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LF11 - Mikrobiologie (Subject) / Fermentation (Lesson)
Zitronensäure, fermentierte Lebensmittel, Milchsäuregärung, Ethanol, Essigsäure, Glucoronsäure, L-Asparaginsäure, L-Phenylalanin und Aspatam
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- Was ist Fermentation? Umwandlung von organischem Material durch Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze oder auch Einzeller bzw. deren Enzyme.
- Welche Eigenschaften hat die Zitronensäure? - starke dreiwertige Säure- hat drei Dissoziationsstufen- Komplexbildner mehrwertiger Kationen- kommt im Körper als Metabolit im Zitronensäurezyklus vor
- Für was wird Zitronensäure verwendet? - Säuerungs- und Konservierungsmittel- Therapeutikum bei Schwermetallvergiftung- Kopmpelxbildner bei Metallverarbeitung- Entfernung von Wasserhärte in Waschmitteln- Agglutinationshemmer
- Welcher Pilzstamm wird zur Zitronensäureproduktion verwendet und warum? Wie wird die Zitronensäure hergestellt? Produktionsstamm: Aspergillus niger- Schimmelpilz, wächst als Mycel- scheidet bei hoher Sauerstoff- und Glucosekonzentration Zitronensäure ausCO2 + Pyruvat -------> Oxalessigsäure/Oxalat ------> MalatMalat über Antiporter in Mitochondrien transportiert -> im Gegenzug Zironensäure raus transportiert
- Was ist die Formel für Zitronensäure? C6H8O7
- Wie wird Fleisch fermentiert? - Fleisch zerkleinern- Herstellung einer Starterkultur: pH-Wert-Senkung durch Milchsäirebakterien und Staphylokokken, Gewürze (antibakterielle Wirkung), Kochsalz (enzieht Wasser, verhindert Salmonellen), Zucker (Kohlenstoff- und Energiequelle)- Schimmelbad bzw. Besprühen mit Schimmel- Pökeln -> schützt vor Verderben, gibt rote Farbe und gibt Aroma- Trocknung
- Wie kann Obst und Gemüse fermentiert werden? Obst: Essigsäuregärung unter Sauerstoff (=Homoacetatgärung)Gemüse: Milchsäuregärung (heterofermentativ)
- Was haben Milchsäurebakterien für Eigenschaften? - gram positiv- obligate Gärer- Katalase negativ- wachsen sowohl aerob als auch anaerob- manche haben Lactat-Racemasen
- Wie funktioniert die Milchsäuregärung? Was ist der Unterschied zwischen homo- und heterofermentativer Milchsäuregärung? Glucose --(Glycolyse)----> Pyruvat ----> Lactathomofermentativ:- Bildung von Lactat mit 2 mol ATP/mol Glucose Ausbeuteheterofermentativ:- bestimmte Glycolyseenzyme fehlen- es werden sowohl Hexosen als auch Pentosen umgesetzt- 2 mol ATP/mol Pentose bzw. 1 mol ATP/mol Hexose
- Welche Mirkoorganismen werden zur Milchsäuregärung eingesetzt? Streptokokken, Lactobacillen, Leuconostoc und Hefen
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- Welche Eigenschaften hat Ethanol? Wie lautet die Summenformel? Ethanol: C2H5OH- farblos- leicht entzündlich- stechend riechende Flüssigkeit
- Wie kann Ethanol hergestellt werden? Welche Organismen können für die Herstellung verwendet werden? Biosynthese:- durch Vergärung- aus Wasser und Ethen mit Schwefelsäure als KatalysatorOrganismen:- Bäckerhefe1 Mol D-Glucose -> 2 Mol Ethanol
- Welche Eigenschaften hat die Essigsäure? Wie lautet ihre Summenformel? Essigsäure: C2H4O2- farblose, flüssige, ätzende, Carbonsäure
- Welche Organismen werden für die Biosynthese verwendet? Wie funktioniert die Synthese? - wenige Spezies der Gluconobacter und Acetobacter bilden aus Ethanol durch Oxidation Essigsäure- Essigsäurebakterien sind empfindlich gegenüber anaeroben Bedingungen- Ethanol wird mit Hilfe von Alkoholdehydrogenasen und Aldehyddehydrogenasen oxidiert- steht kein Ethanol zur Verfügung, wird Essigsäure zu CO2 oxidiert
- Für was wird Gluconsäure verwendet? Lebensmittel: künstlicher Säureregulator, Stabilisator, CalciumquelleTechnik: metallbeizmittelMedizin: bei Mangelerscheinung von Spurenelementen
- Wie wird Gluconsäure hergestellt? - durch Pilze und Essigsäurebakterien- durch subterminale Oxidation durch Glucose-Oxidase (in Pilzen) und D-Glucose-Dehydrogenase (in Bakterien)β-D-Glucose --(Glucose-Oxidase und FAD)--> D-Gluconsäure-5-lacton ---> D-Gluconsäure
- Welche Summenformel hat L-Asparaginsäure? Wie kann sie hergestellt werden? L-Asparaginsäure: C4H7NO4- herstellung mit Hilfe von E.coli -> Synthese aus Fumarsäure durch Addition von Ammoniak in Zellreaktoren
- Wie lautet die Summenformel von L-Phenylalanin? Wie kann es hergestellt werden? L-Phenylalanin: C9H11NO2herstellung:- mittels Enzymreaktor: Addition von Ammoniak an trans-Zimtsäure durch Phenylalanin-Ammonium-Lyase aus Mikroorganismus Rhodotorula glutinis- mittels Fermentation: mit Hilfe von E.coli oder Corynebakterien
- Was ist Aspatam und aus was besteht es? Aspatam: laorienarmer Süßstoff aus L-Asparaginsäure und L-Phenylalanin