4. Phƣơng pháp nghiên cứu
3.1.3.1. Quá trình phân giải đường nhờ các vi sinh vật hiếu khí
Quá trình phân giải đường nhờ các vi sinh vật hiếu khí xảy ra qua 2 giai đoạn:
65
- Đƣờng phân: đường phân là quá trình phân huỷ phân tử glucose tạo acid
pyruvic và NADH. Điểm đặc biệt của đường phân là không phải phân tử đường tự do phân giải mà phân tử đường đã được hoạt hoá bởi việc gắn gốc P vào mới bị phân huỷ. Ở dạng đường - photphat phân tử trở nên hoạt động hơn nên dễ biến đổi hơn.
Đường phân được chia làm 2 giai đoạn:
- Phân cắt phân tử glucose thành 2 phân tử trioza: AlPG và PDA. - Biến đổi AlPG và PDA thành axit pyruvic.
Kết quả đường phân có thể tóm tắt là:
C6H12O6 + 2NAD + ADP + 2H3PO4 → 2CH3COCOOH + 2NADH + H + 2ATP Trong hô hấp hiếu khí, axit pyruvic tiếp tục phân huỷ qua chu trình Crebs, còn 2 NADH + H+ thực hiện chuỗi hô hấp để tạo H2O:
2NADH + H+ + O2 → 2 NAD + 2 H2O
Vậy kết quả của đường phân trong hô hấp hiếu khí là: C6H12O6 + O2 → 2 CH3COCOOH + 2H2O
- Chu trình Crebs: sản phẩm của đường phân là acid pyruvic sẽ tiếp tục
phân huỷ qua chu trình Crebs. Quá trình phân huỷ acid pyruvic qua chu trình Crebs được thực hiện do nhiều hệ enzym xúc tác. Phần lớn các phản ứng trong chu trình là decacboxyl hoá và dehydro hoá axit pyruvic. Chu trình xảy ra qua 2 phần:
- Phân huỷ axit pyruvic tạo CO2 và các coenzim khử (NADH - H+ , FADH2). - Các coenzim khử thực hiện chuỗi hô hấp.
Kết quả của chu trình là:
66 10H2 + 5O2 → 10H2O (phần 2)
Kết quả chung là: 2CH3COCOOH + 5O2→ 6CO2 + 4H2O
Nếu kết hợp giai đoạn đường phân ta có phương trình tổng quát là: C2H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
3.1.3.2. Quá trình phân giải đường nhờ các VSV kỵ khí
Quá trình phân giải đường nhờ các vi sinh vật kỵ khí là quá trình phân huỷ glucose trong điều kiện không có O2 tham gia. Giai đoạn đầu của quá trình là đường phân. Tuy nhiên, đường phân chỉ xảy ra giai đoạn phân huỷ gluco thành axit pyruvic và NADH – H+ , còn giai đoạn NADH – H+ thực hiện chuỗi hô hấp không xảy ra vì không có O2. Bởi vậy, kết quả đường phân trong hô hấp kỵ khí là:
C6H12O6 → 2 CH3COCOOH + 2NADH + H+
Giai đoạn hai của quá trình phân giải đường kỵ khí là biến đổi axit pyruvic thành các sản phẩm như etanol, axit lactic... Giai đoạn này còn được gọi là lên men. Có nhiều quá trình lên men khác nhau, phổ biến nhất là lên men rượu, lên men lactic ...
Một số vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men như nấm men tham gia vào quá trình lên men etilic, Lactobacillus tham gia vào quá trình lên men lactic đồng hình, dị hình, Propionibacterium tham gia vào quá trình lên men propionic,
Clostridium butyricum tham gia vào quá trình lên men butiric.