Fermentación Butanodiólica

Colegio secundario San Eugenio de Mazenod
Nº 3131

Trabajo Práctico de Química Orgánica

- La fermentación butanodiólica -

4to “B”



ÍNDICE




¿En qué consiste la fermentación butanodiólica? 3


Métodos de obtención de los productos 4
Esquema del proceso5


Productos de la fermentación 6


Butanodiol 7, 8

Equipos que intervienen en el proceso 9


Microorganismos que intervienen en el proceso 10, 11

Reacciones químicas y biológicas que intervienen 12LA FERMENTACIÓN BUTANODIÓLICA


La fermentación butanodiólica es una de las tres rutas que pueden seguir algunos grupos de bacterias fermentadoras con capacidad de generar hidrógeno a partir de azucares simples. En esta fermentación pueden generarse hasta 2 mol de Hidrógeno por Mol de glucosa además de otros productos de interés económicos como el butanodiol y eletanol.
Fermentación de butanodiol 2,3 es la fermentacion anaeróbica de la glucosa con 2,3 butanodiol como uno de los productos finales. La estequiometría global de la reacción es:

2 piruvato + NADH -> 2 CO 2 + 2,3 butanodiol


En esta fermentación se producen pequeñas cantidades de ácido que la fermentación de ácido mixto , y butanodiol, etanol y CO 2 yH 2 son losproductos finales. Si bien la misma cantidad de CO 2 y H 2 se crean durante la fermentación ácido mixta, la fermentación butanodiol produce más del doble de la cantidad de CO 2 debido a que los gases no son producidos sólo por hidrógeno liasa formato como si estuvieran en la fermentación de ácido mixto











MÉTODO DE OBTENCIÓN DE LOS PRODUCTOS


Se define como fermentaciónal proceso que se da cuando el sustrato es catabolizado y algún intermediario de la ruta sirve a su vez como aceptor del poder reductor producido, dando como producto final una nueva molécula y energía en forma de ATP producido por fosforilación a nivel de sustrato. Las enterobacterias, levaduras, bacterias lácticas y muchos otros microorganismos pueden fermentar azúcares como la glucosa o lalactosa, incluso parcialmente en presencia de oxígeno.
Los productos acumulados durante la fermentación butanodiólica con enterobacterias son: etanol, ácido acético, ácido láctico, ácido fórmico, ácido succínico, CO2, hidrógeno y butanol 2,3. Estos productos se generan a partir de varias rutas metabólicas que tienen como precursor al ácido pirúvico.
La vía del butanodiol se presenta enmicroorganismos de los géneros Klesiella, Serratia y Bacillus, entre otros. Se lleva a cabo en tres reacciones a partir del ácido pirúvico, teniendo como intermediarios al acetolactato y la acetoina. Los diversos productos de estas vías forzosamente deben lograr un balance redox. Está reportado que cuando hay limitación de oxígeno, Bacillus lleva a cabo la fermentación ácido mixta y formación debutanodiol a partir de ácido pirúvico, el cual es convertido por la piruvato deshidrogenasa en acetilCoA. El crecimiento de Bacillus cuando fermenta glucosa es muy poco, y se ha encontrado que se incrementa la capacidad fermentativa y el crecimiento cuando se adicionan simultáneamente piruvato y glucosa, obteniéndose etanol, butanodiol, acetoina, lactato y acetato. El ácido pirúvico posiblementees utilizado como un aceptor de electrones.









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PRODUCTOS DE LA FERMENTACIÓN

Los principales productos de la fermentación butanodiólica son los de la fermentación ácido-mixto y el 2,3 butanodiol.

Fermentación ácido-mixto


La fermentación ácido mixta produce ácido acético, etanol, H2 ,CO2 y proporciones diferentes de ácido láctico o propiónico...