Маслянокислое брожение углеводов

Маслянокислое брожение углеводов

Маслянокислое брожение углеводов— один из этапов круговорота углерода в природе. Этот процесс имеет широкое распространение. Всюду, где органические вещества находятся в анаэробных условиях, находят масляную кислоту: в почве, сыре и других естественных субстратах. В настоящее время установлено, что масля­ ная кислота в очень малых концентрациях, наряду с другими органическими кислотами, образуемыми часто в почве микроорганизмами, например янтарной, является физиологически активным веществом, стимулирующим рост растений. Кроме того, известно, что некоторые виды маслянокислых бактерий являются азотфиксаторами, улучшающими азотный режим почвы. Вследствие всего изложенного, маслянокислые бактерии — возбудители масляно- кислого брожения углеводов — очень полезные ризосферные бактерии сельскохозяйственных растений.

В то же время масляная кислота, накапливающаяся в значительных количествах в силосе при неправильной укладке силосуемой массы, портит вкус силоса и может вызвать нарушение пищеварения сельскохозяйственных животных. Нежелательно присутствие масляной кислоты в молочных продуктах — сыре и сливочном масле, — так как она вызывает их прогоркание.

Маслянокислые бактерии — облигатные анаэробы, — и процесс образования ими масляной кислоты представляет собой процесс анаэробного распада сахара на масляную кислоту и газы с освобождением свободной энергии.

Суммарное уравнение маслянокислого брожения следующее:

Считают, что образование масляной кислоты идет по следующей схеме:

Процесс ферментативного распада глюкозы до образования альдегида уксусной кислоты идет, как и при спиртовом брожении; далее, под действием фермента карболигазы происходит образование альдоля (альдегида В-оксимасляной кислоты), а из него образуется масляная кислота.

Маслянокислые бактерии — подвижные палочки (перитрихи), часто крупные. Их величина находится в пределах от 3 до 12 мк. Представители этой группы — бациллы, с клостридиальной или плектридиалыюй формой спорообразования. Споры маслянокислых бактерий имеют цилиндрическую или эллипсовидную форму, крупные (от 1 до 1,6 мк в длину). Все маслянокислые бактерии — облигатные анаэробы, и при культивировании их используют специальные приборы. В качестве энергетического материала они используют крахмал, воднорастворимые углеводы типа декстринов, ди- и моносахаров, органические кислоты — молочную и пировиноградную, и спирты — маннит и глицерин. Азот маслянокислые бактерии используют из органических и минеральных соединений, а некоторые представители этих бактерий усваивают атмосферный азот. Характерными чертами физиологии маслянокислых бактерий является способность разлагать крахмал до сахаров и отлагать в своих клетках гранулезу.

Наиболее типичный представитель этой группы — маслянокислая бацилла, впервые описанная Виноградским — Clostridium pasteurianum. Она почти повсеместно распространена, ее обнаруживают примерно в 70—80% всех исследуемых почв. Вегетативная форма ее — прямая палочка со слегка заостренными кончиками: одиночные или парные, очень подвижна; спорулирующая — в виде веретена (рис. 41).

Культивирование Clostridium pasteurianutn можно производить на ряде сред, например на среде Виноградского следующего состава: вода — 1 000 мл, глюкоза — 20 г, К 2НР04 —1 г, MgS04х

X7Н 20—0,5 г, NaCl, FeS0 4, MnS04 —следы.

Дата добавления: 2015-08-29