CH3CH2OH + O2  (CH3CHO)  CH3COOH + H2O

Presentazione sul tema: "CH3CH2OH + O2  (CH3CHO)  CH3COOH + H2O"— Transcript della presentazione:

1 La fermentazione acetica è il processo ossidativo che trasforma l’etanolo in acido acetico:
CH3CH2OH + O2  (CH3CHO)  CH3COOH + H2O La conversione è fatta dai batteri acetici. Il terreno (vino) si chiama ‘mosto’ ed è caratterizzato da una ‘concentrazione totale’ della fonte C = etanolo + acetato (in g/100ml, ovvero %w/v)

2 Vivono a basso pH e in terreni poveri
Polimorfi: anche partendo da precolture pure, dopo la crescita sul substrato e a causa dell’alta variabilita’ delle specie e all’adattamento, si generano popolazioni polimorfe Aerobi OBBLIGATI Raggruppati in due generi: Acetobacter e Gluconobacter (producono acetato solo da glucosio) E quattro gruppi: suboxydans, mesoxydans, oxydans e peroxydans secondo la capacita’ di ossidare vari substrati a vari livelli. I peroxydans spingono l’ossidazione fino a CO2 + H2O, e sono quindi deleterei per la produzione di aceto.

3 Fisiologia dei batteri acetici - Sono molto sensibili alle condizioni colturali:
• Hanno bisogno assoluto di ossigeno: la mancanza di ossigeno crea dei danni irreversibili che bloccano al crescita e la fermentazione. Ad alte concentrazioni totali bastano pochi secondi di anaerobiosi per causare il blocco. • L’ etanolo deve essere sempre presente: l’esaurimento dell’etanolo comporta anch’esso dei danni irreversibili. • La velocità di crescita specifica (μ) diminuisce sia se aumenta la concentrazione totale, sia se diminuisce l’etanolo. Non è noto come queste due grandezze influiscano sul metabolismo a livello di velocità di crescita, ma tra loro c’è una relazione evidenziata da prove sperimentali. • Si utilizzano fermentazioni di tipo continuo o semi-continuo: prima che si esaurisca l’etanolo, si svuota parzialmente il reattore e si aggiunge mosto fresco, senza fermare mai l’areazione.

4 Biochimica - Durante la fermentazione acetica si hanno contemporaneamente due trasformazioni principali: Etanolo  acetato (Y = 95-98%) Glucosio (piccole quantità)  CO2 + H2O

5 Gli elettroni raccolti da cyt553 vengono trasferiti all’ossigeno Negli oxydans la aldeide deidrogenasi è quella NADPH/H+ dipendente: la presenza di NADPH impedirebbe l’ulteriore ossidazione dell’acetato nel TCA Nei peroxydans l’acetato è ulteriormente ossidato a CO2 + H2O nel TCA Anche il pH basso (acido acetico) contribuisce ad inibire gli enzimi del TCA La trasformazione di etanolo in acetato non è associato alla crescita microbica La overossidazione avviene nei seguenti casi: Se la concentrazione di acetato è molto bassa (pH alto, TCA attivo)) Se si esaurisce l’etanolo E’ associata alla crescita microbica

6 Composizione del mosto:
• H2O • Etanolo Solvente diluito Vino o altri prodotti fermentati (sidro, ferm. di malto o riso, etc) • Nutrienti A mosti grezzi naturali si aggiunge praticamente solo fosfato d'ammonio A etanolo diluito si aggiunge: • Glucosio 0.1% • Fosfati, solfati e cloruri • Ammonio, calcio, potassio, sodio e magnesio • Minerali necessari in tracce • Fattori di crescita (es. estratto di lievito, ma non strettamente necessario)

7 PROCESSI Fermentatore Frings (semi-continuo, terreno liquido) Si parte con una concentrazione 7-10% acetato e 5% etanolo (pH 3-3.5) Quando l’etanolo raggiunge % si scarica parzialmente e rapidamente Si aggiunge mosto lentamente (2% acetato, 12-15% etanolo), mescolando rapidamente e a temperatura costante (15-34°C, a seconda dei ceppi)

8 PROCESSI DI SUPERFICIE
Percolazione del mosto su trucioli di legno con o senza controcorrente di aria (estesa superficie di reazione e sufficiente ossigenazione) imbibiti con la coltura di acetobatteri Recupero e riciclo del mosto (2-3 volte) Sottrazione parziale del mosto e aggiunta di mosto fresco