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.