Превращение органических веществ, содержащих азот - раздел Биология, Микробиология является сравнительно молодой наукой Кроме Рассмотренных Выше Микробиологических Процессов Превращения Органическ...
Кроме рассмотренных выше микробиологических процессов превращения органических углеродсодержащих соединений, большое значение имеют превращения органических азотсодержащих веществ.
Гнилостные процессы. Гниение - это процесс глубокого разложения белковых веществ микроорганизмами. Одним из конечных продуктов разложения белков является аммиак (NH3), поэтому процесс гниения называют также аммонификацией белковых веществ, а бактерии - гнилостными или аммонификаторами.
Белки, подобно другим высокомолекулярным соединениям, в неизменном виде внутрь бактериальной клетки проникнуть не могут, а поэтому вначале подвергаются расщеплению вне клетки под влиянием микроорганизмов, обладающих протеолитическими ферментами, которые по характеру действия являются экзоферментами. Расщепление белков происходит ступенчато:
белки —> пентоны -> полипептиды -> аминокислоты
Дальнейшая судьба образовавшихся при расщеплении белков аминокислот различна. Они диффундируют внутрь клетки и могут использоваться микроорганизмами либо в строительном обмене для биосинтеза белков клетки или как источник углерода и азота, либо подвергаются дезаминированию или декарбоксилированию.
Дезаминирование аминокислот приводит к отщеплению аминогруппы, из которой образуется аммиак и накопление органических кислот жирного ряда - масляной, уксусной, пропионовой, муравьиной и др. оксикислот, кетокислот, а также высокомолекулярных спиртов. Промежуточные продукты распада аминокислот претерпевают различные превращения в зависимости от вида бактерий и условий, в которых пропекает процесс гниения.
Аэробные микроорганизмы осуществляют их полное окисление до минеральных веществ и в качестве конечных продуктов образуются, кроме аммиака, углекислота (весь углерод белковых веществ выделяется в виде СО2), вода, а также сероводород и иногда меркаптаны, обладающие запахом тухлых яиц. Сероводород и меркаптаны образуются из серусодержащих аминокислот - цистина, цистеина, метионина. В случае гнилостного распада нуклеопротеидов образуются соли фосфорной кислоты.
В анаэробных условиях не может происходить полного окисления промежуточных продуктов распада аминокислот и они накапливаются в среде. Кроме того, в анаэробных условиях происходит декарбоксилирование аминокислот (то есть их разложение с выделением СО2), при этом образуются дурно пахнущие вещества: индол, скатол, фенол, крезол; индол и скатол образуются обычно из триптофана. При декарбоксилировании аминокислот образуются диамины - кадаверин (из лизина) и амины - путресцин (из орнитина). Их производные - нейрин, мускарин, сепсин, гадалин, являются трупными ядами, обладающими ядовитым действием, и могут вызвать отравление.
Возбудителями гниения в основном являются бактерии. К аэробным гнилостным бактериям относятся в основном спорообразуюшие палочковидные бактерии - Bacillus subtilis (сенная палочка), В. mycoides , В.megaterium(рис.5.5). Неспорообразующими аэробными амонификаторами являются пигментообразующая палочка Pseudomonas fluorescens, обладающая не только протеолитическими ферментами, но и липазой. Она является психрофилом, вызывает порчу продуктов содержащих белки и жиры при хранении продуктов в охлажденном состоянии.
К факультативно-анаэробным аммонификаторам относятся неспорообразующие палочковидные бактерии Proteus vulgaris (вульгарный протей) и Escherichia coli (кишечная палочка) (рис.5.5 и 5.6).
К строгим анаэробам, вызывающим процесс гниения относятся спорообразующие палочковидные бактерии Clostridium putrificum, Clostridium sporogenes(рис.5.6).
Значение процесса гниения. Гнилостные бактерии являются вредителями многих пищевых продуктов, обладающих высокой пищевой ценностью - мяса и мясопродуктов, рыбы и рыбопродуктов, молока, яиц и др.
В природе (в воде, почве) активно разлагаются отмершие животные и растения, минеральные белковые вещества и тем самым играют важную роль в круговороте углерода и азота.
Микробиология наука о мельчайших живых существах микро организмах которые широко распространены в природе Мир микроорганизмов включает много... Иногда к микроорганиз мам относят вирусы которые не имеют клеточного строения... Микроорганизмы играют очень важную роль в круговороте веществ на Земле участие в круговороте углерода в...
Бактериальной (прокариотной) клетки.
К обязательным структурам клетки относятся: клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, рибосомы, нуклеоид (рис.3).
Клеточная стенка придает форму клетке, предохраняет её от неблагопри-
Конструктивный обмен
Конструктивный обмен веществ заключается в биосинтезе основных клеточных компонентов из поступивших в клетку веществ питательной среды. Конструктивный обмен направлен на синтез четы
Химический состав клеток микроорганизмов
В клетках микроорганизмов содержится 75-85% воды, остальные 15-25% составляет сухое вещество. Вода в клетке находится в свободном и связанном состоянии. Связанная вода входит в сос
Энергетический обмен
Для переноса питательных веществ через ЦПМ и синтеза из них основных компонентов клетки, размножения, движения, микроорганизмам необходима энергия, поэтому отдельные химические реакции, обусловлив
Получение энергии хемогетеротрофами.
Способы получения энергии хемогетеротрофами лежат в основе важнейших биохимических процессов, используемых в пищевых производствах или лежащих в основе порчи сырья, полуфабрикатов и готовой проду
Микроорганизмов.
Для культивирования микроорганизмов применяют питательные среды, которые должны содержать все вещества, необходимые для их роста. Предложены сотни различных сред для культивирования
Основные типы питательных сред
По составу принято выделять естественные или натуральные среды неопределенного состава и синтетические среды.
Естественными (натуральными) назыв
Способы культивирования микроорганизмов.
Культивирование микроорганизмов можно поводить поверхностным или глубинным, периодическим или непрерывным методами, в аэробных или анаэробных условиях. Большое значение при выборе с
Температура.
Важнейшим фактором внешней среды является температура. Она определяет скорость размножения микроорганизмов, а также интенсивность протекания химических реакций в процессах обмена веществ в клетках.
Влажность
На жизнедеятельность микроорганизмов большое влияние оказывает влажность среды. Вода входит в состав их клеток (до 85%) и поддерживает тургорное давление в них. Питательные вещества
Осмотическое давление.
Для жизнедеятельности микроорганизмов большое значение имеет осмотическое давление среды, которое определяется концентрацией растворенных в ней веществ. В естественных средах обитан
Концентрация водородных ионов
Концентрация водородных ионов (рН) в среде обитания является важным фактором, определяющим возможность роста и размножения микроорганизмов. Водородный показатель реакции среды рН показывает степень
Окислительно-восстановительные условия среды.
Молекулярный кислород является одним из важнейших факторов внешней среды, определяющим направление биохимических реакций, осуществляемых микроорганизмами в энергетическом обмене. Отношение микроорг
Энергия электромагнитных излучений
Воздействие на микроорганизмы различных форм лучистой энергии, представляющих собой электромагнитные колебания с различной длиной волны, проявляется по-разному. Биологическое действие излучений зав
Ионизирующие излучения.
К ним относятся космические, рентгеновские лучи и радиоактивные излучения (a-, b- , g лучи), возникающие при распаде радиоактивных элементов. Они имеют наиболее короткую дли
Ультрафиолетовые лучи.
Действие Уф-лучей на микроорганизмы сходно с ионизирующими излучениями: они вызывают либо гибель, либо мутации микроорганизмов в зависимости от вида микроорганизмов, дозы и продолжительности облуче
Лазерное излучение.
Это излучение представляет собой фокусированное в виде пучка электромагнитное излучение в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового спектров. Оно обладает очень большой энергией и способно вы
Ультразвук
Ультразвуки (УЗ)1 - это механические колебания с частотами выше 20000 Гц2(20 кГц), что находится за пределами частот, воспринимаемых человеком.
УЗ-колебания ускоряют
Биотические факторы
В естественных условиях обитания, в том числе и на пищевых продуктах, совместно развиваются различные микроорганизмы. В процессе эволюции возникли и сформировались различные формы взаимоотношений м
Ассоциативные формы симбиоза.
Ассоциативные взаимоотношения широко распространены в природе. Именно на них основан круговорот веществ в природе. К ассоциативным взаимоотношения относятся метабиоз, мутуализм
Антагонистические формы симбиоза.
Это группа симбиотических взаимоотношений, которые выражаются в явлениях антагонизма, антибиоза, паразитизма и хищничества.
Антагонизм - это такой тип взаимоотношений,
Антропогенные факторы.
Этот вид экологических факторов является следствием хозяйственной деятельности человека, в процессе которой происходит загрязнение окружающей среды. Основными источниками загрязнени
Анаэробные процессы
К анаэробным процессам относятся спиртовое, молочнокислое, пропионовокислое, маслянокислое брожение и брожение пектиновых веществ.
Спиртовое брожение.Вызыв
Практическое использование спиртового брожения
Этиловый спирт находит широкое применение во многих отраслях народного хозяйства. Основными потребителями спирта являются пищевая, медицинская и химическая промышленности. Ведущиес
Молочнокислое брожение
Оно вызывается молочнокислыми бактериями и является для них единственным источником энергии. Молочнокислое брожение - это процесс превращения ими углеводов в молочную кислоту.
Пропионовокислое брожение
Оно вызывается пропионовокислыми бактериями, относящимися к роду Propionibacterium (рис.5.3 а).
Единственным источником энергии для них является процесс сбраживания раз
Маслянокислое брожение
Маслянокислое брожение представляет собой сложный процесс превращения сахара маслянокислыми бактериями в анаэробных условиях с образованием масляной кислоты, диоксида углерода и водорода по уравнен
Практические значение маслянокислого брожения
В природе маслянокислым бактериям принадлежит важная роль в круговороте углерода в природе. Масляная кислота - широко распространенный продукт анаэробного разложения различных орган
Ацетонобутиловое брожение.
Близким к маслянокислому является ацетонобутиловое брожение, в процессе которого образуется значительно большее количество бутилового спирта и ацетона, чем при обычном маслянокислом брожении. При э
Брожение пектиновых веществ.
В растениях, особенно в плодах, ягодах, корнеплодах содержится много пектиновых веществ. Они входят в состав срединных пластинок и склеивают между собой растительные клетки. Пектино
Аэробные процессы.
Они осуществляются хемогетеротрофами в присутствии молекулярного кислорода, но в отличие от аэробного дыхания (полного окисления) являются процессами неполного окисления. Часто их называют "
Окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями
Этот процесс был известен человеку в глубокой древности - в оставленном на воздухе вине или пиве через некоторое время появлялась легкая муть, а на поверхности - более или менее плотная пленка. Пр
Окисление других спиртов и сахара уксуснокислыми бактериями
Уксуснокислые бактерии могут окислять и другие одноатомные спирты ( например, пропиловый спирт в пропионовую кислоту, бутиловый – в масляную). Метиловый спирт и одноатомные высшие спирты эти бактер
Окисление углеводов мицелиальными грибами
Неполное окисление углеводов молекулярным кислородом с образованием органических кислот (лимонной, щавелевой и др.) могут осуществлять мицелиальные грибы, которые, как и уксуснокислые бактерии, я
Окисление жиров и высших жирных кислот
Жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот. Жиры - высокомолекулярные соединения и в неизменном виде внутрь клетки попасть не могут. Поэтому вначале происходит гидроли
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов