Ацидогенез - это вторая стадия из четырех стадий анаэробного пищеварения :
- Гидролиз : химическая реакция, при которой частицы растворяются, а крупные полимеры превращаются в более простые мономеры ;
- Ацидогенез: биологическая реакция, при которой простые мономеры превращаются в летучие жирные кислоты ;
- Ацетогенез : биологическая реакция, при которой летучие жирные кислоты превращаются в уксусную кислоту , диоксид углерода и водород.
- Метаногенез : биологическая реакция, при которой ацетаты превращаются в метан и диоксид углерода, а водород расходуется.
Анаэробное пищеварение - это сложный биохимический процесс биологически опосредованных реакций консорциума микроорганизмов для преобразования органических соединений в метан и диоксид углерода. Это процесс стабилизации, уменьшающий запах, патогенные микроорганизмы и уменьшение массы .
Гидролитические бактерии образуют множество конечных продуктов с пониженным содержанием в результате ферментации данного субстрата . Один фундаментальный вопрос, который возникает, касается метаболических особенностей, которые контролируют поток углерода и электронов к данному восстановленному конечному продукту во время чистой культуры и смешанных метаногенных культур гидролитических бактерий. Thermoanaerobium brockii - типичная термофильная гидролитическая бактерия, ферментирующая глюкозу посредством пути Эмбдена – Мейерхофа Парнаса . Т. Brockiiпредставляет собой атипичную гетеро- молочнокислую бактерию, поскольку она образует молекулярный водород ( H 2 ), помимо молочной кислоты и этанола . Восстановленные конечные продукты ферментации глюкозы ферментативно образуется из пирувата , с помощью следующих механизмов: лактат [[Фруктоза бифосфатазы | фруктозы 1-6]] all - фосфат ( F6P ) активируются лактатдегидрогеназа ; Н2 от пирувата ферредоксине оксидоредуктазы и гидрогеназы ; и этанол через NADH- и NADPH- связанную алкогольдегидрогеназу .[1]
Вместе с тем, ацидогенная активность была обнаружена в начале 20-го века, но только в середине 1960-х годов была принята разработка разделения фаз с целью повышения стабильности и переработки отходов в варочных котлах . [2] На этой фазе сложные молекулы ( углеводы , липиды и белки ) деполимеризуются в растворимые соединения под действием гидролитических ферментов ( целлюлазы , гемицеллюлазы , амилазы , липазы и протеазы ). Гидролизованные соединения ферментируются в летучие жирные кислоты (ацетат, пропионат, бутират и лактат ), нейтральные соединения (этанол, метанол ), аммиак , водород и диоксид углерода. [3] [4] [5]
Ацетогенез - одна из основных реакций на этой стадии, при этом образующиеся промежуточные метаболиты метаболизируются до ацетата, водорода и углекислого газа тремя основными группами бактерий:
- гомоацетогены ;
- синтрофы ; и
- сульфоредукторы .
Для производства уксусной кислоты рассматриваются три вида бактерий:
- Clostridium aceticum ;
- Acetobacter woodii ; и
- Clostridium termoautotrophicum .
Winter y Wolfe в 1979 году продемонстрировал, что A. wodii в синтрофной ассоциации с Methanosarcina производит метан и диоксид углерода из фруктозы вместо трех молекул ацетата. [6] Moorella thermoacetica и Clostridium formiaceticum способны восстанавливать углекислый газ до ацетата, но у них нет гидрогеназ, которые вдыхают водород, поэтому они могут производить три молекулы ацетата из фруктозы. Уксусная кислота в равной степени является со- метаболит из органических субстратов брожения ( сахар , глицерин , молочная кислота ,и др.) различными группами микроорганизмов, продуцирующих разные кислоты: * пропионовые бактерии ( пропионат + ацетат);
- Clostridium (бутират + ацетат);
- Энтеробактерии (ацетат + лактат); и
- Гетероферментативные бактерии (ацетат, пропионат, бутират, валерат и др.).
Ссылки [ править ]
- ^ Marchaim, У. (1992). Бюллетень ФАО по сельскохозяйственным услугам - 95: Биогазовый процесс для устойчивого развития, ФАО - Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, ISSN 1010-1365 (1/9/2003).
- ^ Alexiou, IE и Panter, K. (2004). Обзор двухэтапных приложений для определения наилучшей практики обработки различных потоков отходов. Анаэробное пищеварение 10-й Всемирный конгресс, сентябрь 2004 г. Монреаль, Квебек, Канада.
- ^ (на испанском языке) Cairó, JJ и París, JM (1988). Microbiología de la digestión anaerobia, metanogénesis. 4o Seminario de Depuración Anaerobia de Aguas Residuales. Вальядолид. FF Polanco, PA García y S. Hernándo. (Ред.) Стр. 41–51.
- ^ Dinopolou, Г., Радд, Т. и Лестер, Ю.Н. (1987). Анаэробный ацидогенез сложных сточных вод: I. Влияние эксплуатационных параметров на работу реактора. Биотех. И Bioeng. 31: 958 - 968.
- ^ (на французском языке) Ларош, М. (1983). Промежуточный метаболизм летучих кислот, способствующих метаническому брожению. Эти de Docteur - Ingenieur en Sciences Alimentaires_Fermentations. Национальный институт агрономических исследований, Франция.
- ^ Зима, JU и Wolfe, RS (1979). Полная деградация углеводов до CO 2 и метана синтрофными культурами Acetobacterium woodii y Methanosarcina barkeri. Arch. Microbiol. 121: 97 - 102.
