Превращение органических веществ, содержащих азот
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. 35 и 36).
К строгим анаэробам, вызывающим процесс гниения относятся спорообразующие палочковидные бактерии Clostridium putrificum, Clostridium sporogenes.
а б в
Рис.35. Bacillus subtilis (a), Pseudomonas fluorescens(в)
г B.mycoides ( б), Escherichia coli (г)
а б
Рис.36. Proteus vulgaris(a), Clostridium putrificum(б)
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.
Дата добавления: 2016-01-18; просмотров: 1408;