Гомоферментативное и гетероферментативное молочнокислое брожение. Их возбудители. Практическое применение

Анаэробное расщепление углеводов. Путь Эмбдена-Мейергофа и другие пути расщепления углеводов. Энергетическая эффективность анаэробного расщепления глюкозы.

Гликолиз (или путь Эмбдена-Мейергофа) - процесс окисления глюкозы, при котором из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пировиноградной кислоты. Гликолиз состоит из цепи последовательных ферментативных реакций и сопровождающийся запасением энергии в форме АТФ и НАДH (кофермент, имеющийся во всех живых клетках. NAD представляет собой динуклеотид и состоит из двух нуклеотидов, соединённых своими фосфатными группами). Гликолиз является универсальным путём катаболизма глюкозы и одним из трёх (наряду с пентозофосфатным путём и путём Энтнера — Дудорова) путей окисления глюкозы, встречающихся в живых клетках. Реакция гликолиза в суммарном виде выглядит следующим образом: Глюкоза + 2НАД+ + 2АДФ + 2Pi → 2 пируват + 2НАДH + 2Н+ + 2АТФ + 2Н2O.

Гликолиз или путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса встречается как у прокариот, так и у эукариот. В нем из молекулы глюкозы образуются две молекулы пирувата, синтезируется 2 НАДН и 2 АТФ. Пентозофосфатный путь распространен у растений, а у микроорганизмов играет вспомогательную роль. Образуются пентозы для последующих синтезов, пируват, 3 молекулы пиридиннуклеотидов и 2 АТФ (даёт пинтозу для синтеза нуклеиновых к-т). Путь Этнера-Дудорова присущ только микроорганизмам и приводит к образованию из одной молекулы глюкозы двух молекул пирувата, 1 АТФ и 2 восстановленных пиридиннуклеотида.

Молочнокислое брожение — процесс анаэробного окисления углеводов, конечным продуктом при котором выступает молочная кислота. Различают гомоферментативное и гетероферментативное молочнокислое брожение, в зависимости от выделяющихся продуктов помимо молочной кислоты и их процентного соотношения. Отличие также заключается и в разных путях получения пирувата при деградации углеводов гомо- и гетероферментативными молочнокислыми бактериями.

При гомоферментативном молочнокислом брожении углевод сначала окисляется до пирувата по гликолитическому пути, затем пируват восстанавливается до молочной кислоты НАДН+Н при помощи лактатдегидрогеназы. Продуктом гомоферментативного молочнокислого брожения является молочная кислота, которая составляет не менее 90 % всех продуктов брожения. Промежуточными продуктами являются: глюкозо-6-фосфат, фруктозо-6-фосфат, фруктозо-1,6-дифосфат, 3-фосфоглицериновый альдегид, 1,3-дифосфоглицериновая кислота, пировиноградная кислота. Примеры гомоферментативных молочнокислых бактерий: Lactobacillus casei, L. acidophilus, Streptococcus lactis.

В отличие от гомоферментативного брожения, деградация глюкозы идет по пентозофосфатному пути, ацетилфосфат восстанавливается до этанола. Таким образом, при гетероферментативном молочнокислом брожении образуется больше продуктов: молочная кислота, уксусная кислота, этанол, двуокись углерода. примеры гетероферментативных молочнокислых бактерий: L. fermentum, L. brevis, Leuconostoc mesenteroides, Oenococcus oeni.

Молочнокислое брожение используется для консервации продуктов питания с целью длительного сохранения (пример- квашение овощей, сырокопчение), приготовлении кисломолочных продуктов (кефира, ряженки, йогурта, сметаны), силосовании растительной массы, а также биотехнологического способа производства молочной кислоты.

Дата добавления: 2015-03-29