4.3 Vi sinh vật học của quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong điều kiện
4.3.2 Các nhĩm vi sinh vật oxy hố cơ chất
Một số vi sinh vật vừa đảm nhiệm chức năng thuỷ phân cơ chất đồng thời oxy hố cơ chất. Trong khi đĩ, một số nhĩm vi sinh vật khác chỉ cĩ thể oxy hố cơ chất mà thơi.
Vi sinh vật oxy hố đường đơn
Các nhĩm vi sinh vật hiếu khắ cĩ khả năng phân huỷ triệt để các loại đường đơn thành CO2 và H2O qua chu trình Krebs.
Các lồi vi khuẩn điển hình cĩ khả năng oxy hố các loại đường đơn là Sphaerotilus
natans, S. discophorous, Azotobacter, Beijerinckia, và một số chủng Bacillus như
Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Bacillus megatherium, Bacillus mycoidesẦ - Sphaerotilus natans là vi khuẩn Gram âm, khơng sinh bào tử, hình que, kắch thước
khoảng 4 Ờ 10 μm, bên ngồi cĩ vỏ bọc dày. Vỏ là phức protein Ờ polysaccharide Ờ lipid được bao bọc xung quanh tế bào được cấu tạo từ polysaccharide đơn giản hơn với thành phần chất dinh dưỡng khơng ổn định.
- Azotobacter cĩ tế bào từ hình que tới hình cầu, khi cịn non tế bào cĩ hình que với
kắch thước khoảng 2 Ờ 7 μm, di động nhờ tiên mao mọc khắp cơ thể, khi già tế bào mất khả năng di động, kắch thước thu nhỏ lại như hình trịn, là lồi ưa mặn. Chúng cĩ khả năng vừa thuỷ phân tinh bột đồng thời oxy hố các loại đường đơn.
Vi sinh vật oxy hố amino acid
Quá trình phân giải amino acid chỉ cung cấp một phần nhỏ năng lượng. Để oxy hố các amino acid trước hết phải làm mất nhĩm NH2, sản phẩm của q trình oxy hố này
Khố Luận Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS. Hồng Hưng
là CO2 và H2O qua chu trình Krebs. Do đĩ, về tổng thể quá trình phân giải amino acid khơng khác q trình phân giải glucose và acid béo, chỉ khác là amino acid cĩ chứa nhĩm NH2.
Sau q trình oxy hố các amino acid, NH2 bị khử thành NH3 hoặc NH4+ nhờ nhĩm vi khuẩn amin hố. Sau đĩ, NH4+ bị oxy hố thành NO2- nhờ nhĩm vi khuẩn nitrit hố. Cuối cùng, NO2- tiếp tục bị oxy hĩ thành NO3- nhờ vi khuẩn nitrate hố.
Các lồi vi sinh vật cĩ khả năng oxy hố các amino acid điển hình như: Leuconostoc
citrovorum, Staphylococus, Lactobacterium casei, Streptococus fuecalis, Arozobacter, Beijerinckia, Bacillus faecalis, Proteus zenkerii Ầ
Beijerinckia là lồi vi khuẩn hiếu khắ, tế bào cĩ hình dạng khơng ổn định, thuộc vi
khuẩn Gram âm,khơng sinh bào tử, là lồi cĩ khả năng chịu được trong mơi trường cĩ độ chua cao. Chúng cĩ khả năng thuỷ phân tinh bột và oxy hố các acid amin cao.
Streptococcus là vi khuẩn hiếu khắ, tế bào cĩ dạng hình cầu, chúng phân cách theo
một mặt phẳng xác định và dắnh với nhau thành từng chuỗi một dài, thuộc vi khuẩn Gram dương. Khơng cĩ khả năng di động và khơng sinh bào tử. Chúng cĩ khả năng thuỷ phân protein, đồng thời cĩ khả năng oxy hố các amino acid.
Các vi khuẩn nitrate hố điển hình là các lồi:
- Nhĩm vi khuẩn nitrit hố bao gồm 4 chi khác nhau: Nitrozomonas, Nitrozocystis,
Nitrozolobus và Nitrosospira. Chúng đều thuộc loại tự dưỡng bắt buộc, khơng cĩ khả
năng sống trên mơi trường thạch nên phải dùng silicagel khi phân lập.
- Nhĩm vi khuẩn nitrate hố bao gồm 3 chi khác nhau: Nitrrobacter, Nitrospira và
Nitrococcus. Ngồi ra, cịn cĩ một số lồi vi khuẩn và xạ khuẩn thuộc các chi Pseudomonas, Cyronebacterium, StreptomycesẦ
Vi sinh vật oxy hố các acid béo
Việc phân huỷ các acid béo được thực hiện nhờ q trình oxy hố. Acid béo dưới sự xúc tác của enzyme axyl Ờ CoA Ờ cintetaza, CoA và ATP sẽ được hoạt hố và tạo thành Acyl Ờ CoA chứa các liên kết cao năng. Sau đĩ chất trung gian này được tiếp tục phân giải qua các bước oxy hố,cứ qua một bước oxy hố hồn tồn chuỗi phân tử của
Khố Luận Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS. Hồng Hưng
acid béo lại mất đi 2 cacbon, cuối cùng tồn bộ chuỗi cacbon bị chuyển hố thành acetyl Ờ CoA. Chất này tiếp tục được oxy hố thơng qua chu trình Krebs để tạo thành sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O.
Nhiều loại nấm mốc thuộc các chi Penicillium và Aspergillus và các lồi nấm
Leptomitus lacteus, Fusarium aquaeducturm cĩ thể oxy hố acid béo một cách triệt để
tạo thành CO2 và H2O.