP)

.

Substraty pierwotne: dwucukry - laktoza,

sacharoza, maltoza)

;

Substraty wtórne: heksozy – glukoza, fruktoza, galaktoza)

.

B. homofermentatywne z 1 mola glukozy wytwarzają 90% kw.

mlekowego oraz śladowe ilości kw. octowego, etanolu i CO2

―

L. lactis

―

L. bulgaricus

―

L. casei

―

Lactococcus lactis

―

Lactococcus diacetilactis

II.

Rodzina

Enterobacteriaceae

•

Gram- pałeczki, nie wytwarzają przetrwalników, urzęsione, względnie tlenowe.

•

Nie mają wysokich wymagań pokarmowych.

•

Bakterie fermentacji rzekomo-mlekowej.

•

W mleku zanieczyszczonym odchodami lub glebą.

•

Niekorzystne, powodują powstawanie porozrywanego i wzdymającego skrzepu.

Fermentacja rzekomo-mlekowa.

Dwa typy:

•

Typ 1.

E. coli

– powstają kw. Mlekowy, mrówkowy, bursztynowy, alkohole (etanol, glicerol) i gazy (CO

2

, H

2

)

•

Typ 2.

Enterobacter aerogenes

– powstają gł. produkty obojętne: acetoina redukowana do 2,3–butanodiolu lub utleniana do

diacetylu

―

E.coli

―

Proteus vulgaris

―

Salmonella

―

Shigella

―

Klebsiella

―

Serratia

―

Enterobacter aerogenes

―

Erwinia carotovora

.