بیوشیمی بیوسنتز : بوتیرات به عنوان محصول نهایی فرآیند تخمیر تنها با انجام تولید متعهد و ملتزم کردن بی هوازی باکتری است . تخمیر Kombucha "چای" به عنوان یک نتیجه از تخمیر شامل اسید بوتیریک است . این مسیر تخمیر کشف لوئی پاستور در سال 1861 است . نمونه هایی از گونه تولید بوتیرات از باکتری : کلستریدیوم acetobutylicum کلستریدیوم butyricum کلستریدیوم kluyveri کلستریدیوم pasteurianum Fusobacterium nucleatum Butyrivibrio fibrisolvens Eubacterium limosum مسیر شروع می شود با گلیکولیتیک رخ و از گلوکز به دو مولکول پیروات ، به عنوان اتفاق می افتد در اکثر جانوران. پیروات سپس اکسید شده به استیل کوآنزیم با استفاده از یک مکانیسم منحصر به فرد است که شامل سیستم آنزیمی به نام oxidoreductase پیروات - ferredoxin. دو مولکول دی اکسید کربن (CO 2) و دو مولکول از این عنصر هیدروژن (H 2) به عنوان محصولات مواد زائد از سلول تشکیل شده است. سپس ، ATP تولید می شود ، به عنوان دیده می شود ، که در مرحله قبل از تخمیر. سه مولکول ATP در هر مولکول گلوکز ، عملکرد نسبتا بالا تولید می شود. معادله متعادل برای این تخمیر است C 6 H 12 O 6 → C 4 H 8 O 2 + 2CO 2 + 2H 2. گونه های متعدد فرم استن و N - بوتانول در یک مسیر جایگزین ، که شروع به تخمیر به عنوان بوتیرات. برخی از این گونه ها عبارتند از : کلستریدیوم acetobutylicum ، برجسته ترین استون و بوتانول تولید کننده ، در صنعت نیز استفاده می شود کلستریدیوم beijerinckii کلستریدیوم tetanomorphum کلستریدیوم aurantibutyricum . این باکتریها با تخمیر بوتیرات آغاز خواهد شد ، همانطور که در بالا شرح داده شد ، اما زمانی که PH کمتر از 5 قطره ، آنها را به تولید بوتانول و استون سوئیچ به منظور برای جلوگیری از کاهش PH است. دو مولکول از بوتانول برای هر یک از مولکول استون شکل گرفته است. تغییر در مسیر رخ می دهد پس از شکل گیری COA acetoacetyl است. سپس این واسطه دو مسیر ممکن است به طول می انجامد : acetoacetyl COA → acetoacetate → استن acetoacetyl COA → butyryl COA → butanal → بوتانول بسیار باقیمانده تخمیر فیبر ، مانند کسانی که از نشاسته مقاوم در برابر ، سبوس جو ، پکتین ، و گوار توسط تبدیل باکتری های کولون را به اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه (SCFA) از جمله بوتیرات تولید SCFA بیش از الیاف کمتر تخمیر مانند celluloses . [8 ] یک مطالعه نشان داد که نشاسته مقاوم به طور مداوم تولید بوتیرات بیشتر نسبت به انواع دیگر فیبر رژیم غذایی است. تولید SCFA از الیاف در نشخوارکنندگان حیوانات مانند گاو ، گوسفند مسئول محتوای بوتیرات شیر و کره است. سرطان و طول عمر نقش تغییرات بوتیرات تفاوت بین سلول های عادی و سرطانی است. این را به عنوان "پارادوکس بوتیرات" شناخته شده است. بوتیرات مهار سلول های تومور کولون ، و ترویج سالم از سلول های اپیتلیال کولون است. اما ساز و سیگنالینگ به خوبی درک نمی شود. بررسی که مزایای chemopreventive بوتیرات در بخش بر روی مقدار بستگی دارد ، زمان قرار گرفتن در معرض با توجه به روند تومورزا ، و نوع چربی در رژیم غذایی است . تولید اسیدهای چرب فرار مانند بوتیرات از الیاف تخمیر ممکن است به نقش فیبر در رژیم غذایی در سرطان روده بزرگ کمک می کند. اسید بوتیریک می تواند به عنوان یک عمل مهارکننده HDAC ، مهار عملکرد deacetylase هیستون آنزیم ها ، دولت acetylated از نتیجه ها هیستونها در سلول. هیستونها Acetylated میل پایین تر برای DNA از هیستونها غیر acetylated ، به علت خنثی سازی الکترواستاتیک تعامل اتهام است . به طور کلی ، آن است که تصور می کردند که عوامل رونویسی خواهد شد قادر به دسترسی به مناطق که در آن هیستونها شدیدا با DNA (به عنوان مثال ، غیر acetylated ، به عنوان مثال ، heterochromatin) مرتبط است. بنابراین ، آن است که تصور می کردند که اسید بوتیریک افزایش فعالیت رونویسی در مروج ، که معمولا خاموش شده یا کاهش یافته به دلیل فعالیت هیستون deacetylase شده است. دو مهار کننده های HDAC ، بوتیرات سدیم (NAB) و trichostatin (TSA) ، افزایش طول عمر در حیوانات آزمایشگاهی است . سیتریک اسید: اسید سیتریک یا جوهر لیمو یکی از اسیدهای آلی است که در لیموترش و پرتقال وجود دارد. فرمول شیمیایی آن C6H8O7 می‌باشد. و نام آیوپاک آن ‎2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid‎ است. یکی از ساده‌ترین روش هایی که برای تولید آن بکار می‌رود استفاده از قارچ آسپرژیلوس نایجر است اسید سیتریک یک اسید آلی ضعیف است . این ماده نگهدارنده طبیعی / محافظه کار و نیز استفاده می شود برای اضافه کردن اسیدی یا ترش ، طعم به غذاها و نوشابه های غیر الکلی است. در بیوشیمی ، پایه مزدوج اسید سیتریک ، سیترات ، مهم است به عنوان واسطه در چرخه اسید سیتریک است ، و در نتیجه در سوخت و ساز بدن از تقریبا تمام موجودات زنده اتفاق می افتد. سیتریک اسید یک ماده شیمیایی کالا ، و بیش از یک میلیون تن در هر سال توسط تخمیر تولید شده است. این است که عمدتا به عنوان اسیدی کننده ، استفاده می شود به عنوان یک طعم دهنده و به عنوان یک عامل کیلیت. در دمای اتاق ، اسید سیتریک ، یک پودر کریستالی سفید است. این هم می تواند وجود داشته باشد در فرم بی آب (بدون آب) و یا به عنوان یک مونو هیدرات است. از این فرم بی آب متبلور از آب داغ ، در حالی که مونو هیدرات شکل زمانی که اسید سیتریک است از آب سرد متبلور شده است. مونو هیدرات را می توان با حرارت دادن تا بالاتر از 78 درجه سانتی گراد به صورت بی آب تبدیل اسید سیتریک نیز در مطلق (بی آب) و اتانول (76 قسمت اسید سیتریک به ازای هر 100 قسمت از اتانول) حل در 15 درجه سانتی گراد در ساختار شیمیایی ، اسید سیتریک سهام خواص سایر اسیدهای کربوکسیلیک . هنگامی که بالاتر از 175 درجه سانتیگراد گرم می شود ، آن را از طریق از دست دادن تجزیه دی اکسید کربن و آب (دکربوکسیلاسیون را ببینید). اسید سیتریک اسید کمی قوی تر از نمونه کربوکسیلیک اسید است چرا که آنیون را می توان با واقع در مولکولهای بدن یا ماده هیدروژن باند از گروه های دیگر protic اسید سیتریک تثبیت شده است. کشف و تولید لیمو ، پرتقال ، لیمو و سایر مرکبات دارای غلظت بالایی از اسید سیتریک کشف اسید سیتریک شده است به قرن 8th فارسی اعتبار کیمیاگر جابر ابن Hayyan (Geber). دانشمندان قرون وسطی در اروپا آگاه بودند از ماهیت اسیدی از آب لیمو و آهک و دانش چنین است که در قرن 13th ثبت دانشنامه اسپکولوم Maius (آینه بزرگ) ، وارد شده توسط Vincent Beauvais [ ویرایش مورد نیاز اسید سیتریک برای اولین بار در سال 1784 توسط شیمیدان سوئدی کارل ویلهلم Scheele ، که آن را از آب لیمو متبلور شده جدا شد . در مقیاس صنعتی اسید سیتریک تولید بر اساس صنعت میوه های خانواده مرکبات ایتالیایی در سال 1890 آغاز شد . در سال 1893 ، C. Wehmer کشف پنی سیلیوم کپک می تواند اسید سیتریک از تولید شکر . با این حال ، تولید میکروبی اسید سیتریک تبدیل به صنعتی مهم نیست تا جنگ جهانی اول دچار اختلال صادرات مرکبات ایتالیایی. در سال 1917 ، شیمیدان جیمز Currie مواد غذایی به آمریکا کشف گونه های خاصی از کپک آسپرژیلوس نیجر می تواند کارآمد تولید کننده اسید سیتریک و شرکت گزارش آغاز شد سطح تولید صنعتی با استفاده از این تکنیک دو سال بعد ، پس از Citrique Belge در سال 1929. در این روش تولید است ، که هنوز مسیر عمده صنعتی اسید سیتریک مورد استفاده قرار امروز ، فرهنگ A. نیجر در تغذیه ساکارز یا گلوکز حاوی متوسط تا تولید اسید سیتریک است . منبع قند مشروب تند ذرت ، ملاس ، هیدرولیز نشاسته ذرت و یا دیگر راه حل های شیرین ارزان قیمت است. پس از این قالب از راه حل منجر به فیلتر ، اسید سیتریک است جدا تسریع آن را با آهک (هیدروکسید کلسیم ) به عملکرد کلسیم نمک سیترات ، اسید سیتریک که از آن توسط درمان با احیاء اسید سولفوریک . روش های دیگر : قبل از فرآیند تخمیر ، اسید اسکوربیک از میوه های خانواده مرکبات جدا شد. آب با آهک (CaO در) به سیترات رسوب کلسیم ، که جدا شد و برگشت به اسید تبدیل شده است ، درمان می شود. در سال 2007 ، در سراسر جهان تولید سالانه در حدود 1600000 تن ایستادند . [6] بیش از 50 درصد از این حجم در چین تولید شد . بیش از 50 ٪ بود به عنوان acidulent در نوشیدنی ها استفاده می شود ، حدود 20 درصد در برنامه های کاربردی مواد غذایی دیگر ، 20 درصد برای برنامه های کاربردی مواد شوینده و 10 ٪ برای برنامه های کاربردی مرتبط دیگر از مواد غذایی ، از قبیل لوازم آرایشی ، داروسازی و صنایع شیمیایی است. پیدایش : اسید سیتریک موجود در بزرگتر از مقدار بسیار کم در انواع میوه ها و سبزیجات ، میوه ها به ویژه مرکبات و لیمو و لیمو دارای غلظت بالایی از اسید می تواند تا آنجا که 8 ٪ از وزن خشک این میوه ها (حدود 47 را تشکیل می G / L در آب ). غلظت اسید سیتریک در محدوده میوه مرکبات از 0.005 مول / L برای پرتقال و گریپ فروت به 0.30 مول / L در لیمو و لیمو. در داخل گونه ها ، این ارزش ها است بسته به نوع رقم و شرایط که در آن میوه کاشته شد. بیوشیمی چرخه اسید سیتریک نوشتار اصلی : چرخه اسید سیتریک سیترات ، پایه مزدوج اسید سیتریک یکی از یک سری از ترکیبات دخیل در فیزیولوژیک اکسیداسیون چربی ها ، پروتئین ها و کربوهیدرات ها را به دی اکسید کربن و آب . این سری از واکنش های شیمیایی مرکزی به تقریبا تمام متابولیک واکنش است ، و منبع از دو سوم از انرژی مشتق از مواد غذایی در بالاتر موجودات زنده هانس آدولف کربس در سال 1953 جایزه نوبل در فیزیولوژی یا پزشکی برای کشف. مجموعه ای از واکنش های شناخته شده است با نام های مختلف ، از جمله "چرخه اسید سیتریک" ، "چرخه کربس" یا "Szent - Györgyi -- چرخه کربس "، و" اسید (TCA) چرخه tricarboxylic " نقش بیولوژیکی سیترات از مولفه های مهم استخوان ، کمک به تنظیم اندازه کریستال های کلسیم است . سیترات یک مهار کننده از phosphofructokinase ، که به تنظیم میزان گلیکولیز (و متعاقبا چرخه اسید سیتریک) در سلول کمک می کند. اسید سیتریک نیز به حذف اسیدهای چرب در رگ های خونی و کاهش فشار خون استفاده می شود. - استفاده غالب از اسید سیتریک به عنوان یک طعم دهنده و نگهدارنده در مواد غذایی و نوشیدنی ، به ویژه نوشیدنی های غیر الکلی است. در درون اتحادیه اروپا آن است که توسط تعدادی E مشخص می E330. نمکهای سیترات از فلزات مختلف استفاده می شود به ارائه آن دسته از مواد معدنی در یک فرم بیولوژیکی موجود در بسیاری از مکمل های غذایی است. بافر خواص سیتراتهای برای کنترل PH در پاک کننده های خانگی و داروسازی استفاده می شود . در ایالات متحده مورد نیاز خلوص اسید سیتریک به عنوان یک افزودنی غذایی تعریف شده غذایی ، شیمیایی مستندات ، است که توسط فارماکوپه ایالات متحده (USP ). غذاهای دیگر اسید سیتریک می تواند اضافه شود به عنوان مثال بستنی به عنوان یک عامل emulsifying نگه داشتن چربی از جدا ، به کارامل برای جلوگیری از تبلور سوکروز ، یا دستور العمل در محل از آب لیمو تازه. اسید سیتریک با استفاده از بی کربنات سدیم در طیف گسترده ای از فرمول های جوشان ، هر دو برای خوردن (به عنوان مثال ، پودر و قرص) و برای مراقبت شخصی (به عنوان مثال ، نمک حمام ، بمب ها حمام و نظافت از گریس) است. اسید سیتریک در باره محصولاتی که در شکل پودر خشک به فروش می رسد معمولا در بازارها و خواربار به عنوان "نمک ترش" ، به خاطر شباهت فیزیکی خود را به نمک طعام از فروش می رسد. استفاده در برنامه های آشپزی که در آن اسید مورد نیاز برای هر دو خواص شیمیایی آن و یا برای عطر و طعم ترش آن ، اما از اجزاء خشک مورد نیاز است و طعم اضافی ناخواسته است (به عنوان مثال ، به جای سرکه یا آب لیمو). نظافت و کیلیت عامل اسید سیتریک عالی است عامل کیلیت شدن ، فلزات الزام آور است . استفاده می شود برای حذف مقیاس از دیگهای بخار و اواپراتور. این را می توان مورد استفاده برای نرم کردن آب ، که باعث می شود آن را در مفید صابون و مواد پاک کننده لباس های شسته شده است. کیلیت فلزات در آب سخت ، امکان می دهد تا این پاک کننده فوم تولید و کار بهتر و بدون نیاز به نرم شدن آب است. سیتریک اسید ، مواد تشکیل دهنده فعال در برخی از راه حل های های تمیز کردن حمام و آشپزخانه است. محلول با غلظت 6 ٪ اسید سیتریک به لکه آب سخت را از شیشه بدون شستشو حذف شده است. در صنعت ، از آن استفاده شده است به حل کردن زنگ از فولاد است. اسید سیتریک می تواند در شامپو برای شستن موم و رنگ آمیزی از مو استفاده می شود . گویا از توانایی های کیلیت شدن آن ، اسید سیتریک اول موفق بود eluant مورد استفاده برای کل تبادل یونی جداسازی لانتانیدها ، در طول پروژه منهتن در 1940s . در 1950s ، آن را بسیار کارآمد تر جایگزین شد EDTA است . این می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای آهسته کردن تنظیمات از سیمان پورتلند. این می تواند تاخیر در تنظیم زمان قابل ملاحظه است.