ब्यूटिरिक किण्वन प्रक्रिया, जीव और उत्पाद

butyric किण्वन यह तब होता है जब ग्लूकोज से शुरू होकर ब्यूटिरिक एसिड को मुख्य अंतिम उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है। यह कुछ जीवाणुओं द्वारा ऑक्सीजन की पूर्ण अनुपस्थिति की शर्तों के तहत बनाया गया है और इसकी खोज लुई पाश्चर ने की थी, उनके नोट के अनुसार वर्ष 1861 में एक रिपोर्ट में 1875 में किए गए प्रयोगों पर आधारित थी।.

किण्वन एक जैविक प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक पदार्थ को एक सरल में बदल दिया जाता है। यह अंतिम उत्पाद के रूप में एक कार्बनिक यौगिक प्राप्त करने के लिए पोषक क्षरण की एक catabolic प्रक्रिया है.

इस प्रक्रिया में ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है, यह एनारोबिक है, और कुछ सूक्ष्मजीवों जैसे कि बैक्टीरिया और खमीर की विशेषता है। जानवरों की कोशिकाओं में किण्वन भी होता है, खासकर जब ऑक्सीजन की सेलुलर आपूर्ति अपर्याप्त होती है। यह एक ऊर्जावान रूप से कम उपज देने वाली प्रक्रिया है.

ग्लूकोज अणु से, एम्बडेन-मेयेरहोफ-परनास मार्ग (सबसे आम ग्लाइकोसिलेशन मार्ग) का उपयोग करके, पाइरूवेट का उत्पादन किया जाता है। किण्वन पाइरूवेट से शुरू होता है, जो विभिन्न उत्पादों के लिए किण्वित होता है। अंतिम उत्पादों के अनुसार, विभिन्न प्रकार के किण्वन होते हैं.

सूची

• 1 ब्यूटिरिक किण्वन प्रक्रिया
• 2 जीव जो ब्यूटिरिक किण्वन करते हैं
• 3 उत्पाद
• 4 ब्यूटिरिक एसिड के उपयोग और अनुप्रयोग
  • 4.1 जैव ईंधन
  • 4.2 खाद्य और दवा उद्योग
  • 4.3 कैंसर अनुसंधान
  • 4.4 रासायनिक उत्पादों का संश्लेषण
• 5 संदर्भ

ब्यूटिरिक किण्वन प्रक्रिया

ब्यूटिरिक किण्वन को ग्लूकोज के क्षरण (C6H12O6) के रूप में परिभाषित किया जाता है, ब्यूटिरिक एसिड (C4H8O2) और गैस का उत्पादन करने के लिए, अवायवीय परिस्थितियों में और कम ऊर्जा उपज के साथ। यह अप्रिय और पुटीय गंधों के उत्पादन के लिए विशेषता है.

ब्यूटिरिक किण्वन ग्राम-पॉजिटिव, जीन-क्लोस्ट्रीडियम के बीजाणु पैदा करने वाले बैक्टीरिया द्वारा किया जाता है, आमतौर पर क्लोस्ट्रीडियम कलुवेरी और क्लोस्ट्रीडियम पेस्ट्यूरिनम के अलावा क्लोस्ट्रीडियम ब्यूटिराइक्रियम, क्लोस्ट्रीडियम थर्मोब्युटेरियम.

हालांकि, जेनेरा Butyrvibrio, Butyribacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Megasphera और Sarcina में वर्गीकृत अन्य बैक्टीरिया को भी butyrate के उत्पादन के रूप में बताया गया है।.

किण्वन प्रक्रिया में, एटीपी और एनएडीएच के दो मोल पैदा करने के लिए ग्लूकोज को पाइरूवेट के लिए catabolized किया जाता है। पायरुवेट बाद में बैक्टीरिया के तनाव के आधार पर विभिन्न उत्पादों के लिए किण्वित किया जाता है.

पहले उदाहरण में, पाइरूवेट लैक्टेट में गुजरता है और यह सीओ 2 की रिहाई के साथ एसिटाइल-सीओए से गुजरता है। इसके बाद, एसिटाइल-सीओए के दो अणु एसिटोसेटाइल-सीओए बनाते हैं, जो कुछ निश्चित मध्यवर्ती चरणों के माध्यम से ब्यूटिरिल-सीओए तक कम हो जाता है। अंत में, क्लॉस्ट्रिडियम ब्यूटिरिक एसिड में ब्यूटिरिल-सीओए को किण्वित करता है.

एंजाइम फॉस्फोट्रांसब्यूटाइरालेज़ और ब्यूटिरेट किनाज़ ब्यूटायर के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण एंजाइम हैं। ब्यूटिरेट के निर्माण की प्रक्रिया में एटीपी के 3 मोल्स बनते हैं.

घातीय वृद्धि की परिस्थितियों में, कोशिकाएं ब्यूटिरेट से अधिक एसीटेट का उत्पादन करती हैं, क्योंकि एटीपी का एक मोल अधिक बनता है (कुल मिलाकर 4).

घातीय वृद्धि के अंत में और स्थिर चरण में प्रवेश करने पर, बैक्टीरिया एसीटेट के उत्पादन को कम करते हैं और ब्यूटायर के उत्पादन में वृद्धि करते हैं, हाइड्रोजन आयनों की कुल एकाग्रता को कम करते हुए, मध्यम के एसिड पीएच को संतुलित करते हैं.

वे जीव जो ब्यूटिरिक किण्वन करते हैं

ब्यूटिरिक एसिड के जैवप्रजनन के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला सबसे होनहार सूक्ष्मजीव सी। टाइरोब्यूट्रिकम है। यह प्रजाति उच्च चयनात्मकता के साथ ब्यूटिरिक एसिड का उत्पादन करने में सक्षम है और इस यौगिक की उच्च सांद्रता को सहन कर सकती है.

हालांकि, यह केवल कुछ ही कार्बोहाइड्रेट से किण्वित हो सकता है, जिसमें ग्लूकोज, ज़ाइलोज़, फ्रुक्टोज़ और लैक्टेट शामिल हैं.

सी। ब्यूटिरियम हेक्सोस, पेंटोस, ग्लिसरॉल, लिग्नोसेल्यूलोज, मोलस, आलू स्टार्च और पनीर मट्ठा परमेट सहित कई कार्बन स्रोतों को किण्वित कर सकता है.

हालांकि, ब्यूटायर की पैदावार बहुत कम है। सी। थर्मोब्यूट्रिकम में, किण्वित कार्बोहाइड्रेट की सीमा मध्यवर्ती होती है, लेकिन सुक्रोज या स्टार्च को चयापचय नहीं करता है.

Biobutyrate के क्लोस्ट्रीडिया उत्पादक क्लोस्ट्रीडियम की प्रजातियों के आधार पर, एसीटेट, H2, CO2, लैक्टेट और अन्य उत्पादों सहित कई संभावित उपोत्पादों का उत्पादन करते हैं।.

सी। टाइरोब्यूट्रिकम और सी। ब्यूटिरियम द्वारा ग्लूकोज अणु के किण्वन को नीचे दिखाए अनुसार व्यक्त किया जा सकता है:

ग्लूकोज → 0.85 ब्यूटायरेट + 0.1 एसीटेट + 0.2 लैक्टेट + 1.9 एच ​​2 + 1.8 सीओ 2

ग्लूकोज → 0.8 ब्यूटिरेट + 0.4 एसीटेट + 2.4 एच 2 + 2 CO2

अवायवीय किण्वन के दौरान एक सूक्ष्मजीव का चयापचय मार्ग कई कारकों से प्रभावित होता है। जीनस क्लोस्ट्रीडियम के जीवाणु, ब्यूटायर के उत्पादक, किण्वन की वृद्धि और उपज को प्रभावित करने वाले कारकों के मामले में हैं: मध्यम, पीएच में ग्लूकोज की सांद्रता, हाइड्रोजन का आंशिक दबाव, एसीटेट और butyrate.

ये कारक विकास की दर, अंतिम उत्पादों की एकाग्रता और उत्पादों के वितरण को प्रभावित कर सकते हैं.

उत्पादन

ब्यूटिरिक किण्वन का मुख्य उत्पाद एक कार्बोक्जिलिक एसिड, ब्यूटिरिक एसिड, एक चार-कार्बन शॉर्ट-चेन फैटी एसिड (CH3CH2CH2COOH) है, जिसे एन-ब्यूटेनिक एसिड भी कहा जाता है।

इसमें एक अप्रिय गंध और तीखा स्वाद होता है, लेकिन ईथर के साथ जैसा होता है, वैसे ही मुंह में कुछ मीठा स्वाद छोड़ देता है। इसकी उपस्थिति बासी मक्खन में विशेषता है, इसकी अप्रिय गंध और स्वाद के लिए जिम्मेदार है, इसलिए इसका नाम, जो ग्रीक शब्द से लिया गया है जिसका अर्थ है "मक्खन".

हालांकि, ब्यूटिरिक एसिड के कुछ एस्टर में एक सुखद स्वाद या गंध होता है, यही वजह है कि उनका उपयोग भोजन, पेय, सौंदर्य प्रसाधन और दवा उद्योग में एडिटिव्स के रूप में किया जाता है।.

ब्यूटिरिक एसिड के उपयोग और अनुप्रयोग

जैव ईंधन

विभिन्न उद्योगों में ब्यूटिरिक एसिड के कई उपयोग हैं। वर्तमान में इसे जैव ईंधन के अग्रदूत के रूप में उपयोग करने में बहुत रुचि है.

खाद्य और दवा उद्योग

यह मक्खन के समान स्वाद और बनावट के कारण खाद्य और स्वाद उद्योगों में भी महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है.

दवा उद्योग में इसका उपयोग कई कैंसर-रोधी दवाओं और अन्य चिकित्सीय उपचारों में एक घटक के रूप में किया जाता है, और इत्र के उत्पादन में butyrate एस्टर का उपयोग किया जाता है, इसके फल की खुशबू के कारण.

कैंसर अनुसंधान

यह बताया गया है कि ब्यूटायरेट का सेल प्रसार, एपोप्टोसिस (प्रोग्राम्ड सेल डेथ) और भेदभाव पर विविध प्रभाव पड़ता है.

हालांकि, अलग-अलग अध्ययनों ने पेट के कैंसर पर ब्यूटायरेट के प्रभाव के संदर्भ में विपरीत परिणाम दिखाए हैं, जिससे तथाकथित "ब्यूटाइरेट पैराडॉक्स" हो गया है.

रासायनिक उत्पादों का संश्लेषण

ब्यूटिरिक एसिड का माइक्रोबियल उत्पादन रासायनिक संश्लेषण के लिए एक आकर्षक विकल्प है। जैव-आधारित रसायनों के औद्योगिक कार्यान्वयन की सफलता प्रक्रिया की उत्पादन / आर्थिक प्रदर्शन की लागत पर काफी हद तक निर्भर करती है.

इसलिए, किण्वन द्वारा ब्यूटिरिक एसिड के औद्योगिक उत्पादन के लिए किफायती कच्चे माल, उच्च दक्षता प्रक्रिया प्रदर्शन, उच्च उत्पाद शुद्धता और उत्पादक उपभेदों के मजबूत माहौल की आवश्यकता होती है।.

संदर्भ

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