Превращения углерода.

В превращениях веществ в природе большое значение имеют процессы брожения — расщепление микроорганизма­ми безазотистых органических соединений. Известно несколь­ко типов брожения.

Спиртовое брожение. Рас­щепление сахара на спирт и углекислоту зависит от жизне­деятельности дрожжевых кле­ток, которые выделяют фер­мент—зимазу. Спиртовое бро­жение нашло широкое приме­нение в пищевой промышлен­ности. К дрожжам, вызываю­щим спиртовое брожение, от­носят пивные или хлебные дрожжи (Saccharornyc.es cerevi- siae), винные дрожжи (Saccha- romyces ellipsoides) и кефир­ные дрожжи (Torula kephiri).

Уксуснокислое брожение — процесс окисления спирта в ук­сусную кислоту, протекающий под действием уксуснокислых бактерий. Под действием последних скисают виноградные вина и пиво. Этиловый спирт превращается в уксусный альдегид, а затем — в уксусную кислоту. Уксуснокислые бактерии объеди­няются в род Acetobacter.

Маслянокислое брожение — расщепление углеводов, жиров и белков на масляную кислоту, углекислоту и водород. Его вы­зывают анаэробные спорообразующие микробы из группы С1. butyricum.

Молочнокислое брожение — процесс расщепления сахара на две частицы молочной кислоты. К числу микробов, обусловли­вающих молочнокислое брожение, относят: Streptococcus lac- tis, В. acidophilus, В. bulgaricum, В. casei. Эти микробы при­меняют при изготовлении молочнокислых продуктов (кефир, ацидофилин, кумыс), сливочного масла, сыра, кислого хлебного теста, квашеной капусты и огурцов, силоса. Все они обеспечи­вают типичное молочнокислое брожение. Известны также мик­роорганизмы, вызывающие нетипичное молочнокислое броже­ние, в результате которого молочная кислота накапливается в небольших количествах и образуются побочные продукты бро­жения (уксусная и пропионовая кислоты, этиловый спирт и др.).

Рис. 12. Клубеньки на корнях бобо­вых растений.

С целью профилактики и лечения желудочно-кишечных за­болеваний молодняка животных применяют препараты, содер­жащие бактерии, которые вызывают типичное молочнокислое брожение н являются антагонистами гнилостных микробов,

Среди таких препаратов наиболее известны лактобациллин, ацидофилин, ацидофильная бульонная культура (АБК) и про- пионово-ацидофильная бульонная культура (ПАБК).

Брожение клетчатки —■ расщепление целлюлозы растений с освобождением углерода, осуществляемое аэробными и ана­эробными бактериями, а также грибами. Анаэробное брожение клетчатки, как установил В. Л. Омелянский, происходит под действием двух бактерий-целлюлозоразрушителей — С!, cellu­losae methanicus и Cl. cellulosae hydrogenicus. В зависи­мости от вида микроорганизмов, участвующих в этих процес­сах, конечными продуктами распада бывают метан или водо­род. Аэробное брожение клетчатки осуществляют три группы бактерий — Cytophaga, Cellvibrio, Cellfacicula. Они были откры­ты С. Н. Виноградским.

Брожение клетчатки играет большую роль в пищеварении травоядных, так как бактерии, разлагая клетчатку, способству­ют усвоению кормов. Если этот процесс нарушается, происхо­дит накопление газов (метана и водорода) в рубце жвачных и возникает тимпания.

Процессы брожения нашли широкое применение в различ­ных отраслях народного хозяйства. Как уже указывалось, их используют'^ в пищевой, целлюлозно-бумажной, химической про­мышленности при обработке льна, кож. Брожение происходит при силосовании кормов. При этом создают анаэробные усло­вия, для чего зеленую массу плотно утрамбовывают. В таких условиях обильно размножаются молочнокислые бактерии, а роста гнилостной микрофлоры не происходит. В доброкаче­ственном силосе количество молочной кислоты достигает 1,5— 2 % к массе силоса, pH 4,0—4,2. Широкое применение находит дрожжевание кормов, в результате чего корма обогащаются витаминами и белками.

Контрольные вопросы. 1. Какие признаки и свойства микробов могут изменяться? 2. Какое значение имеет изменение биологических свойств болез­нетворных микроорганизмов? 3. Как происходят превращения азота в при­роде? 4. Назовите типы брожения и дайте им краткую характеристику.