Acidogénesis

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La acidogénesis implica la conversión bacteriana de los compuestos producidos en la primera etapa de la digestión anaerobia, en compuestos intermedios identificables de menor peso molecular. Es el proceso a través del cual bacterias anaerobias producen acetato a partir de diversas fuentes de energía (por ejemplo, hidrógeno) y de carbono (por ejemplo, dióxido de carbono). Las diferentes especies bacterianas que son capaces de realizar la acetogénesis se denominan colectivamente acetógenos. La digestión anaerobia también denominada biometanización, es un proceso microbiológico en el cual la materia biodegradable se descompone en ausencia de oxígeno mediante la acción de distintos grupos de bacterias, dando como resultado dos productos principales: biogás y digestato.

Proceso de digestión anaerobia[editar]

  1. Fase de hidrólisis.
  2. Fase de acidogénesis-acetogénesis.
  3. Fase de metanogénesis.

El proceso de digestión se inicia con la hidrólisis bacteriana de los materiales de aporte para romper los polímeros orgánicos insolubles, tales como carbohidratos, y los transforma en compuestos adecuados para otras bacterias. Las bacterias acidogénicas convierten los azúcares y aminoácidos en dióxido de carbono, hidrógeno, amonio y ácidos orgánicos. Las bacterias acetogénicas entonces convierten estos ácidos resultantes en ácido acético, con la producción adicional de amonio, hidrógeno y dióxido de carbono. Finalmente en la fase metanogénica se convierten estos productos en metano y dióxido de carbono, gas de alto poder calorífico conocido como biogás.

En el proceso de acidogénesis, as bacterias hidrolíticas forman una variedad de productos finales reducidos de la fermentación de un determinado sustrato. Una cuestión fundamental que se plantea se refiere a las características metabólicas que controlan el flujo de carbono y de electrones a un producto final reducido determinado durante el proceso de cultivo, y en cultivos metanogénicos mixtos de bacterias hidrolíticas. Thermoanaerobium brockii es una bacteria termófila hidrolítica representativa, que fermenta la glucosa, a través de la vía de Embden-Meyerhof Parnas Pathway. T. brockii es una bacteria atípica de ácido hetero-láctico, ya que forma de hidrógeno molecular (H2), además de ácido láctico y etanol. Los productos finales reducidos de fermentación de la glucosa se forman enzimáticamente a partir de piruvato, a través de los siguientes mecanismos: lactato por bisfosfatasa fructosa fructosa 1-6 todo-fosfato (F6P) activa lactato deshidrogenasa; H2 por piruvato ferredoxina oxidorreductasa y hidrogenasa; y etanol a través de NADH- y alcohol deshidrogenasa NADPH-linked. [1]

Historia[editar]

La actividad acidogénica fue descubierta a principios del siglo XX, pero no fue hasta mediados de la década de 1960 que la ingeniería de separación de fases se asumió con el fin de mejorar el tratamiento estabilidad y digestores de residuos [2]. En esta fase, moléculas complejas (hidratos de carbono, lípidos y proteínas) se despolimerizan en compuestos solubles por enzimas hidrolíticas (celulasas, hemicelulasas, amilasas, lipasas y proteasas). Los compuestos hidrolizados son fermentados en ácidos grasos volátiles (acetato, propionato, butirato y lactato), compuestos neutros (etanol, metanol), amoniaco, hidrógeno y dióxido de carbono.

Acetogénesis es una de las principales reacciones de esta etapa, en esto, los metabolitos intermedios producidos se metabolizan a acetato, hidrógeno y gas carbónico por los tres grupos principales de bacterias: homoacetogens; syntrophes; y sulphoreductors. Para la producción de ácido acético se consideran tres tipos de bacterias: Aceticum Clostridium; woodii Acetobacter; y termoautotrophicum Clostridium. Winter y Wolfe, en 1979, demostró que A. wodii en asociación con syntrophic Methanosarcina metano producto y dióxido de carbono a partir de fructosa, en lugar de tres moléculas de etilo. [6] Moorella thermoacetica y Clostridium formiaceticum son capaces de reducir el gas carbónico a acetato, pero que no tienen hidrogenasas que inhabilite el uso de hidrógeno, para que puedan producir tres moléculas de etilo a partir de fructosa. El ácido acético es igualmente un co-metabolito de los sustratos de fermentación orgánica (azúcares, glicerol, ácido láctico, etc.) por diversos grupos de microorganismos que producen ácidos diferentes: bacterias propiónicas * (propionato de etilo) +; Clostridium (+ acetato butirato); Enterobacterias (acetato + lactato); y bacterias hetero-fermentativa (acetato, propionato, butirato, valerato, etc.).

Enlaces externos[editar]