ПРЕВРАЩЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМАМИ СОЕДИНЕНИЙ УГЛЕРОДА

Углерод входит в состав органических соединений, которые являются продуктами фотосинтеза зеленых растений. Гетеротрофные организмы, в том числе и микробы, используют эти соединения как источник энергии и промежуточных продуктов окисления для осуществления процессов жизнедеятельности.

Основную массу органических веществ почвы составляют остатки растительного происхождения. После отмирания растений происходит разрушение синтезированных ими органических соединений микроорганизмами. В зависимости от условий среды органические вещества подвергаются разрушению анаэробными или аэробными микроорганизмами. Конечными продуктами аэробного разложения органических веществ являются диоксид углерода и вода, анаэробного — спирт и кислоты. Первый этап — окисление глюкозы до пировиноградной кислоты, общий для аэробного и анаэробного расщепления.

Превращение углеводов в анаэробных условиях (процессы брожения)

Спиртовое брожение. При спиртовом брожении микроорганизмы превращают углеводы в этиловый спирт и диоксид углерода. Спиртовое брожение осуществляют дрожжи, в основном рода сахаромицес. В аэробных условиях бродящие дрожжи переходят к аэробному дыханию, что увеличивает коэффициент использования углеводов. При хлебопечении для получения большой массы продукта питательную среду, в которой размножаются дрожжи, аэрируют. При производстве спирта, наоборот, процесс ведут в анаэробных условиях. Дрожжи сбраживают не все сахара. Перед сбраживанием полисахариды под действием ферментов дрожжевой клетки распадаются на моносахариды. Дрожжи не способны сбраживать непосредственно крахмал или клетчатку, поэтому во многих производствах, основанных на спиртовом брожении, клетчатку предварительно подвергают кислотному гидролизу, а крахмал осахаривают при помощи солода.

Молочнокислое брожение. Молочнокислые бактерии обычно находятся в молоке и молочных продуктах, на растениях, в кишечнике животных и человека и почти не встречаются в воде и почве.

Существует три типа брожения, вызываемого молочнокислыми бактериями: гомоферментативное молочнокислое брожение, при котором из глюкозы образуется только молочная кислота; гетероферментатив- ное брожение, при котором из глюкозы кроме молочной кислоты образуются этиловый спирт и диоксид углерода; бифидоброжение, вызываемое бифидобактериями, при котором из глюкозы образуются уксусная и молочная кислоты.

Среди возбудителей типичного молочнокислого брожения различают шаровидные и палочковидные формы. Молочнокислый стрептококк чаще встречается в виде коротких цепочек и диплококков. Сливочный стрептококк образует длинные цепочки. Типичные молочнокислые палочки по своему составу неоднородны. В эту группу входят болгарская и ацидофильная палочки, палочка из сыра, палочки из кефира, кумыса и др. Все они тонкие, длинные, бесспоровые, грам- положительные.

Гетероферментативное молочнокислое брожение осуществляют бактерии родов лактобациллус, лейконосток и др. Ароматизирующие микроорганизмы придают кисломолочным продуктам приятные вкус и аромат. Для приготовления кисломолочных продуктов ароматобразу- ющие стрептококки соединяют с гомоферментативными — молочнокислыми и сливочными.

Поскольку молочнокислые бактерии способны синтезировать антибиотики и органические кислоты, они служат антагонистами гнилостной и болезнетворной кишечной микрофлор человека и животных.

Молочнокислые бактерии используют при производстве кисломолочных продуктов, кислосливочного масла, сыров, квашеных овощей.

Пропионовокислое брожение. Этот вид брожения имеет сходство с нетипичным молочнокислым брожением. Оно вызывается жизнедеятельностью пропионовых бактерий, которые находятся в молоке, молочных продуктах и почве. Они сбраживают молочную кислоту до пропионовой и уксусной кислот, диоксида углерода и воды. Пропи- оновокислые бактерии играют важную роль в созревании сыров. Эти бактерии используют также для получения витамина В12, который они продуцируют в больших количествах.

Маслянокислое и ацетонобутиловое брожение. Эти виды брожения вызывают бактерии рода клостридиум. Клостридии представляют собой палочковидные, в молодом возрасте подвижные клетки. В последующем с образованием спор и накоплением крахмалоподобного вещества — гранулезы — происходит потеря жгутиков. Маслянокислые бактерии развиваются в анаэробных условиях. Попадая в корма, они вызывают их порчу. Образуемая масляная кислота ухудшает качество корма, вызывает его прогоркание. Животные плохо поедают такой корм. Среди маслянокислых патогенных бактерий выделяются клостридиум ботулинум, развивающиеся в недостаточно простерилизо- ванных мясных продуктах, в консервах и вызывающие тяжелое пищевое отравление — ботулизм.

Возбудители маслянокислого брожения являются фиксаторами атмосферного азота. Масляную кислоту в виде эфиров используют в парфюмерной и кондитерской промышленности.

Ацетонобутиловое брожение имеет большое практическое значение, так как конечными продуктами его являются широко используемые в промышленности бутиловый, этиловый, изопропиловый спирты, ацетон, уксусная и масляная кислоты. Возбудителем этого брожения является клостридиум ацетобутиликум.

Смешанное кислое и бутандиоловое брожение. Его вызывают энтеробактерии (кишечные бактерии). В результате образуются органические кислоты (молочная, уксусная, янтарная, муравьиная), спирты (этанол, бутандиол), диоксид углерода и водород. Энтеробактерии представляют собой грамположительные, подвижные, неспорообразующие палочки. Среди них есть патогенные организмы, возбудители кишечных инфекций и пищевых отравлений.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >