загрузка...

ОКИСЛЕНИЕ КЛЕТЧАТКИ

В аэробных условиях клетчатка расщепляется бактериями, грибами и актиномицетами. Среди бактерий основную роль, играют скользящие бактерии, отнесенные к порядкам Myxobacteriales и Cytophagales. Представители порядка Myxobacteriales обладают некоторыми особенностями, отличающими их от всех других бактерий: они имеют оформленное ядро. Оболочка их клеток более гонкая, чем у других бактерий, и слабее окрашивается красителями. У миксобактерий есть ряд особенностей в процессе размножения. Они делятся перетяжкой, а не образуют перегородку, как другие бактерии. Цикл развития у них более сложен. В зрелом, возрасте клетки имеют форму палочек. По мере старения они сжимаются и образуют шарики, называемые, микроцистами. Микроцисты менее устойчивы, чем бактериальные споры. Миксобактерии не обладают жгутиками и передвигаются ползанием. По-видимому, такое движение следствие неравномерного выделения слизи поверхностью клетки.

В отличие от многих микроорганизмов миксобактерии способны окислить целлюлозу кислородом, минуя анаэробную стадию. В результате воздействия миксобактерии на клетчатку образуются углекислота, вода и накапливается слизистая масса, содержащая продукты неполного окисления.

Миксобактерии предпочитают целлюлозу всем другим органическим источникам питания. Для усвоения ее необходимы экзоферменты, гидролизующие сложные молекулы полимера. У миксобактерий, по-видимому, такие ферменты имеются, но в окружающую среду они не выделяются. Клетчатка расщепляется только при непосредственном, контакте миксобактерии с клетками. При этом они не образуют колоний на поверхности фильтровальной бумаги пли других субстратов, содержащих целлюлозу, но располагаются непосредственно на волокнах (рис. 41). Среди бактерий, окисляющих целлюлозу, преобладают представители трех родов: Cytophaga, Sporocytophaga и Sorangium. Первые два организма представляют собой топкие палочки с заостренными концами (см. рис. 41). Отличие между ними заключается в том, что первый род не образует микроцист. Представители рода Sorangium имеют вид палочек с закругленными концами. Они способны к образованию микроцист. Несколько десятков микроцист, покрываясь общей слизистой оболочкой, формируют цисты. Представители родов Cytophaga и Sporocytophaga цист не образуют,

Cytophaga и Sporocyiophaga в основном используют клетчатку. Sorangium усваивает и другие органические соединения.

Помимо миксобактерии, активно используют клетчатку вибрионы из рода Cellvibrio. Они образуют на клетчатке обширные зоны желто-зеленых тонов. Другие виды бактерий, например из рода Pseudomonas, способны окислять клетчатку при отсутствии более простых органических соединений.

Рисунок

Рисунок

Грибы родов Fusarium, Trichoderma и др. также интенсивно разлагают целлюлозу. В отличие от миксобактерий грибы выделяют ферменты, гидролизующие целлюлозу, в окружающую среду.

Процессы разложения целлюлозы играют очень большую роль в круговороте углерода. В природных условиях благодаря деятельности целлюлозоразлагающих микроорганизмов древесина и растительные остатки вовлекаются в круговорот веществ. На сооружениях биологической очистки эти же микроорганизмы окисляют целлюлозное волокно, содержащееся в стоках целлюлозно-бумажных предприятий, бумажных фабрик и других производств.

Отрицательная роль целлюлозоразрушающих микроорганизмов и особенно грибов заключается в порче обмоток радиоаппаратуры и кабелей, мачт, шпал (обычно в тропических странах), в порче книг.

Для борьбы с целлюлозными микроорганизмами применяют различные антисептики.

ОКИСЛЕНИЕ ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗЫ

В состав древесины и растительных остатков наряду с клетчаткой входят гемицеллюлозы и лигнины. В природных условиях гемицеллюлозы окисляются даже более активно, чем целлюлоза. Способностью к расщеплению гемицеллюлоз обладают многие виды: среди бактерий—Bacillus, Cytophaga, Sporocytophaga, среди грибов—Aspergillus, Polyporus и др. В почвах состав микроорганизмов, расщепляющих гемицеллюлозу, определяется реакцией среды: в кислой почве преобладают грибы, в нейтральной и щелочной—бактерии.

Бактерии, расщепляющие гемицеллюлозы, в большом количестве обнаружены в аэротенках, очищающих сточные воды целлюлозно-бумажных комбинатов.

ОКИСЛЕНИЕ КРАХМАЛА

Крахмал откладывается в растительных клетках в качестве запасного питательного вещества. Клубни картофеля, зерна злаков в основном содержат крахмал. Крахмал состоит из амилозы и амилопектина. Амилоза представляет собой неразветвленный полисахарид, образуемый молекулами D-глюкозы. Амилопектин состоит из молекул D-глюкозы, образующих разветвленную цепь, кроме того в него входят остатки фосфорной кислоты, ионы магния и кальция. Амилоза растворяется в горячей воде без набухания. Характерное синее окрашивание, которое дает крахмал при взаимодействии с иодом,— результат присутствия в крахмале амилозы. Амилопектин в горячей воде набухает, в результате чего образуется крахмалистый клейстер. Крахмалы разного происхождения отличаются друг от друга степенью разветвленности и числом молекул глюкозы, входящих в полисахарид.

Крахмал расщепляется под влиянием фермента амилазы. Этот фермент есть у многих микроорганизмов, и потому расщепление крахмала не специфично для какой-либо группы бактерий или грибов.

Технические препараты амилазы получают с помощью грибов Aspergillus oryzae. Амилазу активно продуцируют многие бактерии из родов Bacillus, Pseudomonas и др. Не образуют амилазы дрожжи, и поэтому при производстве пива из ячменя крахмал предварительно осахаривают.

В результате воздействия амилаз на крахмал из него высвобождаются молекулы глюкозы, которые в дальнейшем окисляются обычным путем.

ОКИСЛЕНИЕ УГЛЕВОДОВ В ЛИМОННУЮ КИСЛОТУ

Окисление углеводов в цикле трикарбоновых кислот может идти не до конца. Если при полном окислении конечными продуктами являются углекислота и вода, то при частичном осуществлении цикла Кребса процесс может остановиться раньше, например на стадии образования лимонной, янтарной или яблочной кислот. Такие реакции особенно характерны для грибов. Некоторые из этих процессов Имеют промышленное значение. Например, с помощью гриба Aspergillus niger на отходах сахарного производства получают лимонную кислоту, применяющуюся в медицине (для консервирования кропи), в парфюмерии, кондитерской промышленности и других отраслях хозяйства. Лимонная кислота накапливается грибом в строго определенных условиях. Имеет значение рН среды, обеспеченность питательными веществами и микроэлементами. Лимонная кислота образуется при рН 2, в.нейтральной среде образуется щавелевая кислота, а при переокислении процесс идет до образования СО2. Продуцировать кислоты способны многие представители мукоровых грибов. Они образуют глюконовую, фумаровую, янтарную, молочную и другие кислоты.

<< | >>
Источник: Голубовская Э.К.. Биологические основы очистки воды. Учебное пособие. — М.: Высшая школа. — 268 с.. 1978

Еще по теме ОКИСЛЕНИЕ КЛЕТЧАТКИ:

  1. Валентность и степень окисления
  2. Окисление углеводов
  3. Окисление соединений марганца
  4. Окисление углеводородов
  5. Окисление этанола. получение уксусной кислоты
  6. 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ОКИСЛЕННОГО МОЛИБДЕНА
  7. Окисление соединений серы
  8. Окисление соединений записного железа
  9. 4.5. Установление рационального режима выщелачивания окисленного молибдена на основе математического моделировании
  10. 4Л. Определение эффективности флотации окисленного молибдена с использованием различных реагентов-собирателей
  11. 4.4. Основные результаты использования модифицированного собирателя для флотации окисленного молибдена при переработке смешанных руд Бугдаинекого месторождения
  12. Альдегиды
  13. 48. Формальдегид и ацетальдегид
  14. Кетоны
  15. Выводы 1.