I. TRAO ĐỔI CHẤT CỦA VI SINH VẬT
b. Quá trình phân giải hợp chất cacbon hữu cơ
Trong môi trường luôn có các hợp chất cacbon hữu cơ từ chất thải và xác động, thực vật như cellulo, pectin, tinh bột,... Những chất này được vi sinh vật dị dưỡng phân giải tạo thành một số hợp chất trung gian dễ hấp thụ hoặc phân giải triệt để tạo thành CO2 và năng lượng để phục vụ cho quá trình sống. Quá trình này diễn ra nhanh hay chậm phụ thuộc vào số lượng vi sinh vật, tính chất của hợp chất được phân giải, hoạt tính phân giải của loài vi sinh vật tham gia vào quá trình này.
Quá trình phân giải tinh bột
Tinh bột là chất dự trữ chủ yếu của thực vật. Một số loại vi sinh vật có khả năng phân giải được này vì có enzim amilaza.
* Có 3 loại amilaza: + α- amilaza:
Có khả năng phân giải tinh bột thành các phân tử dextrin có phân tử lượng thấp và một ít maltoza.
Chịu được nhiệt độ cao (khoảng 700C)
+ β- amilaza: chỉ tác động vào phần ngoài của đại phân tử tinh bột, ít có loại vi sinh vật nào sản xuất được loại enzim này, phân giải amilopectin thành 54% maltoza và 40% dextrin phân tử lượng lớn.
+ Glucoamilaza: có tác dụng phân giải 100% tinh bột thành đường glucoza.
Một số vi sinh vật tham gia vào quá trình phân giải tinh bột:
+ Một số loài vi khuẩn thuộc giống Bacillus, một số loài nấm men thuộc giống Candida và rất nhiều nấm mốc thuộc giống Aspergillus
Phân giải cellulose
Cellulose là chất trùng hợp của glucose, trước hết cellulose bị thuỷ phân thành cellobiose, từ cellobiose tiếp tục thuỷ phân thành glucose.
1/2nC12H22O11 + 1/2n H2O celluloza nC6H12O6 C6H10O5 + 1/2 nH2O 1/2nC12H22O11
Tóm lại quá trình phân giải cellulose có thể chia làm hai giai đoạn. + Giai đoạn 1: Thuỷ phân cellulose thành cellobiose
+ Giai đoạn 2: oxy hoá những sản vật này, nếu oxy hoá hoàn toàn sẽ sinh ra glucose và từ glucose oxy hoá thành CO2 và H2O.
(C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6
nC6H12O6 + xO2 R – CHOH – COOH + CO2 + H2O+Q R – CHOH – COOH+ xO2 CO2 + H2O+Q
Vi sinh vật tham gia vào quá trình phân giải cellulose gồm những vi sinh vật có khả năng tiết ra enzim celluloza và õ- amilaza
VSV hiếu khí: Cytophaga...
VSV kị khí: Bacillus cellulose hydrogenicus.
Sự phân giải cellulose phát sinh trong đất, ao, hồ, phân và trong đường tiêu hoá của động vật ăn cỏ và người.
Kết luận: Quá trình phân giải cellulose trong tự nhiên có ý nghĩa rất quan trọng đối với sự tuần hoàn cacbon, nếu vi sinh vật không tham gia vào quá trình phân giải cellulose thì tới một lúc nào đó vòng tuần hoàn cacbon bị gián đoạn và sinh vật không còn tồn tại trên trái đất.