Energetický metabolismus chemoorganotrofních bakterií

Kvašení bakterií rodu Clostridium

Zcela specifický typ fermentace pyruvátu probíhá u sacharolytických klostridií (např. Clostridium butyricum, C. acetobutylicum). Pyruvát je oxidačně dekarboxylován za součinnosti koenzymu A na acetyl-CoA. Koenzymem oxidoreduktasy katalyzující tuto reakci je ferredoxin, díky němuž je reakce doprovázena uvolněním plynného vodíku. Silná produkce plynů – CO₂ a H₂, má velký význam při kažení potravin vlivem klostridií. Kondenzací dvou acetyl-CoA vzniká acetoacetyl-CoA, který je následně metabolizován řadou různých reakcí na jednotlivé metabolické produkty: butyrát (anion kyseliny máselné), butanol, aceton, 2-propanol, kyselinu b-hydroxymáselnou a v malé míře i kyselinu octovou a ethanol.

Kyselina máselná je velmi nepříjemně a intenzivně páchnoucí tekutina. Máselné kvašení je nežádoucí zejména při výrobě zrajících sýrů, kdy kontaminace klostridiemi může vést k tzv. pozdnímu duření sýrů (silná tvorba plynů a produkce kyseliny máselné, může být doprovázena i proteolytickými změnami). Velmi nežádoucí je máselné kvašení při výrobě fermentovaných krmiv – siláží, kdy dochází k jejich znehodnocení. Nekvalitní siláže mohou být zdrojem alimentárních patogenů, např. Listeria monocytogenes. Na druhou stranu se průmyslová produkce kyseliny máselné využívá k přípravě vonných esterů ve voňavkářství.

Aceton-butanolové kvašení, doprovázené tvorbou malého množství ethanolu, má význam při výrobě rozpouštědel a výbušnin. Anaerobní bakterie, včetně klostridií, se uplatňují při anaerobním čištění odpadních vod a vyhnívání organického materiálu v bažinách a stojatých vodách. Produkované plyny – vodík a oxid uhličitý, jsou zde využívány methanovými bakteriemi.