丙酸發(fā)酵的微生物
早在1854年,Strecker就在發(fā)酵液中發(fā)現(xiàn)了丙酸,1879 年,著名微生物學(xué)家Pasteur證實(shí)了丙酸是厭氧發(fā)酵的產(chǎn)物之一。但是丙酸菌(Propionibacterium)的發(fā)現(xiàn)則要晚得多,直到1906年,F(xiàn)reudenreich等人才從乳酪中的微生物中分離得到。
丙酸菌不會運(yùn)動,短棒狀,不產(chǎn)孢子,屬于革蘭陽性菌。
丙酸菌是一類絕對厭氧的微生物,最適生長溫度在30°C左右,除了能代謝葡萄糖外,有些種還能代謝木糖及阿拉伯糖等五碳糖。
以后又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些能產(chǎn)生丙酸的微生物,如:Veillonella sp.,Selenomonas sp.,Clostridium sp.,Megashpaera sp.,Bacteriodes sp.及 Fusobacterium sp.等。
丙酸的代謝途徑可分為兩類。
一類是從丙酮酸出發(fā),經(jīng)磷酸烯醇丙酮酸和琥珀酸合成丙酸,該途徑主要存在于丙酸菌,丙酸的最大理論產(chǎn)率為 54.8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),若包括乙酸時則達(dá)到77%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
另一條途徑稱為丙烯酸途徑,丙酮酸還原生成乳酸后,先脫水生成丙烯酸,再還原為丙酸。
該途徑主要存在于Clostridium sp.和Megashpaera sp.中,丙酸和乙酸的理論產(chǎn)率與第一條途徑完全相同,但 ATP 產(chǎn)率則明顯小于第一條途徑。
20世紀(jì)的20~30年代,就有許多人研究了丙酸發(fā)酵,總酸產(chǎn)率可以達(dá)到理論產(chǎn)率的96%,發(fā)酵液中丙酸濃度達(dá)到21.6g·L-1。60年代,丙酸發(fā)酵再次引起了人們的重視,并進(jìn)行了中試,但最終也沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
目前,隨著原油價格的不斷升高,人們對丙酸發(fā)酵的興趣再度增加,在新的基礎(chǔ)上正在開展研究。