아세토박터 아세티

Acetobacter aceti
아세토박터 아세티
과학 분류
도메인:
박테리아
문:
슈도모나도타
클래스:
알파프로테오박테리아
주문:
로도스피릴레스
가족:
아세토박터과
속:
아세토박터
종:
A. 아세티
이항명
아세토박터 아세티

아세토박터 아세티(acetobacter aceti)는 그람 음성 박테리아로 주변 편모를 이용하여 이동합니다. 루이스 파스퇴르는 1864년 에탄올이 아세트산으로 전환되는 원인임을 증명했습니다. 꽃, 과일, 꿀벌, 물 및 토양을 포함한 알코올성 생태 틈새에 존재하는 환경 어디에서나 존재하는 양성 미생물입니다.[1] 이 미생물은 설탕 발효가 일어나는 곳이면 어디든 삽니다. 일반적으로 포도당이나 기타 탄소원과 같은 당이 풍부한 기질에서 자랍니다. 최고 온도 35도, pH 5.5~6.3의 25~30도 범위에서 가장 잘 번성합니다.[1] 오랫동안 발효 산업에서 알코올로부터 아세트산을 생산하는 데 사용되었습니다. A. aceti는 절대적인 aerobe이며, 이는 산소가 말단 전자 수용체로 사용됨에 따라 산소가 성장하는 데 필요하다는 것을 의미합니다.[2]

아세토박터 아세티는 포도주나 사이다에 들어있는 에탄올을 아세트산으로 전환시켜 식초 생산에 사용되기 때문에 경제적으로 중요합니다. A. aceti에 의해 생성된 아세트산은 아세트산염 레이온의 제조, 플라스틱 생산, 고무 생산 및 사진 화학 물질에도 사용됩니다. A. aceti는 산성화된 세포질을 가지고 있기 때문에 산성 환경에서 생존할 수 있으며, 이는 유전체의 거의 모든 단백질이 산성 안정성을 진화시키는 것으로 간주됩니다. A. aceti는 단백질이 산 안정성을 얻을 수 있는 과정을 이해하는 데 중요하게 되었습니다.

역사

아세토박터 아세티의 역사는 식초 생산 및 미생물 발효의 역사와 맞물려 있습니다. 발효 과일이나 곡물에서 나오는 식초의 생산은 수천 년 전으로 거슬러 올라갑니다. 고대 문명은 식초를 약용과 요리용으로 사용했습니다. 시간이 지날수록 사람들은 산소가 있는 상태에서 설탕을 알코올로 바꾼 다음 식초로 바꾸는 발효 과정에 점점 더 많은 관심을 기울였습니다. 19세기 후반, 마르티누스 베이제린크(네덜란드 미생물학자)는 식초 생산에 관여하는 다양한 박테리아, 특히 아세토박터 속을 분리했습니다.[3] 20세기 초, 과학자 루이 파스퇴르의 연구는 알코올이 아세트산으로 전환되는 데 있어서 아세토박터 아세티의 역할을 밝혀냈습니다. 오늘날, A. aceti는 Alphaproteobacter 분류의 Acetobacteraceae 과에 속하는 아세토박터 속의 종으로 인식됩니다.[4] A. aceti에 대한 연구는 바이오 연료 생산, 생물 정화, 식품 발효 및 바이오 폴리머 합성을 포함한 식초 생산을 넘어 생명 공학적 응용 분야로 확장되었습니다.[5]

산업용

아세트산 생성

아세티(A. aceti)는 식초의 주성분인 아세트산의 대량 생산에 사용됩니다. 식초 생산의 발효 과정에서 와인과 사이다에 작용하여 초산으로 식초를 생성하는 데 사용됩니다. 실리콘 튜브 반응기에 의해 변환될 수 있으며, 이는 산화로 발효 과정을 돕습니다. A. aceti는 에탄올로부터 고농도의 아세트산을 생성하는 동시에 아세트산에 대한 내성이 높아 산업용 식초 생산에 널리 사용됩니다.[6]

당뇨병의 잠재적 치료법

당뇨병은 수백만 명의 미국인들이 힘들어하는 문제입니다. 연구원들은 이에 대한 치료법을 찾기 위해 노력하고 있으며, A. aceti는 중요한 역할을 할 수 있습니다. 프로바이오틱스는 당뇨병 치료를 위한 방법으로 확인되었습니다. 게다가, 과학자들은 크롬과 아연이 풍부한 아세토박터 아세티를 프로바이오틱스의 저혈당 효과를 향상시킬 수 있는 것으로 확인했습니다. 이 아세토박터 아세티를 제2형 당뇨병 환자들의 일반적인 치료제인 메트포르민과 비교하는 실험을 진행했습니다. 실험 후, 그들은 박테리아인 아세토박터 아세티가 인슐린 분비를 증가시키고 손상된 췌장 조직을 복구하는 데 도움이 된다는 결론을 내릴 수 있었습니다.

셀룰로오스 생산

셀룰로오스는 식물, 조류, 곰팡이 및 일부 박테리아의 세포벽에서 발견될 수 있는 탄수화물, 구체적으로 다당류입니다. A. aceti는 아세트산의 생성과 에탄올의 산화를 통해 박테리아 셀룰로오스의 합성에 중요한 역할을 합니다. 박테리아 셀룰로오스는 매우 순수하고 결정질의 구조로 인해 식물 셀룰로오스와는 독특합니다. 이 박테리아 셀룰로오스는 높은 순도, 강도 및 고유한 특성으로 평가됩니다. 생물막, 의료용 드레싱 및 식품 생산에 사용됩니다.[8][9]

안전.

A. aceti는 인체 병원체로 보고되지 않았습니다. 사람의 피부는 박테리아가 성장할 수 있는 최적의 조건을 제공하지 않기 때문에 아세트산을 생산하기 위해 종을 사용하는 공장에서 안전하게 다룰 수 있습니다. 하지만, 몇몇 증거들은 그것이 비록 세상에 자연적으로 존재하지만, 식물과 다른 식물군에 해로울 수 있다는 것을 나타냅니다.[10]

성장

산화는 A. aceti의 성장을 촉진하는 데 사용됩니다. 박테리아의 샘플은 몇 개의 실리콘 튜브에 있습니다. 이 튜브는 산소에 투과되어 일반적인 실온보다 따뜻한 지역에 방치되어 배양됩니다. 아세토박터 아세티는 포도당의 탄소원과 함께 성장하기 위해 고군분투합니다. 그러나, 은 에탄올 배지에서 잘 자랍니다.[2] 에탄올은 A. aceti의 성장에 매우 중요한 화합물입니다. 에탄올의 산화는 TCA 사이클 유전자의 발현을 낮추는 아세테이트로 이어집니다. 그러나 에탄올이 첨가되면 아세테이트가 소비되기 시작하여 에탄올 산화 시 글리옥실레이트 경로가 조절되지 않기 때문에 이는 변경되었습니다. 이는 에탄올이 대사 경로의 상향 조절을 위한 탄소원으로서 중요하다는 것을 의미합니다.[11]

대사

A. aceti는 고농도의 아세트산에서 생존하는 능력 때문에 독특한 미생물입니다. 아세테이트 과산화는 대사 경로와 펌프의 불균형으로 인한 것입니다. 이 미생물이 포함하고 있는 독특한 특징은 유출 펌프와 대사가 다양한 환경에 적응하는 능력입니다. 펌프는 세포가 항상성을 유지하도록 돕는 동시에 독성 입자가 세포막과 세포질을 통과하는 수송 메커니즘 역할을 합니다. 다음으로, 대사는 주변 환경에 적응할 수 있고 필요할 때 아세테이트 대사를 돕는 유전자를 발현할 수 있습니다.[12]

파인애플의 핑크병

A. aceti는 자연적으로 발생하고 세계적으로 널리 퍼져 있기 때문에 아직까지 인간에게 위협이 된다는 증거는 없지만 최근 연구에서는 파인애플에 약간의 해로운 영향을 미치는 것으로 의심되고 있습니다. 파인애플의 분홍색 병으로 인해 과일이 약간 분홍색으로 변했다가 결국 갈색으로 변했다가 썩게 됩니다. 사과나 배와 같은 다른 과일들에 대해서도 비슷한 실험들이 실험되었고 그 결과는 썩은 과일들로 끝이 납니다. 하지만, 이 박테리아는 과일에 살점이 드러나 있고, 과일의 침입을 둘러싼 온도가 평균보다 따뜻할 때만 효과적인 것으로 보입니다. 다른 아세토박터 종의 발견으로 A. aceti가 파인애플의 분홍색 변색 질환의 유일한 원인이라는 회의가 있습니다. 아세토박터 속의 다른 종들에 대한 연구들은 아직도 진행 중인데, 왜냐하면 15종의 다른 종들도 썩어가는 과일에서 발견되었기 때문입니다.

참고문헌

  1. ^ a b Raspor, Peter; Goranovič, Dušan (January 2008). "Biotechnological Applications of Acetic Acid Bacteria". Critical Reviews in Biotechnology. 28 (2): 101–124. doi:10.1080/07388550802046749. ISSN 0738-8551.
  2. ^ a b Sengun, Ilkin Yucel; Karabiyikli, Seniz (May 2011). "Importance of acetic acid bacteria in food industry". Food Control. 22 (5): 647–656. doi:10.1016/j.foodcont.2010.11.008.
  3. ^ Gomes, Rodrigo José; Borges, Maria de Fátima; Rosa, Morsyleide de Freitas; Castro-Gómez, Raúl Jorge Hernan (2018). "Acetic Acid Bacteria in the Food Industry: Systematics, Characteristics and Applications" (PDF). Food Technology and Biotechnology. 56 (2). doi:10.17113/ftb.56.02.18.5593.
  4. ^ "National Center for Biotechnology Information". www.ncbi.nlm.nih.gov. Retrieved 2024-03-19.
  5. ^ Gillis, M.; Kersters, K.; Gossele, F.; Swings, J.; De Ley, J.; MacKenzie, A. R.; Bousfield, I. J. (1983-01-01). "Rediscovery of Bertrand's Sorbose Bacterium (Acetobacter aceti subsp. xylinum): Proposal to Designate NCIB 11664 in Place of NCIB 4112 (ATCC 23767) as the Type Strain of Acetobacter aceti subsp. xylinum: Request for an Opinion". International Journal of Systematic Bacteriology. 33 (1): 122–124. doi:10.1099/00207713-33-1-122. ISSN 0020-7713.
  6. ^ Nakano, Shigeru; Fukaya, Masahiro (June 2008). "Analysis of proteins responsive to acetic acid in Acetobacter: Molecular mechanisms conferring acetic acid resistance in acetic acid bacteria". International Journal of Food Microbiology. 125 (1): 54–59. doi:10.1016/j.ijfoodmicro.2007.05.015.
  7. ^ Huang, Yong-Yi; Qin, Xiang-Kun; Dai, Yuan-Yuan; Huang, Liang; Huang, Gan-Rong; Qin, Yan-Chun; Wei, Xian; Huang, Yan-Qiang (2022-06-15). "Preparation and hypoglycemic effects of chromium- and zinc-rich Acetobacter aceti". World Journal of Diabetes. 13 (6): 442–453. doi:10.4239/wjd.v13.i6.442. ISSN 1948-9358. PMC 9210545. PMID 35800410.
  8. ^ Okiyama, Atsushi; Shirae, Hideyuki; Kano, Hideo; Yamanaka, Shigeru (November 1992). "Bacterial cellulose I. Two-stage fermentation process for cellulose production by Acetobacter aceti". Food Hydrocolloids. 6 (5): 471–477. doi:10.1016/S0268-005X(09)80032-5.
  9. ^ Dayal, Manmeet Singh; Goswami, Navendu; Sahai, Anshuman; Jain, Vibhor; Mathur, Garima; Mathur, Ashwani (April 2013). "Effect of media components on cell growth and bacterial cellulose production from Acetobacter aceti MTCC 2623". Carbohydrate Polymers. 94 (1): 12–16. doi:10.1016/j.carbpol.2013.01.018.
  10. ^ "Acetobacter aceti Final Risk Assessment – Biotechnology Program Under Toxic Substances Control Act (TSCA) – US EPA". epa.gov. 27 September 2012. Retrieved 1 June 2013.
  11. ^ Sakurai, Kenta; Arai, Hiroyuki; Ishii, Masaharu; Igarashi, Yasuo (March 2012). "Changes in the gene expression profile of Acetobacter aceti during growth on ethanol". Journal of Bioscience and Bioengineering. 113 (3): 343–348. doi:10.1016/j.jbiosc.2011.11.005.
  12. ^ Nakano, Shigeru; Fukaya, Masahiro (June 2008). "Analysis of proteins responsive to acetic acid in Acetobacter: Molecular mechanisms conferring acetic acid resistance in acetic acid bacteria". International Journal of Food Microbiology. 125 (1): 54–59. doi:10.1016/j.ijfoodmicro.2007.05.015.

외부 링크