Széntartalmú anyagok átalakítása
A cellulóz bomlása. A cellulóz a leggyakoribb szerves vegyület a természetben. Összetétele az összes szerves szén több mint 50% -át teszi ki. A cellulózt főként magasabb növények szintetizálják, az organizmusban 40-70% közötti. Az alsó organizmusok közül néhány gombák alkalmasak a cellulóz szintézisére, és a prokarióta között bizonyos ecetsav baktériumok (Acetobacter xylinum).
A cellulóz bomlása vezető szerepet játszik a szénciklusban, mivel ez a folyamat biztosítja a CO2 nagy részét a légkörbe. A cellulóz bomlása a talajban humuszanyagok képződésével és a talajszerkezet kialakulásával függ össze.
A kémia szerint a cellulóz nagy molekulatömegű lineáris homopoliszacharid, amely glükózmaradékokból áll. Egy cellulóz molekulában 300-3000 vagy több molekulát tartalmazhat
# 946; -D-glükóz. A cellulózmolekulák szorosan kapcsolódnak a rostot képező mikrofibrillák kötegéhez.
A cellulóz bomlása enzimatikus hidrolízissel történik több lépcsőben. Kezdetben a celluláz enzim hatására a vízben oldhatatlan cellulóz cellobiózgá alakul. További cellobióz, a B-glikozidáz enzim feloszlik glükózra:
A glükóz aerob oxidált szén-dioxid és víz, és a fermentált anaerob körülmények között reagáltatjuk a szerves savak (ecetsav, borostyánkősav, vajsav, tejsav, hangyasav), etil-alkohol gáz (CO és hidrogén). A kompozíció a végső termékek határozza meg a mikroorganizmus fajt, ami a fermentációs folyamat.
Aerob körülmények között, a cellulóz-bomlás mikroorganizmusok különböző taxonómiai csoportok. A savanyú erdőtalajok vezető szerepet a bomlás cellulóz alom tartozik tartozó gombák Trichoderma, Fusarium, Myrothecium, Penicillium és mások. A sztyepp és réti talajokon, bomlási cellulóz tevékenységet elsősorban myxobacteria szállítási Archangium és Polyangium, tsitofagi szállítási Cytophaga és Sporocytophaga, valamint tartozó baktériumok a Vibrio, Achromobacter, Pseudomonas és Bacillus. Amellett, hogy a különböző baktériumok és gombák a folyamat aerob bomlási cellulóz részt aktinomitsenty, a legaktívabb képviselői a Streptomyces, Micromonospora, Streptosporangium.
A cellulóz anaerob bomlását kizárólag baktériumok végezik, ezek túlnyomó többsége a Clostridium kiterjedt nemzetségéhez tartozik. Az anaerob cellulózpusztító baktériumok tipikus képviselője Cl. Omelianskii, elszigetelt és 1902-ben tanult VL. Omelyanskii. Ez a mikroba vékony hosszú rúd formájában van, egy fiatal kultúrában mozgékony, öregedéssel spórát képez a sejt egyik pólusán, figyelembe véve a dobstick jellegzetes alakját. Cl. Az omelianskii mezofill, az optimális növekedési hőmérséklet 30-40 fok. Az anaerob cellulóz-pusztító baktériumok között vannak termofil fajok is, amelyek a legjobban 60-65 fokos hőmérsékleten alakulnak ki. A termofilek közé tartozik a Cl. Thermocellum, amely kiemelkedik az előszemcsékből és a szilázsból, valamint a trágya és a komposzt fűtő tömegéből.
A cellululózt elpusztító baktériumok a növényevők emésztőrendszerében élnek. Tehát a kérődző állatok bendőjében a cellulóz bomlásában való aktív részvételt a Ruminococcus flavefaciens és a Cl. cellobioparum.
A mikroorganizmusok széles körét részt vesz a bomlása cellulóz, határozza meg a nagysága ezt a természetes folyamat előforduló különböző környezeti feltételek, különböző hőmérsékleten és páratartalom, aerob és anaerob körülmények között lúgos és savas pH-n.
A hemicellulóz bomlása. A hemicellulóz a természetben második helyen van a cellulóz után. Ez része a növényi szövetek intercelluláris anyagának, és a fa támogató komponense. A keményfa esetében a hemicellulóz akár 25%, tűlevelű fa esetén 12%. A hemicellulóz az alsóbb szervezeteket is szintetizálhatja. Az élesztőben és a gombákban a hemicellulóz az extracelluláris poliszacharidok része.
Egy kémiai szempontból hemicellulóz komplex poliszacharidok, amelynek molekulái tartalmaznak pentózok (xilóz, arabinóz), hexózok (glükóz, mannóz, galaktóz) és uronsav-(glükuronsav).
A természetben, a bomlása hemicellulóz magában sok mikroorganizmusok képesek szintetizáló enzimek xilanáz. Xilanáz talált élesztőben (Trichosporon), gombák (Aspergillus, Rhizopus, Fomes, Polyporus, stb ..), A legtöbb bakteriális cellulózt (Clostrridium, Cytophaga, Sporocytophaga, Vibrio, Bacillus). Xilanáz enzimek katalizálják a bomlás a poliszacharid-molekula hemicellulóz cukrok, amelyek oxidált vagy fermentált a késztermékek. Hemicellulózok különféle növényi organizmusok nagyban kémiai összetételük, és ezért azok bomlás a talajban történik különböző sebességgel, és nagymértékben függ a környezeti feltételek (hőmérséklet, páratartalom, pH, levegőztetés, stb).