бутанол как продукт брожения

До тех пор, пока всеобъемлющий термин биотехнология не стал общепринятым, для обозначения наиболее тесно связанных с биологией разнообразных технологий использовали такие названия, как прикладная микробиология, прикладная биохимия, технология ферментов, биоинженерия, прикладная генетика и прикладная биология. Если не принимать в расчет производства мыла, то первая же из числа возникших технологий такого рода стала предшественницей прикладной микробиологии. Наши предки не имели представления о процессах, лежащих в основе таких технологий. Они действовали скорее интуитивно, но в течение тысячелетий успешно использовали метод микробиологической ферментации для сохранения пищи (например, при получении сыра или уксуса), улучшения вкуса (например, хлеба и соевого соуса) и производства спиртных напитков. Пивоварение до сих пор остается наиболее важной (в денежном исчислении) отраслью биотехнологии. Во всем мире ежегодно производится около 10 литров пива стоимостью порядка 100 млн, фунтов стерлингов. В основе всех этих производств лежат реакции обмена веществ, происходящие при росте и размножении некоторых микроорганизмов в анаэробных условиях. В конце XIX в. благодаря трудам Пастера были созданы реальные предпосылки для дальнейшего развития прикладной (технической) микробиологии, а также в значительной мере и биотехнологии. Пастер установил, что микробы играют ключевую роль в процессах брожения, и показал, что в образовании отдельных продуктов участвуют разные их виды. Его исследования послужили основой развития в конце XIX и начале XX вв. бродильного производства органических растворителей (ацетона, этанола, бутанола и изопропанола) и других химических веществ, где использовались разнообразные виды микроорганизмов. Во всех этих процессах микробы в бескислородной среде осуществляют превращение углеводов растений в ценные продукты. В качестве источника энергии для роста микробы в этих условиях используют изменения энтропии при превращениях веществ. Совсем иначе обстоит дело в аэробных процессах при контролируемом окислении химических веществ до углекислого [c.11]

При сбраживании углеводов и ряда других веществ образуются (по отдельности или в смеси) такие продукты, как этанол, лактат, пропионат, формиат, бутират, сукцинат, капронат, ацетат, н-бутанол, 2,3-бутан-диол, ацетон, 2-пропанол, СО2 и Н2. В зависимости от того, какие продукты преобладают или являются особенно характерными, различают спиртовое, молочнокислое, пропионовокислое, муравьинокислое, маслянокислое и уксуснокислое брожение. Молекулярный кислород в процес- [c.263]

Поступающий на производство бутиловый спирт (бутанол) должен, кроме удельного веса, удовлетворять требованиям относительно пределов кипения, содержания механических примесей и по другим показателям согласно ГОСТ 5980—51 (спирт бутиловый заводов синтетического каучука) или ГОСТ 5208—50 (бутанол технический — продукт брожения). Этиловый спирт, кроме содержания спирта в объемных процентах, должен удовлетворять требованиям относительно содержания альдегидов и по другим показателям согласно ГОСТ 5962—51 (спирт этиловый ректификационный) или ТУ Главного управления гидролизной промышленности на этиловый технич -ский спирт из непищевого сырья. Последними предусматривается определение крепости спирта, кислотности, содержания сложных эфиров, альдегидов, сухого остатка, фурфурола, метанола, сивушных масел, серы. Методы определения м. в соответствующих стандартах и ТУ. Для этилового спирта о методах испытания см. ГОСТ 5964—51. (Спирт этиловый. Правила приемки и методы испытаний). [c.130]

Промышленная микробиология обеспечивает соответствующие отрасли народного хозяйства молочной, масляной и лимонной кислотами, этиловым и бутиловым спиртами, ацетоном и другими продуктами брожения. В организации и становлении промышленного получения этих веществ в пашей стране, в частности молочной кислоты, бутанола и ацетона, решающую роль сыграли исследования В. Н. Шапошникова и его учеников Н. Д. Иерусалимского и М. Н. Бехтеревой производство лимонной кислоты связано с именами С. П. Костычева (1877—1931) и В. С. Буткевича (1872—1942). [c.6]

Последовательные процессы биохимической технологии характеризуются накоплением интермедиатов в ходе трансформации питательных веществ в целевые продукты Это имеет место, например, при ацетоно-бутиловом брожении, когда вначале из глюкозы образуются интермедиаты — ацетат и бутират, которые затем (наряду с глюкозой) превращаются в конечные продукты — ацетон и бутанол [c.246]

Бутиловый спирт — продукт брожения некоторых разновидностей маслянокислых бактерий — обнаружен Пастером в 1862 г. Несколько позднее Бейеринк выделил палочковидную бактерию, сбраживающую глицерин с образованием в числе продуктов брожения бутилового спирта. Более подробно вопросом образования при брожении бутанола занимались Фитц и Бухнер, а Шардингер (1905) установил, что некоторые бактерии нри росте на средах с углеводами накапливают ацетон. Но все эти исследования сначала представляли чисто теоретический интерес. Положение, однако, изменилось в 1909 г., когда бутиловым спиртом заинтересовались как возможным исходным продуктом для синтеза каучука (через бутадиен). Первый ацетоно-бутиловый завод был построен в Англии в 1914 г. Брожение происходит с одновременным образованием трех продуктов бутилового спирта, этилового спирта и ацетона. [c.469]

У большинства микроорганизмов, осуществляющих брожение, используются только реакции, катализируемые фосфоглицераткиназой (1) или пируваткиназой (2), а необходимые акцепторы водорода образуются при этом из пирувата и ацетилкофермента А. При сбраживании одного моля глюкозы образуется лишь от двух до трех молей АТР, а продуктами оказываются лактат, этанол, ацетон, бутират, н-бутанол, 2-пропа-нол, 2,3-бутандиол, капроНат, ацетат, СО2 и молекулярный водород. [c.264]

Сбраживание крахмалосодержащих веществ (кукурузная, ячменная мука и т. д.) при помощи особых ацетоно-бутиловых бактерий приводит к образованию ацетона, бутанола, этилового спирта с выделением при этом в большом количестве углекислоты и водорода. Параллельно с основным брожением идет и побочное брожение, в результате которого образуется целый ряд других органических соединений в виде кетонов, альдегидов и спиртов. Все перечисленные продукты кипят [c.229]

Брожение проводят нри 35°. Отношение бутанол ацетон этанол в продуктах реакции равно 6 3 1. После удаления части двуокиси углерода смесь ее и водорода каталитически переводят в метано.п. Это первый случай промышленного синтеза метанола из углекислоты и водорода. [c.435]

Для ацетоно-бутилового брожения четко показано, что его двухфазность связана с pH среды. Если значение pH среды в результате накопления органических кислот падает до 4,5 и ниже, начинается интенсивное образование нейтральных продуктов. В результате этого предупреждается дальнейшее подкисление среды, неблагоприятное для бактерий. Если значение pH среды путем добавления в нее мела или другими способами поддерживать на уровне 5,0 и выше, то образования в большом количестве ацетона, бутанола и этанола не происходит. [c.472]

Сбраживание этой бактерией углеводов, как и другими клос-тридиями, происходит по фруктозобисфосфатному пути, т. е. по пути Эмбдена—Мейергофа—Парнаса (рис. 24.1). Продуктами брожения являются уксусная и масляная кислоты, ацетон, бутанол, этанол, а также СОу и Н2. Но состав продуктов и их количества в процессе брожения, а также в зависимости от условий, в которых оно происходит, может меняться. [c.471]

Этиологический период знаменателен тем, что удалось доказать индивидуальность микробов и ползгчить их в чистых культзфах Более того, каждый вид мог быть размножен на питательных средах и использован в целях воспроизведения соответствующих процессов (бродильных, окислительных и др ) Например, маслянокислые бактерии и вызываемое ими маслянокислое брожение, лактобактерии и молочнокислое брожение, дрожжи — сахаромицеты и спиртовое брожение, уксуснокислые бактерии и окисление этанола до уксусной кислоты и т д В этот период было начато изготовление прессованных пищевых дрожжей, а также некоторых продуктов обмена (метаболизма) — ацетона, бутанола, лимонной и молочной кислот, во Франции приступили к созданию [c.15]

Ацетонобутиловое брожение. Ранее упоминаемые углеводные источники (крахмал, патока, гидролизаты целлюлозы различного происхождения и др.), применяемые для дрожжей при спиртовом брожении, могут быть использованы при ацетонобутиловом брожении, протекающем в анаэробных условиях в процессе жизнедеятельности спорообразующих бактерий — lostridium a etobutyli um. В результате образуются такие нейтральные продукты, как ацетон и бутанол, а также уксусная и масляные кислоты, диоксид углерода, водород. Нейтральные продукты представляют большой интерес для промышленного органического синтеза (эфиров для лакокрасочной промышленности), как экстрагенты и растворители, и т. д. Несмотря на то, что синтетические и биотехнологические процессы получения ацетона и бутанола являются конкурирующими, на практике реализуют оба вида производств, так как все зависит, главным образом, от стоимости сырья (экономические проблемы). Очевидно "сосуществование" синтетических [c.409]

Биосинтез ацетона и бутанола (в ФДФ-пути по Эмбдену-Мей-ергофу-Парнасу) существенно зависит от pH сред — при низких значениях активируются ферменты, участвующие в трансформации ацето-АцКоА в ацетон и, соответственно, больше расходуется НАД Н для восстановления бутирил-КоА в бутанол. Уксусная и масляная кислоты выступают здесь в роли минорных компонентов, причем, первая из них может подвергаться конденсации до бути-рата, который, в свою очередь, через бутирил-КоА превращается в бутанол (в незначительном количестве может образовываться этанол). Таким образом, бутанол и ацетон являются основными продуктами ацетонобутилового брожения. [c.410]

Масляная кислота (бутират), -бутанол, ацетон, 2-пропанол и ряд других органических кислот и спиртов являются типичными продуктами сбраживания углеводов анаэробными спорообразующими бактериями (клостридиями). Поэтому клостридии а также некоторые специализированные виды, сбраживающие только этанол, аминокислоты или иные вещ0ства, рассматриваются здесь в связи с маслянокислым брожением, которое они вызывают. [c.291]

Большинство рассмотренных в этом разделе соединений имеет крупное промышленное значение. Метанол, который получали перегонкой древесины (древесный снирт), теперь получают в больших количествах из окиси углерода и водорода (стр. 64) его используют в качестве растворителя. Этанол широко применяется в спиртных напитках его получают брожением ряда сельскохозяйственных продуктов. к-Бутиловый спирт (1-бутанол) также синтезируют посредством брожения, и подобно этанолу он широко применяется как растворитель. Этанол, 2-нропанол и диэтиловый эфир изготовляются из этилена и пронн.дена, получаемых при крекинге нефти (гл. 26). Диэтиловый эфир и окись этилена — превосходные средства для общей анестезии. Диэтиловый эфир и тетрагидрофуран являются весьма обычными экстракционными растворителями и часто служат в качестве реакционных сред они находят большо э применение в химических лабораториях. Диэтиловый эфир умеренно растворим в воде, летуч и может быть легко высушен. Метанол, этанол, пропанолы, тетрагидрофуран, диоксан и многоатомные спирты смешиваются с водой в любых нронорщгях. Такое свойство делает их ценными растворителями в ряде процессов, в которых участвуют полярные вещества. Все низшие спирты служат важным сырьем в синтезе полимеров, искусственного волокна, пластмасс, взрывчатых веществ, а также фармацевтических. и лабораторных химических иренаратов. Напротив, алифатические простые эфиры химически относительно инертны и лишь иногда используются в качестве реактивов в химическом синтезе. Окись этилена и окись триметилена также играют важную роль в синтезе. [c.53]

Спирт бутиловый (ГОСТ 5208—50)—бутанол С4Н9ОН — бесцветная прозрачная горючая жидкость, получается при бактериальном брожении глицерина, глюкозы, крахмала и других углеводородов. На заводах синтетического каучука бутиловый спирт получают ректификацией сырой фракции высших спиртов, являющихся отходами производства. Удельный вес — 0,808—0,812 в интервале температур 115—118° С должно отгоняться не менее 95% объема число ацетилирования — не менее 730 мг уксусной кислоты на 1 кг продукта содержание свободной кислоты в пересчете на уксусную — не более 0,01% нелетучий остаток — не более 0,0025% механические примеси не допускаются. [c.235]

Классические микробиологические производства. На примере пивоварения и виноделия с использованием дрожжей, выпечки хлеба и приготовления молочных продуктов с помощью молочнокислых бактерий, а также получения пищевого уксуса при участии уксуснокислых бактерий становится очевидным, что микроорганизмы относятся к старейшим культурным растениям . В Японии и Индонезии соевые бобы издавна перерабатываются с помощью мицелиальных грибов, дрожжей и молочнокислых бактерий./Если не считать получения этанола в промышленном производстве индивидуальных веществ микроорганизмы начали использовать лишь в последние шестьдесят лет.-/Уже в период первой мировой войны с помощью управляемого дрожжевого брожения получали глицерин / Молочная и лимонная кислоты, в больших количествах необходимые для пищевой промышленности, производятся с помощью молочнокислых бактерий и гриба Aspergillus niger соответственно. Из дешевых, богатых углеводами отходов путем брожения, осуществляемого клостридиями и бациллами, можно получать ацетон, бутанол, 2-пропанол, бутандиол и другие важные химические соединения. [c.18]

В процессе брожения вин образуются многочисленные соединения раздичных классов, которые определяют аромат вина. Так, кроме этанола в сивушных маслах - продуктах сбраживания, присутствуют многочисленные спирты н-пропанол, н-бутанол, изобутанол, 2-метилбутанол, [c.53]

Во всех жидкостях, полученных путем дрожжевого брожения, содержатся сивушные масла пропанол, 2-бутанол, 2-метилпропанол, амиловый (пентанол) и изоамиловый (триметилбутанол) спирты. Они представляют собой продукты нормального бродильного метаболизма дрожжей и обнаруживаются не только при их росте в сложных питательных растворах, содержащих аминокислоты. Основными компонентами сивушного масла являются побочные продукты обмена изолейцина, лрйцина и валина. [c.271]

Возможны и другие виды брожения сахаров, в результате которых получаются различные продукты. Например, глицериновое, ацетоно-бутаноловое, ацетоно-этаноловое, бутаноло-изопропаноловое и другие виды брожения, которые часто рассматриваются как комбинации первых трех приведенных видов брожения. [c.337]

Присутствие З-метил-бутанола-2 и пентанола-3 в продуктах спиртового брожения. [c.212]

Второй тип брожения — ацетонобутиловое брожение, вызываемое С1. a etobutyli um, — характеризуется тем, что, помимо вышеуказанных продуктов, образуются еще ацетон и бутанол. [c.156]

Эрлих показал, что сивушное масло, получающееся в качестве побочного продукта при спиртовом брожении, образуется не из сахаров, а из лейцина н изолейцина. Эти вещества происходят нз белковых веществ, находящихся в бродящих жидкостях. Эрлих нашел именно, что при сбраживании сахара с помощью чистых культур, при прибавлении лейцина образуется З-метнл-бутанол-1, при прибавке изолейцина-2-ые1ил-бутанол-1, оптически акти ый амиловый спирт, которые представляют главные составные части сивушного масла. [c.315]

Кроме вторичных продуктов при спиртовом брожении образуются побочные продукты — высшие спирты, известные под названием сивушных масел. Почти половину общего количества высших спиртов составляют два изоамиловых спирта 3-метил-бутанол-(1) и 2-метилбутанол-(1). Наряду с ними в сивушном масле содержатся изобутиленовый, н-бутиловый, н-пропиловый и ароматические спирты (р-фенилэтиловый, /г-оксифенилэтило-вый). Эти продукты синтезируются из соответствующих кетокис-лот, образуюгцихся в результате метаболизма углеводов, или из аминокислот. 11оэтому вторичные и побочные продукты нельзя строго разграничить. Они существенно влияют иа вкус и аромат готового продукта накопление их ие коррелирует с образованием этанола и сброженные растворы, содержащие одинаковое количество спирта, могут отличаться по вкусовым и ароматическим качествам. [c.421]

Установлено, что при низких значениях pH у С. асе1оЬШуИ-сит увеличивается активность ферментов, катализирующих превращение ацетоацетил-КоА в ацетон (рис. 24.2) и больше НАДН используется на восстановление бутирил-КоА до бутанола. Кроме того, бутанол может частично синтезироваться из ранее образованной масляной кислоты, вновь поступающей в клетки из среды и превращающейся в бутирил-КоА. Поэтому для получения в большом количестве нейтральных продуктов важно соблюдать определенные условия процесса брожения. [c.472]

Брожение является процессом неполного расщепления органических веществ, преимущественно углеводов в условиях без кислорода, в результате которого образуются различные проме51суточные частично окисленные продукты, такие как спирт, глицерин, муравьиная, молочная, пропионовая кислоты, бутанол, ацетон, метан и др., что широко используется в биотехнологии для получения целевых продуктов. До 97 % органического субстрата может превращаться в такие побочные продуеты и метан. [c.396]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология