BT kwasy organiczne Flashcards

1
Q

“fermentacja”

A

proces tlenowy - kwas octowy

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

kwas mlekowy - symbol E, jakie mikroorg i jakie mają cechy

A

“E270, rodzaje: Streptococcus, Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactobacillus,
Bifidobacterium - względne beztlenowce, wysokie wymagania dot. aminokwasów, ilość produkowanego kwasu - 0,6-3%, mezofile i termofile (L. delbruecki, S. thermophilus)”

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

femrnetacja mlekowa - typy

A

właściwa (beztlenowa) - powstaje kwas mlekowy (uboczne - kwas i aldehyd octowy, etanol, CO2) oraz tlenowa

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

bakterie mlekowe homofermentatywne

A

“glukoza -> 2 cz. kwasu mlekowego, niewielka ilość metabolitów ubocznych i CO2. Szlak EMP, głównie wykorzystywane w produkcji kw. mlekowego na skalę przemysłową. Lactococcus lactis, Lactobacillus delbrueckii, plantarum,
acidophilus.”

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

bakterie mlekowe heterofermentatywne

A

“glukoza -> CO2 + kwas mlekowy + kwas octowy (warunki tlenowe) LUB + etanol (beztlenowe). Mogą powstawać metabolity pośrednie, wykorzystywana do utrwalania i obróbki żywności. Leuconostoc ssp., Lactobacillus brevis, Lactobacillus
fermentum .”

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

pozostałe produkcji fermentacji mlekowej

A

diacetyl, aldehyd octowy, etanol, kwasy - octowy, mrówkowy, propionowy, kapronowy

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

surowce do produkcji kw. mlekowego

A

syrop glukozowy (hydrolizat skrobii ziemniaczanej lub zbożowej), melasa buraczana i trzcinowa, serwatka, sacharyd, sole N i P, aminokwasy, witaminy z gr. B

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

produkcja kwasu mlekowego

A

różne szczepionki bakteryjnej, proces trwa zwykle 4-6 dni. Filtracja brzeczki by oddzielić bakterie i białka, alkalizacja cieczy pofermentacyjnej, podgrzanie brzeczki (80-90C) by zwiększyć rozpuszczalność mleczanu wapnia, zagęszczenie i krystalizacja w wyparce próżniowej. wydajność 85-95% kwas mlekowy z kryształów mleczanu wapnia uwalniany jest kwasem siarkowym - wytrąca się gips, który oddzielany jest przez wirowanie/filtrację. kwas mlekowy zagęszcza się i oczyszcza - adsorpcja na węglu aktywnym, ekstrakcja w ukł. ciecz-ciecz, destylacja

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

problemy związane z kwasem mlekowym

A

działa korozyjnie - potrzebne specjalne bioreaktory, niestabilność stężonych roztworów - powstaje cykluczny dimer albo liniowe polimery, zakażenie bakteriami fermentacji masłowej

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

zastosowanie kwasu mlekowego

A

przemysł spożywczy, środek zakwaszający i konserwujący, produkcja napojów, regulator kwasowości, grabartstwo, przemysł farmaceutyczny. POLILAKTYD, PLA - biodegradowalny plastik

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

kwas mlekowy jako dodatek do żywności

A

E270, naturalne pochodzenie bakteryjne, środek konserwujący, zwiększający trwałosć, przeciwgrzybiczy i drożdżowy. Brak dziennego dopuszczalnego spożycia, brak efektów ubocznych (mogą nawet spożywać osoby z alergią na mleko i laktozę!!)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

kwas mlekowy w kosmetykach

A

nawilażający, spłyca zmarszczki, w kosmetykach modyfikuje pH i zapobiega wysychaniu i krystalizacji, bezpieczny

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

kwas mlekowy - fazy kiszenia

A

“1 okres - samofermentacja, do kilku dni, produkty niepożądane; 2 okres - zanik bakterii pierwszego okresu, rozwój bakterii mlekowych - Leuconostoc
mesenteroides (kw. mlekowy, etanol, kw. octowy, CO2,
dekstran), Streptococcus ovalis (zakwaszenie),
Lactobacillus brevis (jak grupa I), Pediococcus cerevisiae
(silnie zakwasza), Lactobacterium plantarum (silnie
zakwasza i kończy fermentację). to jest optymalny moment na spożycie lub utrwalenie kiszonki. 3 okres - zahamowanie rozwoju bakterii, aktywność drożdży - rozkładają kwas, warunki dla niepożądanych bakterii. 4 okres - wzrost aktywności drobnoustrojów niepożądanych “

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

otrzymywanie kapusty kiszonej

A

temp. 18C, 2,25-2,5% NaCl, kwasowość powinna być ok 1,5-2% kw. mlekowego. pierwsze bakterii z grupy coli i Leuconostoc (spada pH i tlen - ograniczony wzrost niepożądanych bakterii)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

otrzymywanie ogórków kiszonych

A

“20-26°C, 4-8% stężenie soli, 3-6 tyg., do 1% stężenie
kwasu, pH ok. 3.5; Lactobacillus
plantarum, Lactobacillus brevis bakterie z rodziny Pediococcus”

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

bakteriocyny

A

peptydy przeciwdrobnoustrojowe (działają na gram+) wytrwarzane przez niektóre szczepy LAB (których metabolity są GRAS), syntetyzowane w formie pre-, aktywne po wydzieleniu z komórki - konserwanty w przemyśle spożywczym, nietoksyczne. prawdopodobnie perforują błony

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

kwas octowy - symvol E, charakterystyka

A

E260, rozpuszczalny w wodzie, alkoholu i eterze, bezbarwny, żrący, wysoka temp. wrzenia

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

bakterie kwasu octowego

A

rodzina Acetobacteriaceae - 2 rodzaje: Acetobacter (7 gatunków) i Gluconobacter (4 gatunki); rosną w postaci powierzchniowej błonki (celuloza - składnik śluzu pozakom.) optimum wzrostu 25-30°C, pH od 3,6 do 6,2; wytwarzają kwas octowy na drodze utleniania etanolu, bezwzględne tlenowce

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

charakterystyka acetobacter

A

“tworzą nalot/kożuszek, komplet enzymów do cyklu krebsa, mogą utleniać kwas do CO2 (nadoksydacja). peroksydanty (A.pasteurianus) rozkładają kwas octowy szybko,
mezoksydanty (A.aceti, A.xylinum) bardzo powoli;
szybko infekują i zaoctowują produkty alkoholowe (gł. A.aceti, A.hansenii,
A.pasteurianus)”

20
Q

charakterystyka gluconobacter

A

powszechniejsze w środowisku, wykorzystują sacharydy z kwiatów, miodu, owoców = psucie, straty w plonach. nie mają enzymów cyklu krebsa, nie utleniają kwasu octowego do CO2 (suboksydanty)

21
Q

bakterie kwasu octowego - wytwarzanie biocelulozy

A

Acetobacter xylinum, Gluconobacter xylinum, nie fotosyntetyzujące organizmy zdolne przekształcić organiczne substraty (glukoza, glicerol, sacharoza) w włókna celulozowe, w czasie 5-7 dni.

22
Q

surowce do biosyntezy kwasy octowego

A

źródło węgla - sacharydy - słód, zboża, ziemniaki itp; substraty z etanolem - spirytus, sfermentowany sok jabłkowy, wino, piwo; składniki odżywcze, sole - głównie fosforan amonu. można oprócz soli mineralnych pożywkę organiczną - suszone drożdże, ekstrakt drożdżowy

23
Q

szkodniki w produkcji kwasu octowego

A

zakażenie acetobacter xylinum - duże ilości śluzu, węgorek octowy - żywi się bakteriami octowymi, spowalnia proces; muszka octowa - roznosi drożdże powodujące nadoksydację. zabezpieczenie - pasteryzacja, konserwacja chemiczna SO2

24
Q

metoda powierzchniowa (orleańska) produkcji kwasu octowego

A

najstarsza i ocecnie niestosowana, surowiec - wino/piwo 5% alkoholu + 2% kwas octowy, temperatura 25-29C, maksymalne otrzymywane stężenie - 8%, czas trwania - do 3 miesięcy. A. aceti tworzą biofilm na powierzchni cieczy. napowietrzanie przez otwory, fermentacja na granicy faz gaz-ciecz. produkcja w drewnianych beczkach ułożonych poziomo, można było w trakcie odporwoadzać ocet i uzupełniać etanolem. patrz zdjęcie 3

25
metoda wgłębna (bezwiórowa) produkcji kwasu octowego
krótki i okresowy proces - jeden cykl 40-48h, proces zachodzi w całej objętości pożywki (intensywnie mieszanej i napowietrzanej - ważne!!), wysoka efektywność. konieczne filtrowanie produktu - bo duża ilość biomasy pozostaje w wartswie śluzu, wtedy też robi się adsorpcję zanieczyszczeń białkowych. zacier - 7-10% etanolu, 1-5% kwasu octowego +glukoza, sole, ekstrakt drożdżowy. bakterie octowe przygotowane do wzrostu w warunkach wgłębnych. do hodowli inokulum surowy kwas octowy, surowy produkt z poprzedniego procesu. proces zachodzi w acetatorze
26
acetator do wgłębnej (bezwiórwej) metody produkcji kwasu octowego
ze stali kwasoodpornej, zawiera chłodnice, urządzenia do pomiaru stężeń etanolu, system barbotażów napowietrzających. całkowita pojemność ok. 16 000 dm3. patrz zdjęcie 4
27
metoda szybkiego octowania (stojakowa) produkcji kwasu octowego
unieruchomienie bakterii na porowatym materiale - koksie, pumeksie, kolbach kukurydzy w kadzi, która ma podwójne dno - do odporwadzania produktu i jako oprór dla warstwy wiórowej. wtłaczane jest jałowe powietrze, materiał nośny zalewany octem z bakteriami. przez wióry drzewne przepuszcza się zalew z etanolem, kwasem octowym, zw. org. i solami min. wydajność procesu - 60-80% w wariancie stojakowym, większa w generatorowym (bo zalew/zacier jest zawracany aż do całkowitego utlenienia aloholu). patrz zdjęcie 5
28
metoda szybkiego octowania (stojakowa) - generatory schutzenbacha
duża objętość, kwasoodporna stal, wypełnione materiałem nośnym; usprawniły klasyczną metodę stojakową, praca półokresowa w cyklach 8-10 dni, wprowadza się surowiec a potem dodaje porcjami, ciecz odbierana z dołu przetłaczana do zbiornika cyrkulacujnego i stamtąd do generatora, dmuchawa tłoczy powietrze od dołu, cyrkulująca ciecz jest chłodzona
29
generatory schutzenbacha - szarża
to czas trwania przerobu wprowadzonej parii zacieru
30
metody biologiczne otrzymywania kwasu octowego
maksymalne stężenie 10-15%, zatężanie przez frakcjonowaną destylację lub chemicznie (usuwając wodę). głównie ocet spożywczy (przemysłowy - metodami chemicznymi, substrat to aldehyd octowy z acetylenu lub aldehydu etyloweg)
31
z czego produkuje się ocet malsamiczny?
przefermentowany moszcz winogronowy, leżakuje kilka lat w drewnianych beczkach
32
standaryzajca octu surowego
1. leżakowanie - 4 tygodnie 2. klarowanie/filtrowanie - filtracja przez bentonit 3. rozcieńczanie 4. pasteryzacja/siarkowanie
33
zastosowania kwasu octowego
cele spożywcze (E260, środek konserwujący), syntezy - acetylocelulozy, szteczego jedwabiu, produkcja leków (aspiryna), przemysł barwników.
34
kwas cytrynowy
E330, rozpuszczalny w wodzie i alkoholach, postać bezwodna lub jednowodna, nietoksyczny. normalnie jest metabolitem śladowym - trzeba manipulować metabolizmem mikoorg. tak, aby był on produkowany wydajnie!
35
producenci kwasu cytrynowego
Grzyby strzępkowe: • Aspergillus niger • Aspergillus awamori • Aspergillus wentii; • Penicillium; • Mucor; • Trichoderma; Bakterie: • Bacillus licheniformis • Arthrobacter terregens Drożdże: • Rhodotorula • Torulopsis • Candida tropicalis; • Candida guilliermondi • Candida lipolytica. • Candida intermedia • Yarrowia lipolytica
36
zastosowania kwasu cytrynowego
substancja zakwaszająca, składnik kosmetyków, farmaceutyków, detergentów, przemysł metalurgiczny, światowa produkcja 1,6mln ton.
37
kwas cytrynowy w przemyśle farmaceutycznym
środki musujące, nośnik metali w lekach - ułatwia przyswajanie ale też odtruwa, przeciwwymiotny, antykoagulant, zmiękcza skórę
38
kwas cytrynowy w przemyśle spożywczym
E330, regulator kwasowości, składnik aromatów
39
substraty i warunki syntezy kwasu cytrynowego
cukry - stężenie 18-22% - np. melasa, hydrolizaty skrobiowe, kwasowość pożywki 203, intensywne napowietrzanie, limitacja przyrostu biomasy (żelanocyjanek potasu - inhibitor wzrostu, promotor tworzenia kwasu), jeśli niedoczyszczone surowce to trzeba strącić jony metali śladowych
40
produkcja kwasu cytrynowego na podłożu stałym
A. niger, fermentory tacowe, zaszczepienie stałej pożywki, 60% wilgotność podłoża, 50C i 90h, kwas wydzielany z przerośniętego podłoża metodą ekstrakcji
41
produkcja kwasu cytrynowego metodą hodowli powierzchniowej
"A. niger, na powierzchni ciekłej pożywki, tace hodowlane w komorach fermentacyjnych z cyrkulacją powietrza. odbieranie ciepła i odparowywanie wody zatęża kwas, czas hodowli 8 dni, surowiec - melasa buraczana. pierwsza faza hodowli - intensywny rozwój grzybni, druga - wytwarzany jest kwas cytrynowy przy ograniczonym wzroście grzybni, za syntezę odpowiada dolna warstwa grzybni kontaktująca się z podłożem. najpopularniejsza metoda"
42
produkcja kwasu cytrynowego metodą hodowli wgłębnej
fermentory o dużej pojemności, mieszane - mieszadło lub airlift i napowietrzane. hodowla 10-12 dni, 28-35C, pH 2,2-2,6. surowce o dużej czystości, zalety - kontrola stężenia cukru, mniejsza możlwiość zakażenia. problemy - specyficzna morfologia grzybni, duża lepkość.
43
wydzielenie kwasu cytrynowego
Po procesie powierzchniowym - przemycie grzybni (jeszcze 15% kwasy zatrzymane) - wyciskanie w prasach (grzybnia na pasze) Po procesie wgłębnym - oddzielenie grzybni przez filtracje (filtry bębnowe, taśmowe) pomoce filtracyjne
44
uzyskanie kwasu cytrynowego z podłoża metodą klasyczną (cytryninanową)
odfiltrowanie od grzybni w temperaturze 70-75OC - wprowadzenie wodorotlenku wapnia (pH=7.0), - wytrącenie kryształów cytrynianu wapnia - odwirowanie lub odfiltrowanie, na gorąco osadu w temp. nawet do 90oC - cytrynian wapnia traktuje się roztworem kwasu siarkowego (VI), wytrąca się gips i czysty kwas cytrynowy - usunięcie wapnia w postaci gipsu - oczyszczanie kwasu cytrynowego - krystalizacja. PATRZ ZDJĘCIE 6
45
uzyskanie kwasu cytrynowego z podłoża metodą bezcytrynianową
pominięte wydzielanie cytrynianu wapnia, po oczyszczeniu 20% produktu musi być oczyszczone metodą klasyczną. używane tylko przy hodowli z bardzo czystymi substratami czy w hodowli wgłębnej. PATRZ ZDJĘCIE 7