ОКИСЛЕНИЕ КЛЕТЧАТКИ

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.

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

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.

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.