2) Образование щавелевой кислоты
При катаболизме глюкозы образуется две молекулы пировиноградной кислоты. Вначале одна из них подвергается реакциям окислительного декарбоксилирования, в результате которых образуется ацетил-КоА (активированная уксусная кислота) и запускается цикл Кребса.
Вторая молекула пирувата под действием пируваткарбоксилазы конденсируется с молекулой диоксидоуглерода с образованием щавелево-уксусной кислоты. При установившемся цикле щавелевоуксусная кислота образуется из яблочной (малата):
Затем следует гидролитический распад щавелевоуксусной кислоты до щавелевой под действием оксалоацетатгидролазы:
3) Образование лимонной кислоты
Лимоннокислое брожение - это окислительный аэробный процесс превращения сахаров в лимонную кислоту микроорганизмами, что обусловлено повышенной активностью у них цитратсинтетазы. 7
С6Н12О6
Глюкоза
СН3 СО СООН СН3 СО СООН
Пируват
Пируват
СО2 + СО2
СН3 СО S КоА + НООС СН2 СО СООН
Ацетил
КоА Оксалоацетат
Лимонная кислота
Рис. 6. Схема лимонно-кислого брожения
Основные возбудители - грибы родов Aspergillus (виды Aspergillus awamori, A.clavatus, A.japonicus, A.wentii), Penicillium(виды Penicillium chrysogenum, P.citrinum, P.citrogenum, P.luteum), Mucor piriformis, Ustina и др. В настоящее время основными продуцентами являются различные штаммы гриба Aspergillus niger. Образование лимонной кислоты осуществляется в цикле трикарбоновых кислот в результате конденсации оксалоацетата и ацетил КоА при участии фермента цитрат-синтетазы (рис. 5).
В ходе реакций образования уксусной кислоты, на первых этапах пировиноградная кислота претерпевает ряд сложных превращений, катализируемых особой ферментной системой. Сначала трехуглеродная пировиноградная кислота подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием активированной формы уксусной кислоты - ацетил-КоА и двуокиси углерода.
Необходимые для реакции оксалоацетат и ацетил КоА образуются из двух молекул пирувата: одна молекула пирувата подвергается декарбо-ксилированию с образованием ацетил КоА, вторая - карбоксилируется, давая оксалоацетат. Пируват образуется по пути гликолиза, Эмбдена. Все ферменты этого пути, а также пируватдегидрогеназа, пируваткарбоксилаза и цитрат-синтетаза обнаружены у A. niger. В результате рассмотренной реакции одна молекула сахара (С6Н12О6) превращается в одну молекулу лимонной кислоты (С6Н8О7).
Способность образовывать лимонную кислоту в больших количествах микроскопическими грибами широко используется для ее промышленного производства. Наиболее активные штаммы Aspergillus niger превращают до 90% потребленного сахара в лимонную кислоту. 8
Лимонную кислоту также получают с помощью дрожжей из н-парафинов. Способность продуцировать эту кислоту широко распространеа у различных видов дрожжей рода Сandida (Сandida lipolytica, C.guilliermondii, C.oleophila? C.parapsilosis, C.tropicalis,C.zeylanoides).