UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE GUERREROUNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS NATURALES

Lic. Químico Farmacéutico Biólogo

ALUMNOS:Cruz González Itzela, De la Cruz Valencia Brenda Adriana, Domínguez Roque Kenia Eden, González Acevedo Dafnet María Jedy, Gómez Luna

Aldair, Hernández Valdez Alhely, Ramírez Julián Lizbeth Isabel

MAESTRO:M. C. Juan Gabriel Contreras Martínez

UNIDAD DE APRENDIZAJE:Fermentaciones

Petaquillas Gro; octubre de 2015.

FERMENTACIÓN BUTÍRICA

FERMENTACIÓN BUTÍRICA

Es la conversión de los glúcidos en ácido butírico por acción de bacterias de especies Clostridium butyricum en  ausencia de oxigeno. El ácido butírico se puede formar en la formación de los hidratos de carbono: almidón, azúcar de caña, glucosa, galactosa, inaltosa y levulosa, y también del ácido láctico.

1852

• Wurtz describió el butanol como un componente de los medios de fermentación.

1861

• Pasteur señalo la existencia de un fermento butírico que podía sustituir a las bacterias lácticas en los medios contaminados.

1876 y 188

4

• Fitz publico una serie de trabajos en los que muestra que unas bacterias esporógenas anaerobias estrictas pueden producir ácido butírico.

1902

• Winogradsky describió C. pasteurinum, que a partir de sacarosa o glucosa produce etanol, butanol, acetato, butirato, CO2 e hidrógeno.

1905

• fue descubierta la acetona como producto de fermentación por Schardinger la cual era producida por Bacillus macerans.

1911

• Fernbach y Weizmann, utilizando C. acetobutylicum, obtuvo mejores resultados, con una produccion adicional de acetona para la fabricación de cordita.

ANTECEDENTES DE LOS M.O FERMENTATIVOS

BACTERIAS DEL ACIDO BUTÍRICO

Clostridium

• Bacilos Gram positivos esporógenos• Móviles• Anaeróbicos estrictos • Agar bando o en atmosfera de CO2 o H2.

Butyribacterium rettgeri

• Eubacterium limosum

• Propionibacteriáceas anaerobias

• Con carácter obligado

Sarcina maxima

• Coco Gram positivos

• Estrictamente anaerobias

• Peptococáceas

Clostridios sacarolíticos

Clostridios proteolíticos

VÍAS METABÓLICAS UTILIZADAS POR LAS BACTERIAS DEL ÁCIDO BUTÍRICO

ACETONA

ISOPROPANOL

BUTANOL

BUTIRATO

ACETATO

ETANOL

ACETATO

8.3 FORMACIÓN DE ACETATO

POR FERMENTACIÓN DE SUSTRATOS

ORGÁNICOS.

FERMENTACIÓN DEL ETANOL POR:

Clostridium kluyveri

FORMACIÓN DE BUTIRATO A PARTIR DE GLUCOSA

La glucosa es el sustrato

Es degradado a piruvato por la vía de Embden-Meyerhod.

El priruvato es descarboxilado a acetil-CoA por la reacción fosforoclastica.

por tanto, se produce

H2.

BUTANOL Alcohol primario. Formula: C₄H₁₀O Incoloro. Flamable. Miscible en compuestos orgánicos comunes y

parcialmente en agua.

FORMACIÓN DE ACETONA Y BUTANOL

ACETONA O PROPANONA

Compuesto orgánico líquido. Fórmula: C₃H₆O Inflamable Volátil incoloro Se obtiene a partir del acetato de calcio, del

ácido acético. Soluble en agua

BACTERIAS CAPACES DE PRODUCIR BUTANOL, ETANOL Y ACETONA.

Clostridium butyricum

Hyperthermus butylicus

Clostridium acetobutylicum

PRODUCTOS FINALES

BIOCOMBUSTIBLES

Características similares a la gasolina. Butanol mejor alternativa como

biocombustible que el etanol ya que es menos corrosivo, menos soluble en agua, siendo un combustible más adecuado para las máquinas de combustión interna utilizadas actualmente en automóviles.

FORMACIÓN DE BUTANOL Y ACETONA

Otros productos finales de fermentación producidos por las bacterias de ácido butírico

C. acetobutylicum puede formar una pequeña cantidad de acetoína del mismo modo que las bacterias del ácido láctico.

C. butylicum, es la única que forma isopropanol a partir de acetona como precursor.

Bacillus macerans Hidratos de

carbono

Fermenta

Etanol

Acetona

AcetatoCO2

H2Enzimas que posibilitan formar butirato.

Descarboxilación Piruvato

Ácido fórmico

Acetil-CoA

C. perfringens Y

Butyribacterium rettgeri Lactato

deshidrogenasa NADH

Lactato

Producción de succinato por Mo

1

2

3

Citrato sintasa

Acontasa

Isocitrato liasa

 ÁCIDO BUTÍRICO EN BIOCOMBUSTIBLES Y OTRAS APLICACIONES INDUSTRIALES

Se usa como precursor de biocombustibles para remplazar a la gasolina en un futuro.

Los biocombustibles en general ofrecen muchas ventajas, incluyendo la sostenibilidad, la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, y seguridad del suministro.

BiobutanolSu uso principal es como solvente industrial, pero también ofrece varias ventajas sobre el etanol como combustible de transporte.

• El butanol es menos volátil que el etanol, puede reemplazar la gasolina en motores de combustión interna sin modificaciones mecánicas.

• No es miscible con el agua. • Proporciona mayor energía al

quemarse.

En la salud, el ácido butírico es conocido por sus efectos contra el cáncer, al inducir la diferenciación morfológica y bioquímica en una variedad  de células que conducen a la supresión concomitante de propiedades neoplásicas.

El butirato también ayuda a proteger la mucosa colónica de estrés oxidativo e inhibe su inflamación.

En las industrias químicas, la principal aplicación de ácido butírico es en la fabricación de plásticos de butirato de acetato de celulosa.

Ésteres de ácido butírico tales como metilo, etilo, butirato de amilo, se utilizan como agentes fragantes y aromatizantes en bebidas, alimentos e industrias cosméticas.

PERSPECTIVAS A CORTO/MEDIANO Y LARGO PLAZO.

Biocombustible

REFERENCIAS

Parés R., Juárez A., Bioquímica de los microorganismos.

Editorial Reverté S. A. Barcelona, 2012. 95-114 pp.

Rajchenberg-Ceceña, E., Rodríguez-Ruíz, J. A., Juárez-López,

K., Martínez-Jimenez, A. 2009. Producción microbiológica de

butanol. Instituto de biotecnología. Universidad Nacional

Autónoma de México. Vol. 13. No. 3:26-37.