Destino del piruvato fermentazioni ABE Fermentazione lattica alcolica (acido-mista) ABE- acetone,butanolo,etanolo

Fermentazione lattica

Batteri lattici (Streptococcus, Lactobacillus) Omofermentanti Eterofermentanti Anaerobi aerotolleranti Esigenze nutrizionali complesse Gram positivi Fungo filamentoso (Rhyzopus oryzae) omofermentante Conservazione e trasformazione dei cibi: produzione di yoghurt, formaggi, crauti Produzione di acido lattico industriale, Sintesi del polilattato L’acido polilattico (PLA) è un poliestere alifatico termoplastico e biodegradabile che si può sintetizzare a partire dal monomero dell’acido lattico. Il PLA, oltre a essere biodegradabile, risulta estremamente resistente e trova largo impiego nei settori più diversi: l’imbottigliamento delle acque minerali, materiale per confezionamento, catering etc.

Fermentazione alcolica bevande alcoliche produzione di bio-etanolo (1 a e 2 a generazione): carburante combustibile materia prima Saccharomyces cerevisiae lievito Zymomonas mobilis batterio anaerobio facoltativo Gram - Clostridium thermocellum batterio anaerobio Gram + Sporigeno cellulolitico T opt = 60 °C

Fermentazione alcolica S. cerevisiae

Fermentazione glicerica S. cerevisiae Nella fermentazione glicerica, l’accumulo di glicerolo viene ottenuto aggiungendo sodio bisolfito durante la fermentazione e quindi causando la precipitazione dell'acetaldeide come sale (sale di Bertagnini): CH 3 -CHOH-SO 3 Na In questo modo il substrato organico sul quale si scarica il potere riducente è il diidrossiacetone- fosfato, permettendo l'accumulo di glicerolo

Via di Entner-Doudoroff (Zymomonas mobilis ) 1. Glucosio 6-fosfato deidrogenasi; 2. 6-fosfoglucolattonasi; 3. fosfogluconato deidratasi; 4. 2-cheto-3 deidrossi 6-fosfogluconato aldolasi

Fermentazione alcolica Zymomonas mobilis al netto: 1 mole di ATP

Fermentazione ABE Clostridium acetobutylicum batterio anaerobio Gram + Sporigeno Materie prime amidacee Piruvato ossidato ad acetil-CoA dal complesso della piruvato-ferredoxina ossidoreduttasi Fase acidogenica e fase solventogenica Piruvato+ CoA + Ferredoxina ox CO 2 + Acetil-CoA + Ferredoxina red

Metabolismo degli zuccheri (glucosio) in S. cerevisiae: 1 1

In presenza di O 2 anche l’etanolo può essere respirato CH 3 CH 2 OH + 3O 2 2CO 2 + 3H 2 O Metabolismo degli zuccheri (glucosio) in S. cerevisiae: In “assenza”* di O 2 fermentazione In presenza di O 2 respirazione Competizione per il piruvato: Piruvico decarbossilasi K m = 3-4 mM Piruvico deidrogenasi K m = 1-2 mM C 6 H 12 O 6 2CH 3 CH 2 OH + 2CO 2 C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O *la crescita è strettamente anaerobica solo per poche generazioni 3 3

Effetto glucosio o metabolismo di overflow in S. cerevisiae : In presenza di O 2 respirazione solo se [C 6 H 12 O 6 ] < mg/l C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O se [C 6 H 12 O 6 ] > mg/l, si ha metabolismo overflow fermentazione aerobica o ossidativa ossidazione incompleta Acetato

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Crescita aerobica di S. cerevisiae su glucosio: crescita diauxica Batch [C 6 H 12 O 6 ] = 9 g/l

Altre fermentazioni ossidative (ossidazioni incomplete): Produzione di acido acetico (aceto) Substrato: etanolo in eccesso Batteri acetici Produzione di acido citrico Produzione di acido glutammico Substrato: zuccheri in eccesso 1 1

Il ciclo dell’ acido citrico:

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