Окисление микроорганизмами

вопросы современной биологической химии, молекулярной биологии, химической энзимологии и смежных наук
biochem, molbio, chemical enzymology and related discussions for professionals
Аватара пользователя
kika
Сообщения: 5336
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Окисление микроорганизмами

Сообщение kika » Ср окт 11, 2017 8:01 am

Здравствуйте, коллеги!
Недавно попалась статья на эту тему.
В статье приводится схема - на рисунке.
Кому близка эта тема, не могли бы сказать, что это за микроорганизмы
и насколько правдеподобно такое окисление?
Спасибо!
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 10343
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение avor » Ср окт 11, 2017 8:09 am

Так это классика для грибов к примеру дрожжей.

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 10450
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение Гесс » Ср окт 11, 2017 8:40 am

Из родственной оперы окисление-восстановление HLADH - Horse Liver Alcohol Dehidrogenase.

Аватара пользователя
kika
Сообщения: 5336
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение kika » Ср окт 11, 2017 1:24 pm

avor писал(а):
Ср окт 11, 2017 8:09 am
Так это классика для грибов к примеру дрожжей.
Как?! Правда?!
Это значит, могу взять дожжи, чуть согревать смесь на уровни 30°C и вперед
к "пирогам"? :)
Неужели будет работать?!

kbob
Сообщения: 592
Зарегистрирован: Сб окт 17, 2009 9:48 am

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение kbob » Ср окт 11, 2017 3:23 pm

kika писал(а):
Ср окт 11, 2017 1:24 pm
avor писал(а):
Ср окт 11, 2017 8:09 am
Так это классика для грибов к примеру дрожжей.
Как?! Правда?!
Это значит, могу взять дожжи, чуть согревать смесь на уровни 30°C и вперед
к "пирогам"? :)
Неужели будет работать?!
Попалась как-то книга по препаративной химии начала 20-го века там таких синтезов окисления спиртов с десяток было (включая галогензамещенные прекурсоры).
Недостатки как при обычном брожении.
1. Нужно брать специализированный Штамм
2. Высокая концентрация реагента или продукта убивает микроорганизмы, будете работать с растворами ~5%
3. Большое количество побочных продуктов=сивухи.
If you are not part of the solution, you are part of the precipitate.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 10343
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение avor » Ср окт 11, 2017 11:56 pm

kika писал(а):
Ср окт 11, 2017 1:24 pm
Как?! Правда?!
Это значит, могу взять дожжи, чуть согревать смесь на уровни 30°C и вперед
к "пирогам"? :)
Неужели будет работать?!
Даже простые дрожжи бывают пекарские и пивные. И весьма сильно отличаются. А насчет трудностей вас kbob просветил, но в принципе нет ничего невозможного.

Аватара пользователя
kika
Сообщения: 5336
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение kika » Чт окт 12, 2017 8:14 am

avor писал(а):
Ср окт 11, 2017 11:56 pm
А насчет трудностей вас kbob просветил, но в принципе нет ничего невозможного.
Да, спасибо kbob-у, и просветил, и все объяснил.
Но самой большой тружностью, наверное, кроме капризности микроорганизмов,
может быть сам реактор. Нужен ведь какой-нибудь эмалированный,
а из простой нержавейки, видимо, не подойдет.
Но в химическом стакане все же пропробую с учетом всех советов -
до жути интересно. :)

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 10343
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение avor » Чт окт 12, 2017 9:26 am

kika писал(а):
Чт окт 12, 2017 8:14 am
а из простой нержавейки, видимо, не подойдет.
Я думаю, что бочка из эмалированной Ст20 будет дешевле такой же из СтХ18Н10Т
А потом почему не пойдет из нержавейки? Только в том случае если ваша кислота будет нарабатываться в таких количествах, что начнет нержавейку растворять. Там еще важная деталь это низкие концентрации и маленькая скорость реакции. Отсюда большой размер реактора и как правило периодический режим работы.

ximi
Сообщения: 1940
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение ximi » Вс окт 15, 2017 7:44 pm

Это значит, могу взять дожжи, чуть согревать смесь на уровни 30°C и вперед
Нет ... не значит.
Скорее всего там некий спец штамм какой нибудь Aspergillus niger

ximi
Сообщения: 1940
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение ximi » Вс окт 15, 2017 7:55 pm

В подобных синтезах кучи всяких тонкостей.
1) Спец. штамм.
2) Состав среды и pH
3) Время ферментации ... недодержал плохо ... передержал еще хуже.
4) Добавки ингибиторов определенных ферментов. Которые добавляют или сразу или после определенного времени.
К примеру фториды которые ингибируют оксидазы.
Если этого не сделать то окисление идет далее ...
5) Анаэробные или аэробные условия.

Аватара пользователя
bigM
Сообщения: 608
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2017 2:05 am

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение bigM » Вс окт 15, 2017 10:43 pm

ximi писал(а):
Вс окт 15, 2017 7:55 pm
В подобных синтезах кучи всяких тонкостей.
а потом грибы атаковать начнут... и начинай сначала.
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.

Аватара пользователя
kika
Сообщения: 5336
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение kika » Пн окт 16, 2017 9:21 am

ximi писал(а):
Вс окт 15, 2017 7:44 pm
Скорее всего там некий спец штамм какой нибудь Aspergillus niger
А если пойти простым логическим путем. :)
Образование уксусной кислоты - нежелательный процесс во время брожения, допустим, яблок с получением спирта.
Тут наоборот - нам нужна на выходе кислота. Значит, нам надо достичь условий уксусного брожения.
Этим условиям отвечает концентрация спирта не больше 14 % и температура около 25-30 градусов, не ниже.
И плюс закваска, которую можно приготовить по подобию для яблочного уксуса:
глюкоза, корка хлеба и вода (пропорции везде в инете).
Неужели не пойдет реакция на рисунке вверху по образу уксусного брожения?

ximi
Сообщения: 1940
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение ximi » Пн окт 16, 2017 12:28 pm

У вас довольно наивные представления ....
Тут наоборот - нам нужна на выходе кислота. Значит, нам надо достичь условий уксусного брожения.
Вовсе нет ... смотрим получение лимонной кислоты. Там совсем другие условия.
А ваш субстрат ближе к лимонной !

ximi
Сообщения: 1940
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение ximi » Пн окт 16, 2017 12:31 pm

Неужели не пойдет реакция на рисунке вверху по образу уксусного брожения?
Только придется уговорить дрожжи не трогать 2 гидроксила ... а только 1 окислить в карбоксил :) :clap:

Аватара пользователя
kika
Сообщения: 5336
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение kika » Пн окт 16, 2017 1:18 pm

ximi писал(а):
Пн окт 16, 2017 12:28 pm
У вас довольно наивные представления ....
А кто же спорит?! :)
Это всегда так, когда не в свои сани садишься и думаешь, что полетишь на них.
ximi писал(а):
Пн окт 16, 2017 12:31 pm
Только придется уговорить дрожжи не трогать 2 гидроксила ... а только 1 окислить в карбоксил :) :clap:
А в молочной кислоте же остается одна свободная ОН-группа, значит, есть на свете вумные бактерии. :)

kbob
Сообщения: 592
Зарегистрирован: Сб окт 17, 2009 9:48 am

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение kbob » Пн окт 16, 2017 6:15 pm

kika писал(а):А в молочной кислоте же остается одна свободная ОН-группа, значит, есть на свете вумные бактерии. :)
В анаэробных условиях не хватает кислорода, что бы окислить все, поэтому в процессе брожения идут реакции диспропорционирования сахаров, а в процессе гниения - реакции диспропорционирования белков, конечными продуктами как правило являются более простые и устойчивые соединения - углекислый газ, сероводород, аммиак, этиловый спирт, уксусная кислота, и.т.д.
Можете посчитать термодинамику ради интереса:
Глюкоза -> 2 молочная кислота
Теплота сгорания:
Глюкоза - 2816 кДж×моль-1
Молочная кислота - 1364 кДж×моль-1
Очевидно, что энергии выделяется на порядок меньше, чем в аэробных условиях.

С счастью ферменты катализирующие цикл анаэробных реакций не на 100% селективны и вы можете ПОПЫТАТЬСЯ подсунуть ИМ похожий субстрат.

Если вы не биохимик, то понятие "похожий" будет для вас абсолютно контринтуитивно, действительно трудно предположить, что и ацетилхолин и кокаин и зарин являются субстратами одного фермента - ацетилхолинестеразы.

P.S. В статье https://www.researchgate.net/publicatio ... ATCC_21245 ясно указано какие бактерии вам нужны.
Где их купить и по чем https://www.lgcstandards-atcc.org/produ ... 21245.aspx
If you are not part of the solution, you are part of the precipitate.

Аватара пользователя
kika
Сообщения: 5336
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение kika » Вт окт 17, 2017 1:15 pm

kbob писал(а):
Пн окт 16, 2017 6:15 pm
Если вы не биохимик, ...
Где их купить и по чем ...
А вот интересно - не поздно ли начать изучать биохимию? Допустим, заочно.
Попахивает она огромным потенциалом.

Спасибо за информацию! Кусачая цена у этих бактерий. :)
Бактерии, которые из органики производят метанол, куда дешевле.

Риск окисления хотя бы по двум группам ОН приведенного выше спирта
ставит сам процесс получения желаемой кислоты под большой вопрос,
ибо поделить потом моно- и ди-кислоты мне лично видится абсолютно невозможным.
Завтра собираюсь попробовать:
- 7 % ТМП, 92,5 % вода, 0,5 % дрожжи;
- температура 30°C, перемешивание при открытом воздухе.
После 6 часов посмотрю, образовалась ли кислота.
И если да, и если та, то ... точно пойду записывать в биохимики. :D

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 10343
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение avor » Вт окт 17, 2017 2:09 pm

Дрожжи надо бы хоть чем то покормить: бульон мясной( или хотя бы мочевина или какой-нибудь бикарбонат аммония) соли натрия, калия магния кальция немного фосфора и серы. Им же надо как то восполнять собственный запас углеродных и азотистых веществ и тд. Так же им аэрация нужна(вы же окисляете) и перемешивание постоянное, иначе они рискуют отравится собственными продуктами жизнидеятельности(в частности вашим целевым продуктом.

Аватара пользователя
kika
Сообщения: 5336
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение kika » Ср окт 18, 2017 7:56 am

Н-да, не подумала, спасибо!
Но ничего, сегодня пусть поработают на сухом пайке, а там увидим.
Особо отличившихся покормим на финише. :D

kbob
Сообщения: 592
Зарегистрирован: Сб окт 17, 2009 9:48 am

Re: Окисление микроорганизмами

Сообщение kbob » Ср окт 18, 2017 9:38 am

kika писал(а):
Вт окт 17, 2017 1:15 pm
kbob писал(а):
Пн окт 16, 2017 6:15 pm
Если вы не биохимик, ...
Где их купить и по чем ...
А вот интересно - не поздно ли начать изучать биохимию? Допустим, заочно.
Попахивает она огромным потенциалом.

Спасибо за информацию! Кусачая цена у этих бактерий. :)
Бактерии, которые из органики производят метанол, куда дешевле.

Риск окисления хотя бы по двум группам ОН приведенного выше спирта
ставит сам процесс получения желаемой кислоты под большой вопрос,
ибо поделить потом моно- и ди-кислоты мне лично видится абсолютно невозможным.
Завтра собираюсь попробовать:
- 7 % ТМП, 92,5 % вода, 0,5 % дрожжи;
- температура 30°C, перемешивание при открытом воздухе.
После 6 часов посмотрю, образовалась ли кислота.
И если да, и если та, то ... точно пойду записывать в биохимики. :D
Смело!
Фоточку пришлите.
If you are not part of the solution, you are part of the precipitate.

Ответить

Вернуться в «биохимия и молекулярная биология / biochemistry and molecular biology»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 2 гостя