![]() |
|
|
БРОЖЕНИЕБРОЖЕНИЕ, ферментативное расщепление органических веществ, преимущественно углеводов. Может осуществляться в организме животных, растений и многие микроорганизмов без участия или с участием О2 (соответственно анаэробное или аэробное Б.). В результате окислит.-восстановит. реакций при БРОЖЕНИЕ освобождается энергия (главным образом в виде АТФ) и образуются соединение, необходимые для жизнедеятельности организма. Некоторые бактерии, микроскопич. грибы и простейшие растут, используя только ту энергию, которая освобождается при БРОЖЕНИЕ Общий промежуточные продукт у многие видов БРОЖЕНИЕ - пировиноградная кислота СН3С(О)СООН, образование которой из углеводов в большинстве случаев протекает таким же путем, как в гликолизе. Некоторые виды БРОЖЕНИЕ, происходящие анаэробно под действием микроорганизмов, имеют важное практическое значение. Спиртовое БРОЖЕНИЕ осуществляется обычно с помощью дрожжей рода Saccharomyces
и бактерий рода Zimomonas по схеме:
где НАД(Ф)Н и НАД(Ф) - соответственно восстановленная или окисленная формы никотинамидадениндинуклеотида или никотинамидадениндинуклеотидфосфата. Первая стадия процесса катализируется ферментом пируватдекарбоксилазой, вторая - алкогольдегидрогеназой. Этот вид БРОЖЕНИЕ используют для пром. получения этанола, а также в виноделии, пивоварении и при подготовке теста в хлебопекарной промышлености. В присут. О2 спиртовое БРОЖЕНИЕ замедляется или прекращается и дрожжи получают энергию для жизнедеятельности в результате дыхания. Молочнокислое БРОЖЕНИЕ вызывается бактериями родов Lactobacillus и Streptococcus.
При гомоферментативном типе БРОЖЕНИЕ молочная кислота образуется непосредственно
из пировиноградной в НАД-зависимой реакции, катализируемой лактатдегидрогеназой.
При гетероферментативном БРОЖЕНИЕ метаболизм глюкозы до глицеральдегид-3-фосфата
осуществляется по фосфоглюконатному пути по схеме:
где АТФ - аденозинтрифосфат, АДФ - аденозиндифосфат. Затем глицеральдегид-3-фосфат
по тому же пути, как в гликолизе, окисляется до молочной кислоты. Образующийся
смешанный ангидрид уксусной и фосфорной кислот превращается в уксусную кислоту
или восстанавливается до этанола:
Молочнокислое БРОЖЕНИЕ играет важную роль при получении различные молочных продуктов
(кефира, простокваши и др.), квашении овощей, силосовании кормов в с. х-ве;
гомоферментативный процесс используют для пром. синтеза молочной кислоты.
Пропионовокислое БРОЖЕНИЕ идет под действием пропио-новокислых бактерий:
где SKoA-остаток кофермента A (KoASH), ФАДН и ФАД - соответственно восстановленная
и окисленная формы флавинадениндинуклеотида, ~ высокоэргич. связь. Синтез
пропионил-КоА катализируется метилмалонил-КоА-карбоксилтрансферазой (кофермент
- биотин), а пропионовой кислоты -транстиоэстеразой. Образующийся сукцинил-КоА
под действием L-метилмалонил-КоА-мутазы (кофермент - витамин В12)
превращается в метилмалонил - КоА, который снова вовлекается в процесс. Параллельно
с основными реакциями под действием пируватдегидрогеназы происходит окислит.
декарбоксилирование пировиноградной кислоты:
Пропионовокислое БРОЖЕНИЕ используется в молочной промышлености при изготовлении
многие твердых сыров. Маслянокислое БРОЖЕНИЕ осуществляется под действием спорообразующих
бактерий рода Clostridium по схеме:
Синтез ацетил-КоА катализируется комплексом ферментов с участием ферродоксина
и тиаминдифосфата (тиаминпирофосфата). Из промежуточные продуктов некоторые маслянокислые
бактерии синтезируют бутанол, ацетон и изопропанол (т.н. ацетоно-бутиловое
Б.):
В результате деятельности маслянокислых бактерий Clostridium Kluyreri возможен синтез масляной кислоты из этанола и уксусной или пропионовой кислоты. Механизм реакции связан с окислением этанола до СН3С(О) ~ SKoA, который превращается в масляную кислоту. Капроновая кислота образуется в результате взаимодействие бутирил-КоА с ацетил-КоА. Маслянокислое БРОЖЕНИЕ приводит к порче пищевая продуктов, вспучиванию сыра и
банок с консервами. Раньше использовалось для получения масляной кислоты,
бутилового спирта и ацетона. Метановое БРОЖЕНИЕ начинается с разложения сложных
в-в (например, целлюлозы) до одно- или двууглеродных молекул (СО2,
НСООН, СН3СООН и др.), которое осуществляют микроорганизмы, живущие
в симбиозе с метанообразующими бактериями. Последние синтезируют метан
по схеме:
Восстановление СО2 до группы СН3 происходит с участием тетрагидрофолиевой кислоты (ТГФ), затем группа СН3 переносится на витамин В12, где с участием НАДН и АТФ восстанавливается до СН4. В восстановлении др. субстратов ТГФ не участвует. Метановое БРОЖЕНИЕ в природе происходит в заболоченных водоемах. Используется в пром. и бытовых очистных сооружениях для обезвреживания органическое веществ сточных вод. Образующийся при этом метан (главным образом в смеси с СО2) используется как топливо. При аэробном БРОЖЕНИЕ образующийся из пировиноградной кислоты ацетил-КоА конденсируется со щавелевоуксусной кислотой с образованием лимонной, которая претерпевает дальнейшие превращения в цикле трикарбоновых кислот. Суммарное уравение этого процесса:
Продуктами аэробного БРОЖЕНИЕ могут быть метаболиты цикла трикарбоновых кислот: лимонная, янтарная, фумаровая и др. В норме они не накапливаются, однако имеются штаммы, главным образом микромицетов, способные накапливать эти соединение в больших кол-вах. Например, при лимоннокислом БРОЖЕНИЕ выход продукта может достигать 70%, что обусловлено повыш. активностью в микроорганизме цитратсинтетазы. Интенсивное накопление фумаровой кислоты происходит при функционировании цикла трикарбоновых кислот и глиоксилатного цикла. Под действием некоторых аэробных микроорганизмов происходит БРОЖЕНИЕ, при котором
углеродный скелет субстрата не подвергается изменениям. К такому виду БРОЖЕНИЕ,
в частности, относится образование уксусной кислоты из этанола (уксуснокислое
Б.) под действием уксуснокислых бактерий:
См. также Гидролизные производства. Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [обратная связь] |
|
Введение в химию окружающей среды. Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей
среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги
заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в
разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности.
Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и
атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на
химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах.
Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии
университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга
читателей.
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов
химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии
лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во
второй
части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана,
лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В
третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия,
тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание
уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В
технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика
рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов
производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие
составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по
1972 год включительно.
|
|