Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Способы получения энергии хемогетеротрофами лежат в основе важнейших биохимических процессов, используемых в пищевых производствах или лежащих в основе порчи сырья, полуфабрикатов и готовой продукции пищевых производств с помощью микроорганизмов.
В качестве источников энергии они могут использовать широкий круг органических веществ, чаще углеводы, а также спирты (одноатомный - этиловый спирт, трехатомный - глицерин; шестиатомные спирты - сорбит, маннит и др.), аминокислоты, пурины, пиримидины, жиры, органические кислоты и др.
Большинство хемогетеротрофов получают энергию и синтезируют углеродный скелет клеток из одного и того же органического соединения.
Хемогетеротрофы получают энергию четырьмя способами.
1. Аэробное дыхание. Донорами водорода (электронов) при дыхании служат органические вещества, конечным акцептором водорода является молекулярный кислород. В результате дыхания происходит полное окисление органических веществ до СО2 и Н2О и выделяется большое количество тепловой энергии:
С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6 Н2О + 2822 кДж
глюкоза
Такое количество энергии соответствует всему запасу свободной энергии, заключенному в I грамм-молекуле глюкозы. Этим путем получают энергию многие аэробные бактерии и некоторые дрожжи, используемые для получения хлебопекарных и кормовых дрожжей.
При аэробном дыхании примерно 50% энергии теряется в виде тепла. Этим объясняется явление термогенеза - самосогревание больших рыхлых, хорошо аэрируемых скоплений растительных масс (сена, зерна, силоса, навоза, торфа и др.), это приводит иногда к самовозгоранию сена, торфа и т.п.
2.Неполное окисление органических веществ. В аэробных условиях окисление органических веществ может идти не до СО2 и Н2О, a до образования промежуточных недоокисленных продуктов и Н2О. Донорами водорода служат органические вещества, а акцептором - молекулярный кислород. При этом энергии освобождается значительно меньше. Такой способ получения энергии называется неполным окислением, например окисление этилового спирта до уксусной кислоты уксуснокислыми бактериями:
С2Н5ОН + О2 ---àСН3СОООН + Н2О + 487 кДж
Этиловый Уксусная
спирт кислота
Многим мицелиальным грибам свойственно неполное окисление углеводов. Грибы окисляют их с образованием лимонной, глюконовой, щавелевой и других органических кислот.
3. Брожение. Процесс брожения - это неполное окисление органических веществ в анаэробных условиях. Донорами водорода при брожении являются органические вещества, акцепторами водорода - также органические вещества. Это промежуточные продукты брожения, которые при этом восстанавливаются. При брожении энергии выделяется значительно меньше, чем при окислении 1 грамм-молекулы глюкозы в аэробных условиях, например, при спиртовом брожении дрожжами,- всего 118 кДж
С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО2 + 118 кДж
Глюкоза Этиловый спирт
Другие виды брожения (молочнокислое, маслянокислое и т.д.) протекают также с неполным выделением энергии глюкозы, так как часть свободной энергии переходит в образующиеся восстановленные продукты брожения, которые накапливаются в среде.
4. Анаэробное дыхание. Небольшое число бактерий (денитрифи-цирующие, десульфатирующие) в анаэробных условиях окисляют органические вещества - доноры водорода не с помощью молекулярного кислорода, а с использованием связанного кислорода, находящегося в молекуле натратов и сульфатов. Эти неорганические вещества богаты кислородом и являются акцепторами водорода.
Анаэробное дыхание бывает двух типов: нитратное и сульфатное. Окисление органических соединений кислородом нитратов называется нитратным дыханием:
5С6Н12О6 + 24KNO3--à24KHCO3 + 18H2O + 12N2 + 6CO2+1760 кДж
Окисление органических веществ кислородом сульфатов называется сульфатным дыханием:
C6H12O6 + 3K2SO4--à3K2CO3 + 3H2O + 3H2S + 1760 кДж
Процессы анаэробного дыхания сопровождаются значительным выделением энергии.
Дата публикования: 2014-11-04; Прочитано: 1988 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!