Rozklad bielkovinových látok mo. Rozklad bielkovinových látok mikroorganizmami Podmienky a chémia rozkladu bielkovín mikroorganizmami
Proteíny sa aktinomycétami rozkladajú buď na konečné produkty (sírovodík, amoniak a voda), alebo na tvorbu medziproduktov (peptóny, aminokyseliny). Intenzita degradácie bielkovín závisí od podmienok prevzdušňovania, zloženia živného média, teploty a iných faktorov. [...]
Rozklad látok s obsahom dusíka (proteínov) prebieha v dvoch stupňoch. V prvej fáze sa pod vplyvom aeróbnych a anaeróbnych mikroorganizmov štiepia proteíny za uvoľnenia dusíka v nich obsiahnutého vo forme MN (amonifikačná fáza) a tvorby peptónov (produktov primárneho rozkladu bielkovín), a potom aminokyseliny. Následná oxidačná a redukčná deaminácia a dekarboxylácia vedú k úplnému rozkladu peptónov a aminokyselín. Trvanie prvej etapy je od jedného do niekoľkých rokov. V druhom stupni sa NH3 najprv oxiduje na H102 a potom na NH3O3. Konečný návrat dusíka do atmosféry nastáva pôsobením baktérií – denitrifikátorov, ktoré rozkladajú molekulárne dusíkaté dusičnany. Doba mineralizácie je 30-40 rokov alebo viac. [...]
Rozklad zlúčenín obsahujúcich síru. Síra sa nachádza v niektorých bielkovinách. Pri hydrolytickom rozklade bielkovín sa redukuje na sírovodík, ktorý je toxickou zlúčeninou pre mnohé skupiny mikroorganizmov. Ale vo vodných útvaroch a pôde sa nachádzajú sírne baktérie, ktoré oxidujú redukované zlúčeniny síry na voľnú síru a sírany. Tieto baktérie žijú vo vysokých koncentráciách sírovodíka v prostredí. Sírovodík pre nich slúži ako zdroj energie pre syntézu organickej hmoty. [...]
Rozklad zahŕňa abiotické aj biotické procesy. Odumreté rastliny a živočíchy však zvyčajne rozkladajú heterotrofné mikroorganizmy a saprofágy. Tento rozklad je spôsob, akým baktérie a huby získavajú potravu pre seba. K rozkladu teda dochádza prostredníctvom energetických premien v organizmoch a medzi nimi. Tento proces je pre život absolútne nevyhnutný, pretože bez neho by boli všetky živiny viazané v mŕtvych telách a nemohol by vzniknúť nový život. V bakteriálnych bunkách a mycéliu húb sú súbory enzýmov potrebné na realizáciu špecifických chemických reakcií. Tieto enzýmy sa uvoľňujú do mŕtvej hmoty; časť produktov jej rozkladu absorbujú rozkladajúce sa organizmy, pre ktoré slúžia ako potrava, iné zostávajú v prostredí; okrem toho sa z buniek odstránia niektoré produkty. Ani jeden druh saprotrofov nedokáže vykonať úplný rozklad mŕtveho tela. Heterotrofná populácia biosféry však pozostáva z veľkého počtu druhov, ktoré pri spoločnom pôsobení spôsobujú úplný rozklad. Rôzne časti rastlín a živočíchov sa ničia rôznou rýchlosťou. Tuky, cukry a bielkoviny sa rýchlo rozkladajú, zatiaľ čo rastlinná celulóza a lignín, chitín, zvieracie chlpy a kosti sa ničia veľmi pomaly. Všimnite si, že asi 25% suchej hmotnosti bylín sa rozloží za mesiac, zatiaľ čo zvyšných 75% sa rozkladá pomalšie. Po 10 mesiacoch. zostalo ešte 40 % pôvodnej hmoty bylín. Zvyšky krabov medzitým úplne zmizli. [...]
Pri rozklade bielkovín vzniká aj amoniak a jeho deriváty, ktoré sa dostávajú aj do ovzdušia a vody oceánu. V biosfére v dôsledku nitrifikácie - oxidácie amoniaku a iných organických zlúčenín obsahujúcich dusík za účasti baktérií - vznikajú rôzne oxidy dusíka, ktoré sú základom pre tvorbu kyseliny dusičnej. Kyselina dusičná sa spája s kovmi za vzniku solí. V dôsledku aktivity denitrofujúcich baktérií sa soli kyseliny dusičnej redukujú na kyselinu dusičnú a potom na voľný dusík. [...]
Anaeróbna degradácia proteínov je spôsobená spórotvornými tyčinkami: Bacillus putrificus, Bacillus sporogenes. Rozklad bielkovinových zlúčenín spôsobujú aj fakultatívne anaeróby Proteus vulgaris, Bacteria coli. Stupeň a intenzita rozkladu proteínových zlúčenín závisí od chemickej štruktúry proteínu a typu mikroorganizmov. Aminokyseliny vznikajúce pri rozklade bielkovín za anaeróbnych podmienok podliehajú redukčnej deaminácii s tvorbou nasýtených organických kyselín a amoniaku. Organické kyseliny sa môžu rozkladať za vzniku metánu a oxidu uhličitého. Produktmi amonifikácie v anaeróbnych podmienkach budú metán, amoniak a oxid uhličitý. [...]
Vyskytuje sa pri rozklade alkaloidov a bielkovín. [...]
AMONIFIKÁCIA - proces rozkladu organických zlúčenín obsahujúcich dusík (proteíny, nukleové kyseliny atď.) mikroorganizmami s uvoľňovaním amoniaku. ENVIRONMENTÁLNA AMPLITUDA [lat. amplitúda – hodnota] – hranice adaptability druhu alebo spoločenstva na meniace sa podmienky prostredia. [...]
Amoniak vznikajúci pri rozklade bielkovín a močoviny vo forme amónnych solí je asimilovaný rastlinami alebo podlieha ďalším mikrobiologickým premenám. [...]
Najstabilnejšími produktmi rozkladu sú humínové látky (humus), ktoré, ako už bolo zdôraznené, sú podstatnou zložkou ekosystémov. Je vhodné rozlíšiť tri stupne rozkladu: 1) mletie detritu fyzikálnym a biologickým vplyvom; 2) relatívne rýchla tvorba humusu a uvoľňovanie rozpustných organických látok saprotrofmi; 3) pomalá mineralizácia humusu. Pomalý rozklad humusu je jedným z faktorov zodpovedných za oneskorenie rozkladu v porovnaní s tvorbou a akumuláciou kyslíka; význam posledných dvoch procesov už bol spomenutý. Humus sa zvyčajne javí ako tmavá, často žltohnedá, amorfná alebo koloidná látka. Podľa MM Kononovej (1961) sa fyzikálne vlastnosti a chemická štruktúra humusu v geograficky vzdialených alebo biologicky odlišných ekosystémoch len málo líšia. Je však veľmi ťažké charakterizovať chemické látky humusu a nie je to prekvapujúce vzhľadom na obrovskú rozmanitosť organických látok, z ktorých pochádza. Vo všeobecnosti sú humínové látky kondenzačné produkty aromatických zlúčenín (fenolov) s produktmi rozkladu bielkovín a polysacharidov. Model molekulovej štruktúry humusu je uvedený na strane 475. Ide o fenolbenzénový kruh s bočnými reťazcami; takáto štruktúra určuje odolnosť humínových látok voči mikrobiálnemu rozkladu. Štiepenie zlúčenín samozrejme vyžaduje špeciálne enzýmy deoxygenázového typu (Gibson, 1968), ktoré v bežných pôdnych a vodných saprotrofoch často chýbajú. Je iróniou, že mnohé toxické produkty, ktoré ľudia zavádzajú do životného prostredia – herbicídy, pesticídy, priemyselné odpadové vody – sú derivátmi benzénu a predstavujú vážne nebezpečenstvo pre svoju odolnosť voči degradácii. [...]
Amoniak vzniká najmä pri rozklade biogénnych zlúčenín obsahujúcich dusík – bielkovín a močoviny. Najpravdepodobnejšia hodnota toku 1> W3 zo všetkých terestriálnych zdrojov do atmosféry je 70-100 MtN / rok. Antropogénne emisie amoniaku sú len asi 4 Mt K / rok. [...]
Dá sa to vysvetliť nižším pomerom bielkovín a sacharidov k množstvu tukov v odpadových vodách mäsokombinátu v porovnaní s domácimi odpadovými vodami; Ako viete, hlavným materiálom na stavbu tela mikroorganizmov, ktoré sa podieľajú na rozklade tukov, sú bielkoviny v spojení so sacharidmi a sacharidy sú energetickým materiálom pre ich životne dôležitú činnosť. Preto pomer fermentovateľných zložiek ovplyvňuje rozklad organických látok. [...]
Výskum V.S.Butkevicha veľa prispel k odhaleniu podstaty rozkladu organických dusíkatých zlúčenín. Podarilo sa mu ukázať, že akumulácia amoniaku počas amonifikačných procesov je prísne koordinovaná s prítomnosťou uhľohydrátov v médiu. Ak v médiu nie sú žiadne uhľohydráty, potom mikroorganizmy intenzívne využívajú bielkovinové látky ako materiál na dýchanie a dusík oxidovaných aminokyselín sa hromadí vo forme amoniaku. Ak sú k dispozícii uhľohydráty, potom sa bielkovinové látky používajú v menšej miere a akumulácia amoniaku sa výrazne znižuje a niekedy sa nevyskytuje vôbec. Tieto vzorce sú veľmi dôležité pri fermentácii splaškových kalov. Podľa prítomnosti amónnych solí v kalovej kvapaline je možné posúdiť, ktoré látky podliehajú rozkladu: bielkoviny alebo sacharidy. [...]
K rozkladu hlavných organických zložiek sedimentu - bielkovín, tukov, sacharidov - dochádza s rôznou intenzitou v závislosti od prevládajúcej formy určitých mikroorganizmov. Takže napríklad septiky sa vyznačujú prostredím, ktoré vytvára podmienky pre rozvoj anaeróbnych hnilobných baktérií prvého stupňa (fázy) rozkladu organickej hmoty. [...]
Takmer všetok dusík, ktorý rastlina odoberá z pôdy, je súčasťou rastlinnej bielkoviny, ktorá pri rozklade (hnití) odbúrava dusík vo forme amoniaku a v stajni je to cítiť pri rozklade konského hnoja (konský hnoj). sa vyznačuje obzvlášť prudkým rozkladom, a preto sa používa na vykurovanie skleníkov). [...]
Dusík je jednou z najdôležitejších živín pre rastliny. Je súčasťou bielkovín, chlorofylu a mnohých ďalších organických látok v rastlinách. Prevažná časť azy je sústredená v organickej hmote pôdy a to najskôr v humuse.Dusík je pre rastliny dostupný najmä vo fs minerálnych zlúčenín - amoniaku a dusičnanov, ktoré vznikajú pri rozklade organickej hmoty špeciálnymi mikroorganizmami. Preto je potrebné dopĺňať zásoby pôdneho dusíka z iných zdrojov. [...]
Organické látky obsiahnuté v pôde zahŕňajú látky vznikajúce pri rozklade bielkovín, tukov, sacharidov vrátane: živíc, vlákniny, éterických olejov. Pre procesy rozkladu organickej hmoty je dôležitý obsah organizmov - deštruktorov (baktérie, prvoky). Jeden hektár pôdy môže obsahovať od 1000 do 7000 kg rôznych baktérií, 350-1000 kg červov, až 1000 kg článkonožcov, od 100 do 1000 kg mikroskopických húb. Tieto mikroorganizmy sa nachádzajú v celej hrúbke pôdy, ktorá môže dosiahnuť niekoľko metrov. Bezstavovce žijú hlavne v horných vrstvách. Podobne - koreňový systém rastlín sa nachádza najmä v hĺbkach niekoľkých metrov (s výnimkou niektorých, napríklad ťavího tŕňa, ktorého korene prenikajú 15 m hlboko). [...]
Celkom charakteristický je zápach odpadových vôd z obývaných oblastí, ktorý je zmesou fekálneho zápachu s pachom rozkladu tukov, bielkovín, mydla a pod. Závisí od rozkladu odpadových vôd z domácností a od toho, ktoré procesy vo vode prevládajú – oxidačné alebo redukčné. Podobný zápach môžu mať aj niektoré odpadové vody z potravinárskych závodov. Odpadová voda z tepelného spracovania uhlia zapácha ako fenoly, decht, sírovodík; Odpadová voda z chemického priemyslu má charakteristický zápach v závislosti od typu výroby, napríklad zápach po organických zlúčeninách: sírouhlík, estery a étery, alkoholy, organické kyseliny, zlúčeniny obsahujúce dusík, merkaptány, acetylén atď. [.. .]
Pre čerstvo znečistenú vodu je typická polysapróbna zóna, kde prebiehajú počiatočné štádiá rozkladu organických zlúčenín. Polysapróbne vody obsahujú veľké množstvo organických látok, predovšetkým bielkovín a sacharidov. Keď sa tieto látky rozkladajú vo veľkých množstvách, uvoľňuje sa oxid uhličitý, sírovodík, metán. Voda je chudobná na kyslík, preto sú chemické procesy redukčného charakteru. Vyslovené nepriaznivé podmienky prostredia vedú k obmedzeniu počtu druhov v rastlinnej a živočíšnej populácii nádrže. Hlavnými obyvateľmi sú baktérie, ktorých počet dosahuje stovky miliónov v 1 ml vody. Existuje veľa sírnych baktérií a nálevníkov. Všetci obyvatelia polysapróbnej zóny podľa spôsobu kŕmenia patria k coyasuyenom (konzumentom), alebo inak heterotrofom. Potrebujú hotové organické látky. Úplne tu chýbajú producenti (producenti), teda autotrofy, medzi ktoré patria zelené rastliny vytvárajúce organickú hmotu z minerálnych zlúčenín. [...]
Zloženie organických látok je rôznorodé a zahŕňa zložky vznikajúce v rôznych štádiách rozkladu komplexných sacharidov, bielkovín, tukov a sacharidov; pôdna organická hmota obsahuje lignín, vlákninu, silice, živice, triesloviny. Určitú úlohu pri tvorbe humusu zohráva pôdna fauna – červy a špecifická pôdna mikroflóra. Vo všeobecnosti je pôda obohatená o aminokyseliny a iné organické zlúčeniny. [...]
Literatúra uvádza, že humínové látky vznikajú v prirodzených podmienkach ako produkty rozkladu bielkovín, celulózy a lignínu. Delia sa na huminové kyseliny a nerozpustný lignín. V tejto práci sa uvažuje iba o humínových kyselinách, ktorých soli sú rozpustné vo vode a sú schopné vylúhovania. [...]
Na kolobehu látok s obsahom dusíka sa podieľajú ďalšie fyziologické skupiny anaeróbov: rozkladajú bielkoviny, aminokyseliny, puríny (proteolytické, purinolytické baktérie). Mnohí sú schopní aktívne fixovať atmosférický dusík a premieňať ho na organickú formu. Tieto anaeróby zvyšujú úrodnosť pôdy. Počet buniek proteolytických a sacharolytických anaeróbov v 1 g úrodných pôd dosahuje až milióny. Zvlášť dôležité sú tie skupiny mikroorganizmov, ktoré sa podieľajú na rozklade ťažko dostupných foriem organických zlúčenín, ako je pektín a celulóza. Práve tieto látky tvoria veľkú časť rastlinných zvyškov a sú hlavným zdrojom uhlíka pre pôdne mikroorganizmy. [...]
V procese životne dôležitej činnosti môže veľa baktérií okysliť alebo alkalizovať prostredie. Napríklad pri rozklade močoviny alebo bielkovín vzniká amoniak a pri spotrebe solí organických kyselín sa v médiu hromadia katióny alkalických kovov. [...]
Oxidácia proteínových zlúčenín nastáva až do konca s tvorbou amoniaku, oxidu uhličitého, vody. Ak bielkoviny obsahujú síru, tak ako medzizlúčeniny vznikajú aj merkaptány (tioalkoholy) a pri úplnom rozklade vzniká sírovodík. Najbežnejšie aeróbne činidlá rozkladu bielkovín: Bacterium fluorescens, Bacillus subtilis, Bacillus mycoides. Okrem toho rozklad proteínových zlúčenín môžu spôsobiť aktinomycéty a mnohé huby. Nukleoproteíny obsahujúce nukleové kyseliny naviazané na aminokyselinové zvyšky sa rozkladajú za vzniku sacharidov – ribózy a deoxyribózy, dusíkatých organických zásad a kyseliny fosforečnej. [...]
Oxid siričitý sa uvoľňuje do atmosféry pri spaľovaní fosílnych palív (uhlie, ropa, benzín, plyn) v dôsledku rozkladu bielkovín obsahujúcich síru, ako aj z podnikov spracúvajúcich sírne rudy. Motorové vozidlá sú silným zdrojom emisií oxidu siričitého v mestách. [...]
Látky obsahujúce dusík (amónne soli, dusitany a dusičnany) vznikajú vo vode najmä v dôsledku rozkladu bielkovinových zlúčenín, ktoré sa dostávajú do nádrže s domovými a priemyselnými odpadovými vodami. Menej často sa vo vode nachádza amoniak minerálneho pôvodu, ktorý vzniká v dôsledku redukcie organických dusíkatých zlúčenín. Ak je príčinou tvorby amoniaku rozklad bielkovín, potom takéto vody nie sú vhodné na pitie. [...]
Prvé dve skupiny využívajú ľahšie odbúrateľné organické látky ako cukry, aminokyseliny a jednoduché bielkoviny. Potom celulózové baktérie začnú svoju „prácu“ na stabilnejších zlúčeninách, zatiaľ čo aktinomycéty priamo súvisia s humusom. Možný model štruktúry molekuly humínovej kyseliny je uvedený nižšie. [...]
Kaly z odpadových vôd a koncentrované priemyselné odpadové vody s MIC nad 5 g/l podliehajú biochemickému rozkladu v anaeróbnych podmienkach. Môže sa vyskytnúť v septikoch, ktoré sú žumpou, cez ktorú pomaly preteká odpadová tekutina. V dvojvrstvovej sedimentačnej nádrži sa kal oddeľuje od pretekajúcej odpadovej kvapaliny, jeho rozklad sa uskutočňuje v kalovej komore. Na čistiarňach s vysokou produktivitou sa splaškový kal vypúšťa do primárnych sedimentačných nádrží a spolu s prebytočným aktivovaným kalom sa fermentuje vo vyhnívacích nádržiach. Intenzitu a hĺbku rozkladu sedimentu určuje predovšetkým jeho zloženie, ktoré kolíše podľa pomeru obsahu hlavných organických zložiek (sacharidy / bielkoviny, tukom podobné zlúčeniny) a anorganických látok. Kal z mestských odpadových vôd zvyčajne obsahuje 70 – 80 % organickej hmoty. Takže približné zloženie sedimentu (%): bielkoviny 24, sacharidy 23, tukom podobné látky do 30. Najčastejšie kyslou fermentáciou sedimentu vznikajú kyseliny octové, maslové, propiónové. Výsledné plyny obsahujú oxid uhličitý, metán, vodík, sírovodík. Vodná fáza má kyslú reakciu média (pHС5), nemá tlmiace vlastnosti, má silný nepríjemný zápach. [...]
S domácimi a priemyselnými odpadovými vodami, vrátane odpadových vôd z priemyselných areálov, sa do vodných útvarov dostávajú bielkoviny, tuky, oleje, oleje a ropné produkty, farbivá, živice, triesloviny, čistiace prostriedky a mnohé ďalšie nečistoty. Z polí sa vyplavujú hnojivá a pesticídy – prostriedky na boj proti poľnohospodárskym škodcom. Preto vody otvorených zdrojov zásobovania vodou v rôznych koncentráciách obsahujú prakticky akékoľvek chemické prvky, vrátane takých nezdravých, ako je olovo, zinok, cín, chróm, meď. Bez toho, aby sme mali v úmysle poskytnúť úplný prehľad o zložení kontaminantov vstupujúcich do odpadových vôd a za predpokladu, že vlastnosti biologických nečistôt sú dostatočne podrobne zvážené v predchádzajúcej časti tejto kapitoly, sa zameriame len na niektoré typy kontaminantov, charakteristické znaky z ktorých sú: rozšírené, najmä v posledných rokoch; toxické vlastnosti; náročná separácia pri čistení odpadových vôd; pomalá oxidácia a rozklad v otvorenej vode; rušivý účinok na procesy čistenia vody vrátane koagulácie; schopnosť „byť indikátormi hĺbky čistenia vody od jednotlivých [prvkov. [...]
K tvorbe humínových látok dochádza za účasti dvoch typov procesov. Procesy prvého typu poskytujú čiastočný rozklad (štiepenie) mŕtvej organickej hmoty na jednoduchšie zlúčeniny: bielkoviny sa rozkladajú na aminokyseliny, sacharidy - na jednoduché cukry, rozklad lignínu nie je dostatočne študovaný. V dôsledku procesov druhého typu dochádza ku kondenzácii aromatických zlúčenín fenolového typu (produkty rozkladu lignínu a celulózy) s aminokyselinami (produkty rozkladu mikroorganizmov). V dôsledku toho vzniká systém organických vysokomolekulárnych kyselín, schopných ďalšej polymerizácie. V procese tvorby humusu a udržiavania jeho zloženia zohrávajú významnú úlohu heterotrofné a autotrofné mikroorganizmy, ktorých geochemická aktivita bola diskutovaná vyššie. [...]
Organické zloženie. Vzniká zo zlúčenín nachádzajúcich sa vo veľkých množstvách v rastlinných a živočíšnych zvyškoch. Ide o bielkoviny, sacharidy, organické kyseliny, tuky, lignín, triesloviny atď., ktoré spolu tvoria 10 – 15 % z celkovej hmoty organickej hmoty v pôde. Pri rozklade organických látok prechádza dusík v nich obsiahnutý do foriem dostupných pre rastliny. Organické látky zohrávajú významnú úlohu pri tvorbe pôdy, určujú absorpčnú schopnosť pôd, ovplyvňujú štruktúru horných horizontov pôdy a jej fyzikálne vlastnosti. [...]
Značná časť dusíka humínových kyselín prechádza do roztoku so slabšou hydrolýzou (S. S. Dragunov) v porovnaní s typickými bielkovinami. Okrem toho sú proteíny rastlinných zvyškov ľahko a rýchlo rozložené pôdnymi mikroorganizmami, ich rozklad je sprevádzaný resyntézou proteínu mikrobiálnej plazmy, ktorá sa zase ľahko rozkladá. Preto hydrolyzovateľnú časť dusíka humínovej kyseliny zjavne nepredstavujú bielkoviny, ale produkty ich hlbokého rozkladu - aminokyseliny, ktoré sú vo forme krehkej väzby s jadrom humínovej kyseliny. [. ..]
TOXÍNY sú toxické látky produkované niektorými mikroorganizmami, rastlinami a živočíchmi. Chemickou povahou - polypeptidy a proteíny. Niekedy sa výraz T. vzťahuje aj na nebielkovinové jedy. Najlepšie preštudované mikrobiálne T., ktoré sa delia na exotoxíny (vylučujú sa do prostredia počas rastu) a endotoxíny (uvoľňujú sa po smrti organizmov). TOXIFIKÁCIA - zvýšenie toxicity v dôsledku tvorby nových, toxickejších látok pri rozklade (biologickom alebo fyzikálno-chemickom) pesticídov. St Znečisťujúca látka, Škodlivá. TOXICKÝ ÚČINOK ŠKODLIVEJ LÁTKY - škodlivý účinok chemickej látky na organizmy (človek, zvieratá, rastliny, huby, mikroorganizmy). Pri kombinovanom toxickom účinku viacerých znečisťujúcich látok sa rozlišuje: súčet škodlivých účinkov; prehnané zhrnutie alebo zosilnenie; nihilácia - účinok je menší ako účinok súčtu; zmeny v povahe toxického účinku (napríklad objavenie sa karcinogénnych vlastností). TOXICITA - toxicita, vlastnosť chemických zlúčenín mať škodlivý alebo dokonca smrteľný účinok na organizmus. [...]
Vo vode nerozpustné štepené kopolyméry celulózy a biologicky aktívnych proteínov (enzýmy, antigény) sú predmetom značného vedeckého a praktického záujmu. Ako špecifické katalyzátory možno použiť očkované kopolyméry celulózy a enzýmov, ktoré je možné kedykoľvek ľahko odstrániť z reakčnej gule. Použitie týchto kopolymérov umožňuje riešiť množstvo problémov, ktoré nie je možné vyriešiť pomocou bežných vo vode rozpustných enzýmov, napríklad izolácia čistých produktov enzymatického rozkladu substrátu, izolácia a následné štúdium medziproduktov enzymatického rozkladu substrát, aktivácia enzýmu s následným úplným odstránením aktivačnej látky, sorpcia, následná izolácia a štúdium inhibítorov enzýmov. Vo vode nerozpustné očkované kopolyméry celulózy a antigénov, ktoré sa nazývajú imunoadsorbenty, sa používajú na adsorpciu protilátok za účelom ich kvantitatívneho stanovenia, izolácie v čistej forme pre následné štúdium a použitie. Na syntézu vo vode nerozpustných očkovaných kopolymérov biologicky aktívnych proteínov je vhodné použiť skôr celulózu ako syntetické polyméry, pretože nešpecifická adsorpcia proteínu na celulózových materiáloch je oveľa nižšia ako na syntetických polyméroch. [...]
Rozvoj vyššej vegetácie v blízkosti vodných útvarov je dôvodom prenikania rozpustených organických produktov ich životnej činnosti do vody a rozpadu. V dôsledku rozkladu makrofýt vo vode sa môžu objaviť bielkoviny, sacharidy, organické kyseliny, triesloviny, ale aj prakticky vo vode nerozpustný lignín, hemicelulóza, tuky, vosk a živice. [...]
V živej bunke prebiehajú súčasne najrozmanitejšie a navyše viacstupňové procesy: oxidácia a redukcia, syntéza a rozpad, prenos metylových radikálov, hydrolýza atď. Niektoré mikróby majú schopnosť podieľať sa na niekoľkých štádiách rozkladu. látky. Napríklad môžu využiť bielkoviny a potom sacharidy, oxidovať alkoholy a kyseliny, alkoholy a potom aldehydy, spotrebúvať elementárny dusík a potom viazaný dusík atď. Ale sú aj mikróby, ktoré sú schopné spotrebovať len určité sacharidy a aminokyseliny. nepoužívať iných. [...]
Tkaniny z kelpu pozostávajú z asi 87 % vody a 13 °/ organických a minerálnych látok, pričom prvé tvoria 55 až 62 % sušiny. Bielkoviny, ktoré tvoria 5-7% sušiny v nutričnej hodnote, zodpovedajú sójovému proteínu a môžu sa použiť ako prísady do krmiva pre zvieratá. Kullny porovnáva húštiny Ganttovskej chaluhy so skutočnými podmorskými lesmi, ktoré poskytujú p) a úkryt pre masu morských organizmov a rýb. To isté možno povedať o húštiach japonských chaluh, ktoré ani pri umelej produkcii na morských farmách nestratia úlohu prirodzených „ochrancov“ mláďat. [...]
Rýchlosť chemických reakcií vo vzorkách rastlín odobratých počas aktívneho vegetačného obdobia je oveľa vyššia ako v mnohých analyzovaných objektoch (napríklad obilie, slama, semená). Vďaka práci enzýmov pokračujú biochemické procesy, v dôsledku ktorých dochádza k rozkladu látok ako škrob, bielkoviny, organické kyseliny a najmä vitamíny. [...]
Iné mikróby, ktoré štiepia cukor, škrob a dokonca aj vlákninu, produkujú prchavé kyseliny a blízky uhlík, vodík a metán, ktoré sú pre telo nepotrebné, a tepelná energia je pre mikroorganizmus len prospešná a pre telo hostiteľa sa stráca. Nakoniec tretie baktérie rozkladajú bielkoviny a tiež enzýmy na malé molekuly albumóz a peptónov a ďalej na aminokyseliny a zásady. Činnosť baktérií sa však nekončí, ako by to bolo potrebné pre organizmus hostiteľa, ale vedie ďalej k rozkladu týchto zlúčenín na amoniak, mastné kyseliny, alkohol a uhľovodíky, ktoré hostiteľ nepotrebuje. [...] ]
Hlavným prvkom aeróbnej biocenózy je bakteriálna bunka. V bunke prebiehajú rôzne viacstupňové procesy premeny organických látok. Biocenóza obsahuje baktérie, ktoré sú schopné spotrebovať len určité sacharidy alebo aminokyseliny. Spolu s tým existuje veľké množstvo baktérií, ktoré sa podieľajú na niekoľkých fázach rozkladu organickej hmoty. Dokážu najskôr využiť bielkoviny a potom sacharidy, oxidovať alkoholy a potom kyseliny alebo alkoholy a aldehydy atď. Niektoré druhy mikróbov môžu viesť k rozkladu organickej hmoty až do konca, napríklad k tvorbe oxidu uhličitého a vody, iné len na tvorbu medziproduktov... Z tohto dôvodu pri čistení odpadových vôd nedávajú potrebný účinok jednotlivé kultúry mikroorganizmov, ale ich prirodzený komplex, vrátane rozvinutejších druhov [Rogovskaya Ts. I., 1967]. [...]
Vonros o látkach používaných v procese dýchania už dlho fascinuje fyziológov. Aj v dielach I. II. Borodin ukázal, že intenzita dýchacieho procesu je priamo úmerná obsahu sacharidov v rastlinných tkanivách. To naznačuje, že sacharidy sú hlavnou látkou spotrebovanou počas dýchania. Pri objasňovaní tejto problematiky má veľký význam stanovenie respiračného koeficientu. Ak sa v procese dýchania použijú sacharidy, tak proces prebieha podľa rovnice CeH 120b + 6O2 = 6CO2 + 6H2O, v tomto prípade sa respiračný koeficient rovná jednej - p = 1. Ak však viac oxidovaných zlúčenín, napr. napríklad organické kyseliny sa počas dýchania rozkladajú, spotreba kyslíka klesá, koeficient dýchania sa stáva viac ako jedným. Keď sa počas dýchania oxiduje viac redukovaných zlúčenín, ako sú tuky alebo bielkoviny, je potrebné viac kyslíka a koeficient dýchania je nižší ako jeden [...]
Väčšina potravín obsahuje bielkoviny, tuky a sacharidy, ktoré sú v prítomnosti vody dobrou živnou pôdou pre mikroorganizmy. Počas množenia rozkladajú zložky potravinových produktov a vytvárajú produkty rozkladu (medziprodukty a konečné produkty). Je to spôsobené enzymatickou aktivitou mikroorganizmov, mnohých z nich. ktoré produkujú silné proteolytické, amylolytické a lipolytické enzýmy. Ich využitie v rôznych oblastiach národného hospodárstva je založené na schopnosti mikróbov vylučovať určité enzýmy. Dlho je známa a široko využívaná napríklad v potravinárstve a každodennom živote schopnosť kvasiniek rozkladať cukry. Uvoľňujú enzýmy amylázu, maltázu a sacharózu, ako aj protiolytické enzýmy, kvasinky štiepia sacharidy a čiastočne bielkoviny za vzniku alkoholu a oxidu uhličitého. Táto nehnuteľnosť sa využíva vo vinárskom, pivovarníckom a pekárenskom priemysle. V dôsledku tvorby oxidu uhličitého počas kysnutia cesta sa uvoľňuje, čo umožňuje získať počas pečenia porézne („nadýchané“) chlebové výrobky. Vďaka použitiu droždia sa zlepší chuť a stráviteľnosť chleba. Niektoré mikróby majú široké využitie pri výrobe mliečnych produktov, spôsobujú mliečne kvasenie, pri ktorom sa rozkladá mliečny cukor a vzniká kyselina mliečna.
Túto schopnosť má streptokok mliečny, bulharské a acidofilné tyčinky. Výberom kultúr mikróbov kyseliny mliečnej môžete mučiť rôzne druhy produktov kyseliny mliečnej s vysokými chuťovými a diétnymi vlastnosťami. Varenie kyslej kapusty a nakladaných uhoriek je tiež založené na schopnosti mikróbov vyvolať mliečne kvasenie. Pri príprave solených sleďov, kilky, ančovičiek sa využíva vlastnosť mikróbov na vyvolanie proteolytických zmien v tkanivách – na rozklad bielkovín. V dôsledku čiastočného štiepenia molekúl bielkovín a zmien vo fyzikálno-chemických vlastnostiach produktov pod vplyvom týchto mikróbov sa vytvára špecifická aróma a chuť.
Známe sú nielen prospešné vlastnosti mikróbov, ale aj ich negatívny vplyv na potraviny. Mnoho mikroorganizmov, ktoré spôsobujú rozklad zložiek potravinového výrobku, sa nezlepšia, ale zhoršia jeho kvalitu. Medzi tieto mikroorganizmy patria predovšetkým hnilobné: Bact. Proteus vulgaries, Bact. Cloacae, Bact. Putrificus, sporogenes atď. Rast a rozmnožovanie týchto mikróbov je sprevádzané rozkladom bielkovinových látok a hromadením produktov rozpadu, z ktorých mnohé majú nepríjemnú chuť alebo majú silný nepríjemný zápach. Patria sem také organické látky ako indol, skatol, kadaverín, histamín, plyny - sírovodík, amoniak, fosfín, metylamín.
Mnohé metódy sanitárneho skúšania potravinárskych výrobkov sú založené na stanovení medziproduktov rozkladu. V dôsledku hnilobného rozkladu sa povrch potravinárskych výrobkov s hustou konzistenciou stáva slizkým, lepkavým. V dôsledku komplexu zmien počas rozkladu strácajú potravinové výrobky svoje pôvodné organoleptické vlastnosti a stávajú sa nekvalitnými.
Pri hnilobe sa môžu v potravinách množiť mikróby patogénne pre ľudí, napríklad salmonela, botulinus bacillus, pretože patogénne mikroorganizmy sú obzvlášť dobré na využitie na svoju výživu a asimiláciu produktov čiastočného rozkladu bielkovín. V tomto ohľade predstavujú potravinové výrobky s javom hnilobného rozkladu, ak sú konzumované, veľké nebezpečenstvo v súvislosti s otravou jedlom. Pracovníci v potravinárstve, stravovaní a obchode sú povinní dodržiavať nevyhnutné podmienky na ochranu výrobkov pred mikrobiálnym rozkladom. Podmienky priaznivé pre reprodukciu hnilobných mikróbov sú teplo, prítomnosť bielkovín a vlhkosti v produkte a nízka kyslosť. Vysoký obsah bielkovín vo vodnom prostredí je výbornou živnou pôdou pre mikróby. Výrobky ako mäso, mlieko, ryby, vajcia a varené údeniny sú obzvlášť rýchlo vystavené hnilobnému rozkladu.
V podmienkach zvýšených teplôt sa reprodukcia mikróbov výrazne urýchľuje. Spolu s rastom mikróbov a zosilnením ich enzymatickej aktivity sa aktivujú aj enzýmy nachádzajúce sa v samotných tkanivách. Tieto enzýmy tiež rozkladajú bielkoviny, tuky a uhľohydráty za vzniku rovnakých produktov rozkladu ako pri hnilobe. K najväčšej reprodukcii hnilobných mikróbov a pôsobeniu enzýmov dochádza pri teplote 20-25 °C (do 40-45 °C). Nízke teploty a nízka vlhkosť vzduchu naopak vytvárajú nepriaznivé podmienky pre rast baktérií.
V dôsledku toho je hlavnou podmienkou, ktorá sa v praxi potravinárskych podnikov široko používa na uchovávanie potravín, používanie nízkej teploty (skladovanie rýchlo sa kaziacich potravín v špeciálnych chladiacich boxoch alebo chladničkách). Treba však pamätať na to, že chlad nespôsobuje smrť mikróbov, ale iba odďaľuje alebo zastavuje ich životne dôležitú činnosť a že za priaznivých podmienok môžu naďalej nepriaznivo ovplyvňovať kvalitu potravín. Okrem toho existujú niektoré druhy baktérií, ktoré sa môžu množiť v podmienkach nízkych teplôt, dokonca aj blízko 0 stupňov. (napr. Bact. Fluorescens), ako aj početné plesne.
Na ochranu produktov pred množením mikróbov sa okrem chladenia, sušenia alebo pridávania látok zvyšujúcich koncentráciu vodíkových iónov (morenie), ako aj iných spôsobov konzervácie, ktoré vytvárajú nepriaznivé podmienky pre vývoj mikróbov. . Vplyvom mikróbov počas skladovania sa menia aj vlastnosti produktov s obsahom tuku: bravčová masť, maslo, čokoláda. Dôležitú úlohu v tom zohrávajú mikróby ako Bact. fluorescenčné látky. Bact. pyocyaneum), ako aj niektoré huby (Penicillium aspergillus). Tieto mikróby vylučujú enzým nazývaný lipáza, ktorý rozkladá tuk na jeho základné časti – glycerín a mastné kyseliny. Hromadenie voľných mastných kyselín v tuku zvyšuje jeho kyslosť.
Vlastnosti tukov sa však menia najmä vplyvom fyzikálnych faktorov – kyslíka vo vzduchu a svetla. Vplyvom vzdušného kyslíka dochádza k oxidácii tuku. Hromadí aldehydy, ketóny, oxidované kyseliny, ktoré vedú k žltnutiu alebo soleniu potravín s obsahom tuku. Pri vyhorení sa chuť produktu stáva horkou; pri ochutnaní potraviny obsahujúce tuk chutia ako sviečka stearicum. Slnečné svetlo zosilňuje oxidáciu desaťnásobne. Kvalita potravín vo veľkej miere závisí od vlhkosti okolitého vzduchu. Pri vysokej vlhkosti niektoré potraviny (sušené ovocie a zelenina, cukor, soľ, cukrovinky, sušienky, múka) nenásytne absorbujú vlhkosť zo vzduchu a zvlhčujú sa, čo prispieva k tvorbe plesní.
Okrem toho sa znižuje nutričná hodnota zvlhčených potravín, pretože vlhké potraviny obsahujú pri rovnakej hmotnosti menej živín. V nadmerne suchých miestnostiach sa vplyvom zvýšeného vyparovania potraviny scvrkávajú a ich hmotnosť klesá. Keď sa zelenina suší, spolu so zhoršením prezentácie sa obsah vitamínov v nej znižuje. Kombinácia vysokej vlhkosti a vysokej teploty stimuluje procesy tkanivového dýchania a rastu v potravinách, ako sú zemiaky, repa, mrkva, cibuľa a iné okopaniny.
Ich klíčenie vedie za týchto podmienok k iracionálnemu výdaju zásob nahromadených v rastlinách (sacharidy, vitamíny, minerálne prvky) a zníženiu nutričnej hodnoty týchto produktov. Neopatrným zaobchádzaním pri preprave, predaji, skladovaní môže dôjsť k zníženiu kvality potravinárskych výrobkov. Môžu sa znečistiť, zmeniť svoj pôvodný tvar, získať nepríjemnú chuť alebo zápach. Mechanické nečistoty (zem, piesok, sklo) alebo toxické látky (soli ťažkých kovov - olovo, meď, zinok) sa môžu dostať do potravinárskych výrobkov zvonka (zem, piesok, sklo).
Prímes zeme a piesku do potravín nielen zhoršuje ich chuť, ale predstavuje aj epidemiologické nebezpečenstvo, pretože do ľudského tela sa s potravinami môžu dostať spóry B. botulinus, vajíčka niektorých helmintov atď. Kontaminácia potravín B. botulinu spóry pri ich klíčení, rozmnožovaní a tvorbe toxínov často vedú k otravám – botulizmu. Prítomnosť vajíčok hlíst v potravinách môže u ľudí spôsobiť helmintické ochorenia, ak sa pri spracovaní kontaminovaných produktov nedodržiavajú sanitárne a hygienické pravidlá. Preto treba pri skladovaní, preprave a predaji prísne dodržiavať podmienky, ktoré prispievajú k zachovaniu pôvodnej kvality produktov.
Potraviny infikované patogénnymi mikróbmi - úplavica, bacily týfusu, paratýfusové patogény atď., Vstupujúce do ľudského tela môžu spôsobiť ťažké infekčné ochorenia - úplavicu, brušný týfus, paratýfus. Niektoré mikróby môžu spôsobiť alimentárne ochorenia. Medzi takéto mikróby patrí salmonela, patogénne sérotypy Escherichia coli, pôvodcovia botulizmu, enterotoxický kmeň stafylokokov.
Pôvodca botulizmu B. botulinus a enterotoxický kmeň stafylokokov sú pri množení v produktoch schopné vytvárať jedy - exotoxíny. Použitie takýchto produktov spôsobuje intoxikáciu ľudského tela. Patogénne stafylokoky sú v prírode rozšírené. Do potravy sa môžu dostať z rúk, najmä pri pustulóznych ochoreniach, z horných dýchacích ciest (katar, angína, ochorenia zubov), v nevyhovujúcom stave priestorov, kde sa jedlo pripravuje, od zvierat chorých na mastitídu.
Potraviny kontaminované patogénmi infekčných chorôb a otravy jedlom sú obzvlášť nebezpečné pre stravovacie podniky a organizované skupiny (škôlky, pionierske tábory atď.), pretože v tomto prípade sa choroby šíria. Príkladom je otrava jedlom v jednej z týchto skupín, kde ochorelo 186 detí v dôsledku konzumácie vinaigrettu, na ktorý sa zemiaky a repa noc predtým uvarili a ošúpali, nasekali a nechali do rána bez dostatočného ochladenia. Ráno sa k zemiakom a cvikle pridala cibuľa a kapusta. Vinaigrette dostali deti na raňajky. Pri vyšetrovaní tejto otravy bol z vinaigrettu izolovaný patogénny Staphylococcus aureus, ako aj z hrdla dvoch kuchárov, ktorí sa podieľali na čistení varených zemiakov a repy, pričom mu dali všetky charakteristické reakcie a vzorky.
Baktérie žijú všade: na zemi aj vo vode, pod zemou aj pod vodou, vo vzduchu, v telách iných tvorov prírody. Napríklad v tele zdravého dospelého predstaviteľa ľudskej rasy je viac ako 10 000 druhov mikroorganizmov a ich celková hmotnosť je od 1 do 3 percent celkovej hmotnosti človeka. Niektoré mikroskopické tvory používajú organickú hmotu ako potravu. Medzi nimi hnijúce baktérie zaujímajú významné miesto. Ničia pozostatky mŕtvych tiel zvierat a rastlín a živia sa touto hmotou.
Prirodzený proces
Rozklad organickej hmoty je prirodzený proces a navyše povinný, akoby jasne naplánovaný samotnou prírodou. Bez rozkladu by to na Zemi nebolo možné. A v každom prípade známky rozkladu znamenajú vznik nového života, ktorý vzniká na začiatku. Hnilobné baktérie sú tu najväčšie! Spomedzi všetkého bohatstva organických foriem života sú to práve oni, kto je zodpovedný za tento namáhavý a nenahraditeľný proces.
Čo je úpadok
Pointa je, že hmota najzložitejšieho zloženia sa rozkladá na jednoduchšie prvky. Moderné chápanie vedcov o tomto procese, ktorý sa mení na anorganický, možno opísať nasledujúcimi činnosťami:
- Hnijúce baktérie majú metabolizmus, ktorý chemicky rozbíja väzby organických molekúl obsahujúcich dusík. Proces kŕmenia prebieha formou zachytávania molekúl bielkovín a aminokyselín.
- Enzýmy, ktoré sú produkované mikroorganizmami, uvoľňujú z molekúl bielkovín v procese štiepenia amoniak, amíny, sírovodík.
- Produkty, ktoré sa rozkladajú, sa využívajú na energiu.
Uvoľňovanie amoniaku
Cyklus dusíka je dôležitou súčasťou života na Zemi. A mikroorganizmy, ktoré sa na ňom podieľajú, sú jednou z najpočetnejších skupín. V prirodzených ekosystémoch zohrávajú významnú regeneračnú úlohu pri mineralizácii pôdy. Odtiaľ pochádza názov - redukcia (čo znamená "obnovenie"). Široké zastúpenie tu majú amonifikačné baktérie rozkladu a hniloby, to znamená, že sú schopné uvoľňovať dusík z mŕtvych organických látok. Ide o nespórotvorné enterobaktérie, bacily, spórotvorné klostrídie.
Senná palica
Bacillus subtilis je jednou z najbežnejších baktérií skúmaných výskumníkmi. Žije v pôde, dýcha hlavne kyslíkom. Zloženie tela - jedna Je to pomerne veľký mikroorganizmus, ktorý je možné zobraziť jednoduchým zväčšením. Pre výživu produkuje senný bacil proteázy – katalytické enzýmy, ktoré sídlia na vonkajšej membráne jeho buniek. Pomocou enzýmov baktéria ničí štruktúru molekuly proteínu (peptidová väzba aminokyselín), čím uvoľňuje aminoskupinu. Typicky tento proces prebieha v niekoľkých fázach a vedie k syntéze energie v bunke (ATP). Rozklad spôsobený baktériami (hniloba) je sprevádzaný tvorbou toxických zlúčenín škodlivých pre človeka.
Aké sú tieto látky
V prvom rade sú to konečné produkty: amoniak a sírovodík. Pri neúplnej mineralizácii sa vytvárajú aj tieto formy:
- (napríklad kadaverín);
- aromatické zlúčeniny (skatol, indol);
- pri rozpade aminokyselín s obsahom síry vznikajú tioly, dimetylsulfoxid.
V skutočnosti, v rámci imunitne riadeného rámca, je proces rozkladu súčasťou tráviaceho procesu mnohých zvierat a ľudí. Zvyčajne sa vyskytuje v hrubom čreve a primárnu úlohu v ňom zohrávajú baktérie, ktoré spôsobujú hnilobu. Ale vo veľkom meradle môže otrava produktmi rozkladu viesť ku katastrofálnym výsledkom. Osoba potrebuje naliehavú lekársku starostlivosť a terapiu na obnovu mikroflóry. Navyše, hromadenie amoniaku v tele môže byť iniciované niektorými druhmi baktérií, vrátane.V dôsledku toho sa amoniak hromadí v niektorých tkanivách. Ale pri normálnom fungovaní všetkých systémov sa viaže na močovinu a potom sa vylučuje z ľudského tela.
Saprotrofy
Hnilobné baktérie sa spolu s fermentačnými baktériami označujú ako saprotrofy. Tieto aj iné rozkladajú organické zlúčeniny – dusíkaté a uhlíkaté. V oboch prípadoch sa uvoľňuje energia, ktorá sa využíva na výživu a podporu mikroorganizmov. Bez fermentačných baktérií (napríklad fermentovaného mlieka) by ľudstvo nedostalo také základné potravinové produkty ako kefír alebo syr. Široko sa využívajú aj pri varení a výrobe vína.
Saprotrofné baktérie však môžu spôsobiť rozklad a tento proces je spravidla sprevádzaný rozsiahlym uvoľňovaním oxidu uhličitého, amoniaku, energie, látok jedovatých pre ľudí, ako aj zahrievaním substrátu (niekedy až samovznietenie). Preto sa ľudia naučili vytvárať podmienky, za ktorých hnijúce baktérie strácajú schopnosť reprodukovať sa alebo jednoducho umierajú. Medzi tieto ochranné opatrenia patrí sterilizácia a pasterizácia, vďaka ktorým je možné konzerváciu zachovať relatívne dlhú dobu. Baktérie tiež strácajú svoje vlastnosti, keď je výrobok zmrazený. A v dávnych dobách, keď ešte neboli známe moderné metódy, boli produkty chránené pred znehodnotením patogénnou mikroflórou sušením, solením a cukrením, pretože v slanom a cukrovom prostredí mikroorganizmy prestávajú svoju životnú aktivitu a pri sušení väčšina odstraňuje sa voda potrebná na rozmnožovanie baktérií...
Hnilobné baktérie: význam mikroorganizmov v biosfére
Úlohu baktérií tohto druhu pre všetok život na Zemi možno len ťažko preceňovať. V biosfére v dôsledku ich amonizačnej životnej činnosti neustále prebieha proces rozkladu mŕtvych zvierat a rastlín, po ktorom nasleduje ich mineralizácia. Výsledné jednoduché látky a zlúčeniny anorganickej povahy, medzi ktorými sa podieľajú na kolobehu látok oxid uhličitý, amoniak, sírovodík a iné, slúžia ako potrava pre rastliny, uzatvárajú prechod energie z jedného zástupcu flóry a fauny Zem k druhej, čo poskytuje príležitosť pre vznik nového života ...
Uvoľňovanie dusíka nie je pre vyššie rastliny dostupné a bez účasti hnilobných baktérií by sa nemohli plne živiť a rozvíjať.
Hnilobné baktérie sa priamo podieľajú na pôdotvorných procesoch, pričom rozkladajú odumretú organickú hmotu na jej zložky. Táto vlastnosť zohráva nezastupiteľnú úlohu v poľnohospodárstve a iných ľudských činnostiach.
Napokon, bez spomínanej životne dôležitej činnosti mikroorganizmov by bol povrch Zeme, vrátane vodných priestorov, posiaty nerozloženými mŕtvolami zvierat a rastlín, ktorých počas existencie planéty uhynulo značné množstvo!
Pri dlhšom skladovaní mäsa pri plusových teplotách sa v ňom rozvinú procesy, na ktorých sa podieľajú enzýmy samotného mäsa, no čoskoro sa k tomu pridružia procesy spôsobené enzýmami hnilobných mikroorganizmov, ktoré sa množia na takom výbornom živnom médiu, akým je mäso. Pre svoj metabolizmus využívajú mikroorganizmy bielkovinové látky.
Mikroorganizmy sa za vhodných podmienok teploty a vlhkosti vyvíjajú mimoriadne rýchlo, takže pôsobenie enzýmov mikroorganizmov výrazne predbieha autolýzu, v dôsledku ktorej mäso podlieha hnilobe.
Rozpad je proces rozkladu bielkovinových látok spôsobený mikroorganizmami.
Bunky mikroorganizmov sú pre proteíny nepriepustné, pretože proteíny sú koloidné látky s vysokou molekulovou hmotnosťou, ktoré nie sú schopné difundovať cez bunkové membrány.
Mikroorganizmy dokážu asimilovať proteíny až po ich rozklade, čo sa deje pomocou nimi vylučovaných enzýmov. Produkty rozkladu bielkovín sú asimilované bunkami mikroorganizmov.
V procese vitálnej aktivity mikroorganizmov teda dochádza k zmene proteínových látok, s hlbokým rozkladom ktorých sa tvoria produkty rozpadu.
Na procese rozkladu sa podieľa veľké množstvo rôznych mikroorganizmov. Všeobecná biochemická povaha týchto procesov je pomerne konštantná; detaily sa menia v závislosti od typu mikroflóry, vonkajších podmienok, zloženia a vlastností rozkladajúcich sa bielkovín. Napríklad želatíne chýba tryptofán, má nízky obsah tyrozínu a aminokyselín, medzi ktoré patrí síra. Naproti tomu keratín obsahuje veľa týchto aminokyselín.
Produkty rozpadu sa budú líšiť v závislosti od zloženia bielkovín. Rozpustné bielkoviny sú náchylnejšie na pôsobenie mikroorganizmov: želatína, krvné bielkoviny, vaječné bielka.
Napríklad pri rozklade mäsa alebo krvi v dôsledku rozkladu bielkovín vznikajú polypeptidy, ktoré rýchlo podliehajú ďalším zmenám. K premene produktov rozkladu bielkovín dochádza prostredníctvom medziproduktov za vzniku konečných páchnucich hnilobných produktov, a to: amoniak, sírovodík, skatol, indol, krezol, fenol, merkaptány atď. Prchavé mastné kyseliny sa postupne a nepretržite hromadia , CO2 sa uvoľňuje a hromadí.
Hnitie môže nastať, keď je k dispozícii kyslík (aeróbny rozpad) a v neprítomnosti kyslíka (anaeróbny rozpad). V anaeróbnych podmienkach sa tvorí viac zapáchajúcich produktov hniloby.
Chemické procesy, ktoré sa vyskytujú počas rozpadu, sú rôznorodé. Nasledujú cesty pre vznik niektorých hlavných produktov hniloby.
NH3 a hydroxykyseliny vznikajú pri hydrolytickej deaminácii pôsobením mikrobiálnych enzýmov
NH3 a prchavé mastné kyseliny sú tvorené enzýmami anaeróbnych baktérií pri redukčnej deaminácii
NH3 a ketokyseliny vznikajú pri oxidačnej deaminácii; v tomto prípade sa ketokyseliny pôsobením enzýmu mikroorganizmov karboxylázy premieňajú na aldehydy a oxid uhličitý
NH3, alkohol a oxid uhličitý vznikajú pri hydrolytickej deaminácii so súčasnou dekarboxyláciou
Amíny sa tvoria v dôsledku dekarboxylácie, ku ktorej dochádza za účasti enzýmov mikroorganizmov - dekarboxyláz
Najjednoduchším amínom je metylamín, ktorý vzniká z glycínu:
Z lyzínu vzniká kadaverín a z histidínu histamín.
Kadaverín má jedovaté vlastnosti.
Z aminokyselín tyrozín a tryptofán vznikajú v dôsledku deaminácie a dekarboxylácie krezol, fenol, skatol, indol, ako aj amoniak a oxid uhličitý.
V procese rozpadu sa z aminokyselín obsahujúcich síru uvoľňuje sírovodík a amoniak a vznikajú merkaptány.
V protoplazme svalových buniek a iných tkanív sú lipoidy väčšinou obsiahnuté vo forme lipoproteínov - nestabilných zlúčenín s bielkovinami.
Pri rozpade z lipoproteínov sa najskôr odštiepi lipoidná časť. Neoddeliteľnou súčasťou lecitínfosfatidu, ktorý sa nachádza v mäse, mozgu a vaječnom žĺtku, je cholín, ktorý sa počas procesu rozkladu mení na trimetylamín, dimetylamín a metylamín. Pri oxidácii trimetylamínu vzniká trimetylamínoxid, ktorý má rybí zápach:
Z cholínu môže pri hnilobe vzniknúť aj jedovatá látka neurín.
Pri rozklade sa nukleoproteíny rozkladajú na proteín a nukleovú kyselinu, ktorá sa potom rozkladá na jednotlivé časti. Vznikajú hypoxantín a xantín - produkty rozkladu nukleoproteínov:
Typickými produktmi hnijúceho mäsa sú teda čpavok, oxid uhličitý, sírovodík, prchavé mastné kyseliny, fenol, krezol, indol, skatol, amíny, trimetylamín, aldehydy, alkoholy atď. Všetky tieto produkty je možné chemicky zistiť.
Najľahšie objaviteľné sú amoniak, sírovodík, prchavé mastné kyseliny, oxid uhličitý, ktoré sa ako konečné produkty hniloby akumulujú v určitých množstvách v závislosti od hĺbky hnilobného rozkladu. Tieto látky vznikajú v počiatočných štádiách kazenia; indol, skatol, fenol, krezol - v hlbokom štádiu kazenia.
Hnilobné mikroorganizmy sú v prírode rozšírené a ak sú bielkovinové látky skladované nechránené a sú tam podmienky na rozmnožovanie mikroorganizmov, dochádza k hnilobe veľmi rýchlo. Preto je v procese technologického spracovania krvi, želatíny, endokrinných surovín, mäsa a mäsových výrobkov potrebné používať konzervačné prostriedky za studena alebo chemické.
Proteíny sa aktinomycétami rozkladajú buď na konečné produkty (sírovodík, amoniak a voda), alebo na tvorbu medziproduktov (peptóny, aminokyseliny). Intenzita degradácie bielkovín závisí od podmienok prevzdušňovania, zloženia živného média, teploty a iných faktorov. [...]
Rozklad látok s obsahom dusíka (proteínov) prebieha v dvoch stupňoch. V prvej fáze sa pod vplyvom aeróbnych a anaeróbnych mikroorganizmov štiepia proteíny za uvoľnenia dusíka v nich obsiahnutého vo forme MN (amonifikačná fáza) a tvorby peptónov (produktov primárneho rozkladu bielkovín), a potom aminokyseliny. Následná oxidačná a redukčná deaminácia a dekarboxylácia vedú k úplnému rozkladu peptónov a aminokyselín. Trvanie prvej etapy je od jedného do niekoľkých rokov. V druhom stupni sa NH3 najprv oxiduje na H102 a potom na NH3O3. Konečný návrat dusíka do atmosféry nastáva pôsobením baktérií – denitrifikátorov, ktoré rozkladajú molekulárne dusíkaté dusičnany. Doba mineralizácie je 30-40 rokov alebo viac. [...]
Rozklad zlúčenín obsahujúcich síru. Síra sa nachádza v niektorých bielkovinách. Pri hydrolytickom rozklade bielkovín sa redukuje na sírovodík, ktorý je toxickou zlúčeninou pre mnohé skupiny mikroorganizmov. Ale vo vodných útvaroch a pôde sa nachádzajú sírne baktérie, ktoré oxidujú redukované zlúčeniny síry na voľnú síru a sírany. Tieto baktérie žijú vo vysokých koncentráciách sírovodíka v prostredí. Sírovodík pre nich slúži ako zdroj energie pre syntézu organickej hmoty. [...]
Rozklad zahŕňa abiotické aj biotické procesy. Odumreté rastliny a živočíchy však zvyčajne rozkladajú heterotrofné mikroorganizmy a saprofágy. Tento rozklad je spôsob, akým baktérie a huby získavajú potravu pre seba. K rozkladu teda dochádza prostredníctvom energetických premien v organizmoch a medzi nimi. Tento proces je pre život absolútne nevyhnutný, pretože bez neho by boli všetky živiny viazané v mŕtvych telách a nemohol by vzniknúť nový život. V bakteriálnych bunkách a mycéliu húb sú súbory enzýmov potrebné na realizáciu špecifických chemických reakcií. Tieto enzýmy sa uvoľňujú do mŕtvej hmoty; časť produktov jej rozkladu absorbujú rozkladajúce sa organizmy, pre ktoré slúžia ako potrava, iné zostávajú v prostredí; okrem toho sa z buniek odstránia niektoré produkty. Ani jeden druh saprotrofov nedokáže vykonať úplný rozklad mŕtveho tela. Heterotrofná populácia biosféry však pozostáva z veľkého počtu druhov, ktoré pri spoločnom pôsobení spôsobujú úplný rozklad. Rôzne časti rastlín a živočíchov sa ničia rôznou rýchlosťou. Tuky, cukry a bielkoviny sa rýchlo rozkladajú, zatiaľ čo rastlinná celulóza a lignín, chitín, zvieracie chlpy a kosti sa ničia veľmi pomaly. Všimnite si, že asi 25% suchej hmotnosti bylín sa rozloží za mesiac, zatiaľ čo zvyšných 75% sa rozkladá pomalšie. Po 10 mesiacoch. zostalo ešte 40 % pôvodnej hmoty bylín. Zvyšky krabov medzitým úplne zmizli. [...]
Pri rozklade bielkovín vzniká aj amoniak a jeho deriváty, ktoré sa dostávajú aj do ovzdušia a vody oceánu. V biosfére v dôsledku nitrifikácie - oxidácie amoniaku a iných organických zlúčenín obsahujúcich dusík za účasti baktérií - vznikajú rôzne oxidy dusíka, ktoré sú základom pre tvorbu kyseliny dusičnej. Kyselina dusičná sa spája s kovmi za vzniku solí. V dôsledku aktivity denitrofujúcich baktérií sa soli kyseliny dusičnej redukujú na kyselinu dusičnú a potom na voľný dusík. [...]
Anaeróbna degradácia proteínov je spôsobená spórotvornými tyčinkami: Bacillus putrificus, Bacillus sporogenes. Rozklad bielkovinových zlúčenín spôsobujú aj fakultatívne anaeróby Proteus vulgaris, Bacteria coli. Stupeň a intenzita rozkladu proteínových zlúčenín závisí od chemickej štruktúry proteínu a typu mikroorganizmov. Aminokyseliny vznikajúce pri rozklade bielkovín za anaeróbnych podmienok podliehajú redukčnej deaminácii s tvorbou nasýtených organických kyselín a amoniaku. Organické kyseliny sa môžu rozkladať za vzniku metánu a oxidu uhličitého. Produktmi amonifikácie v anaeróbnych podmienkach budú metán, amoniak a oxid uhličitý. [...]
[ ...]
Vyskytuje sa pri rozklade alkaloidov a bielkovín. [...]
AMONIFIKÁCIA - proces rozkladu organických zlúčenín obsahujúcich dusík (proteíny, nukleové kyseliny atď.) mikroorganizmami s uvoľňovaním amoniaku. ENVIRONMENTÁLNA AMPLITUDA [lat. amplitúda – hodnota] – hranice adaptability druhu alebo spoločenstva na meniace sa podmienky prostredia. [...]
Amoniak vznikajúci pri rozklade bielkovín a močoviny vo forme amónnych solí je asimilovaný rastlinami alebo podlieha ďalším mikrobiologickým premenám. [...]
Najstabilnejšími produktmi rozkladu sú humínové látky (humus), ktoré, ako už bolo zdôraznené, sú podstatnou zložkou ekosystémov. Je vhodné rozlíšiť tri stupne rozkladu: 1) mletie detritu fyzikálnym a biologickým vplyvom; 2) relatívne rýchla tvorba humusu a uvoľňovanie rozpustných organických látok saprotrofmi; 3) pomalá mineralizácia humusu. Pomalý rozklad humusu je jedným z faktorov zodpovedných za oneskorenie rozkladu v porovnaní s tvorbou a akumuláciou kyslíka; význam posledných dvoch procesov už bol spomenutý. Humus sa zvyčajne javí ako tmavá, často žltohnedá, amorfná alebo koloidná látka. Podľa MM Kononovej (1961) sa fyzikálne vlastnosti a chemická štruktúra humusu v geograficky vzdialených alebo biologicky odlišných ekosystémoch len málo líšia. Je však veľmi ťažké charakterizovať chemické látky humusu a nie je to prekvapujúce vzhľadom na obrovskú rozmanitosť organických látok, z ktorých pochádza. Vo všeobecnosti sú humínové látky kondenzačné produkty aromatických zlúčenín (fenolov) s produktmi rozkladu bielkovín a polysacharidov. Model molekulovej štruktúry humusu je uvedený na strane 475. Ide o fenolbenzénový kruh s bočnými reťazcami; takáto štruktúra určuje odolnosť humínových látok voči mikrobiálnemu rozkladu. Štiepenie zlúčenín samozrejme vyžaduje špeciálne enzýmy deoxygenázového typu (Gibson, 1968), ktoré v bežných pôdnych a vodných saprotrofoch často chýbajú. Je iróniou, že mnohé toxické produkty, ktoré ľudia zavádzajú do životného prostredia – herbicídy, pesticídy, priemyselné odpadové vody – sú derivátmi benzénu a predstavujú vážne nebezpečenstvo pre svoju odolnosť voči degradácii. [...]
Amoniak vzniká najmä pri rozklade biogénnych zlúčenín obsahujúcich dusík – bielkovín a močoviny. Najpravdepodobnejšia hodnota toku 1> W3 zo všetkých terestriálnych zdrojov do atmosféry je 70-100 MtN / rok. Antropogénne emisie amoniaku sú len asi 4 Mt K / rok. [...]
Dá sa to vysvetliť nižším pomerom bielkovín a sacharidov k množstvu tukov v odpadových vodách mäsokombinátu v porovnaní s domácimi odpadovými vodami; Ako viete, hlavným materiálom na stavbu tela mikroorganizmov, ktoré sa podieľajú na rozklade tukov, sú bielkoviny v spojení so sacharidmi a sacharidy sú energetickým materiálom pre ich životne dôležitú činnosť. Preto pomer fermentovateľných zložiek ovplyvňuje rozklad organických látok. [...]
Výskum V.S.Butkevicha veľa prispel k odhaleniu podstaty rozkladu organických dusíkatých zlúčenín. Podarilo sa mu ukázať, že akumulácia amoniaku počas amonifikačných procesov je prísne koordinovaná s prítomnosťou uhľohydrátov v médiu. Ak v médiu nie sú žiadne uhľohydráty, potom mikroorganizmy intenzívne využívajú bielkovinové látky ako materiál na dýchanie a dusík oxidovaných aminokyselín sa hromadí vo forme amoniaku. Ak sú k dispozícii uhľohydráty, potom sa bielkovinové látky používajú v menšej miere a akumulácia amoniaku sa výrazne znižuje a niekedy sa nevyskytuje vôbec. Tieto vzorce sú veľmi dôležité pri fermentácii splaškových kalov. Podľa prítomnosti amónnych solí v kalovej kvapaline je možné posúdiť, ktoré látky podliehajú rozkladu: bielkoviny alebo sacharidy. [...]
K rozkladu hlavných organických zložiek sedimentu - bielkovín, tukov, sacharidov - dochádza s rôznou intenzitou v závislosti od prevládajúcej formy určitých mikroorganizmov. Takže napríklad septiky sa vyznačujú prostredím, ktoré vytvára podmienky pre rozvoj anaeróbnych hnilobných baktérií prvého stupňa (fázy) rozkladu organickej hmoty. [...]
Takmer všetok dusík, ktorý rastlina odoberá z pôdy, je súčasťou rastlinnej bielkoviny, ktorá pri rozklade (hnití) odbúrava dusík vo forme amoniaku a v stajni je to cítiť pri rozklade konského hnoja (konský hnoj). sa vyznačuje obzvlášť prudkým rozkladom, a preto sa používa na vykurovanie skleníkov). [...]
Dusík je jednou z najdôležitejších živín pre rastliny. Je súčasťou bielkovín, chlorofylu a mnohých ďalších organických látok v rastlinách. Prevažná časť azy je sústredená v organickej hmote pôdy a to najskôr v humuse.Dusík je pre rastliny dostupný najmä vo fs minerálnych zlúčenín - amoniaku a dusičnanov, ktoré vznikajú pri rozklade organickej hmoty špeciálnymi mikroorganizmami. Preto je potrebné dopĺňať zásoby pôdneho dusíka z iných zdrojov. [...]
Organické látky obsiahnuté v pôde zahŕňajú látky vznikajúce pri rozklade bielkovín, tukov, sacharidov vrátane: živíc, vlákniny, éterických olejov. Pre procesy rozkladu organickej hmoty je dôležitý obsah organizmov - deštruktorov (baktérie, prvoky). Jeden hektár pôdy môže obsahovať od 1000 do 7000 kg rôznych baktérií, 350-1000 kg červov, až 1000 kg článkonožcov, od 100 do 1000 kg mikroskopických húb. Tieto mikroorganizmy sa nachádzajú v celej hrúbke pôdy, ktorá môže dosiahnuť niekoľko metrov. Bezstavovce žijú hlavne v horných vrstvách. Podobne - koreňový systém rastlín sa nachádza najmä v hĺbkach niekoľkých metrov (s výnimkou niektorých, napríklad ťavího tŕňa, ktorého korene prenikajú 15 m hlboko). [...]
Celkom charakteristický je zápach odpadových vôd z obývaných oblastí, ktorý je zmesou fekálneho zápachu s pachom rozkladu tukov, bielkovín, mydla a pod. Závisí od rozkladu odpadových vôd z domácností a od toho, ktoré procesy vo vode prevládajú – oxidačné alebo redukčné. Podobný zápach môžu mať aj niektoré odpadové vody z potravinárskych závodov. Odpadová voda z tepelného spracovania uhlia zapácha ako fenoly, decht, sírovodík; Odpadová voda z chemického priemyslu má charakteristický zápach v závislosti od typu výroby, napríklad zápach po organických zlúčeninách: sírouhlík, estery a étery, alkoholy, organické kyseliny, zlúčeniny obsahujúce dusík, merkaptány, acetylén atď. [.. .]
Pre čerstvo znečistenú vodu je typická polysapróbna zóna, kde prebiehajú počiatočné štádiá rozkladu organických zlúčenín. Polysapróbne vody obsahujú veľké množstvo organických látok, predovšetkým bielkovín a sacharidov. Keď sa tieto látky rozkladajú vo veľkých množstvách, uvoľňuje sa oxid uhličitý, sírovodík, metán. Voda je chudobná na kyslík, preto sú chemické procesy redukčného charakteru. Vyslovené nepriaznivé podmienky prostredia vedú k obmedzeniu počtu druhov v rastlinnej a živočíšnej populácii nádrže. Hlavnými obyvateľmi sú baktérie, ktorých počet dosahuje stovky miliónov v 1 ml vody. Existuje veľa sírnych baktérií a nálevníkov. Všetci obyvatelia polysapróbnej zóny podľa spôsobu kŕmenia patria k coyasuyenom (konzumentom), alebo inak heterotrofom. Potrebujú hotové organické látky. Úplne tu chýbajú producenti (producenti), teda autotrofy, medzi ktoré patria zelené rastliny vytvárajúce organickú hmotu z minerálnych zlúčenín. [...]
Zloženie organických látok je rôznorodé a zahŕňa zložky vznikajúce v rôznych štádiách rozkladu komplexných sacharidov, bielkovín, tukov a sacharidov; pôdna organická hmota obsahuje lignín, vlákninu, silice, živice, triesloviny. Určitú úlohu pri tvorbe humusu zohráva pôdna fauna – červy a špecifická pôdna mikroflóra. Vo všeobecnosti je pôda obohatená o aminokyseliny a iné organické zlúčeniny. [...]
Literatúra uvádza, že humínové látky vznikajú v prirodzených podmienkach ako produkty rozkladu bielkovín, celulózy a lignínu. Delia sa na huminové kyseliny a nerozpustný lignín. V tejto práci sa uvažuje iba o humínových kyselinách, ktorých soli sú rozpustné vo vode a sú schopné vylúhovania. [...]
Na kolobehu látok s obsahom dusíka sa podieľajú ďalšie fyziologické skupiny anaeróbov: rozkladajú bielkoviny, aminokyseliny, puríny (proteolytické, purinolytické baktérie). Mnohí sú schopní aktívne fixovať atmosférický dusík a premieňať ho na organickú formu. Tieto anaeróby zvyšujú úrodnosť pôdy. Počet buniek proteolytických a sacharolytických anaeróbov v 1 g úrodných pôd dosahuje až milióny. Zvlášť dôležité sú tie skupiny mikroorganizmov, ktoré sa podieľajú na rozklade ťažko dostupných foriem organických zlúčenín, ako je pektín a celulóza. Práve tieto látky tvoria veľkú časť rastlinných zvyškov a sú hlavným zdrojom uhlíka pre pôdne mikroorganizmy. [...]
V procese životne dôležitej činnosti môže veľa baktérií okysliť alebo alkalizovať prostredie. Napríklad pri rozklade močoviny alebo bielkovín vzniká amoniak a pri spotrebe solí organických kyselín sa v médiu hromadia katióny alkalických kovov. [...]
Oxidácia proteínových zlúčenín nastáva až do konca s tvorbou amoniaku, oxidu uhličitého, vody. Ak bielkoviny obsahujú síru, tak ako medzizlúčeniny vznikajú aj merkaptány (tioalkoholy) a pri úplnom rozklade vzniká sírovodík. Najbežnejšie aeróbne činidlá rozkladu bielkovín: Bacterium fluorescens, Bacillus subtilis, Bacillus mycoides. Okrem toho rozklad proteínových zlúčenín môžu spôsobiť aktinomycéty a mnohé huby. Nukleoproteíny obsahujúce nukleové kyseliny naviazané na aminokyselinové zvyšky sa rozkladajú za vzniku sacharidov – ribózy a deoxyribózy, dusíkatých organických zásad a kyseliny fosforečnej. [...]
Oxid siričitý sa uvoľňuje do atmosféry pri spaľovaní fosílnych palív (uhlie, ropa, benzín, plyn) v dôsledku rozkladu bielkovín obsahujúcich síru, ako aj z podnikov spracúvajúcich sírne rudy. Motorové vozidlá sú silným zdrojom emisií oxidu siričitého v mestách. [...]
Látky obsahujúce dusík (amónne soli, dusitany a dusičnany) vznikajú vo vode najmä v dôsledku rozkladu bielkovinových zlúčenín, ktoré sa dostávajú do nádrže s domovými a priemyselnými odpadovými vodami. Menej často sa vo vode nachádza amoniak minerálneho pôvodu, ktorý vzniká v dôsledku redukcie organických dusíkatých zlúčenín. Ak je príčinou tvorby amoniaku rozklad bielkovín, potom takéto vody nie sú vhodné na pitie. [...]
Prvé dve skupiny využívajú ľahšie odbúrateľné organické látky ako cukry, aminokyseliny a jednoduché bielkoviny. Potom celulózové baktérie začnú svoju „prácu“ na stabilnejších zlúčeninách, zatiaľ čo aktinomycéty priamo súvisia s humusom. Možný model štruktúry molekuly humínovej kyseliny je uvedený nižšie. [...]
Kaly z odpadových vôd a koncentrované priemyselné odpadové vody s MIC nad 5 g/l podliehajú biochemickému rozkladu v anaeróbnych podmienkach. Môže sa vyskytnúť v septikoch, ktoré sú žumpou, cez ktorú pomaly preteká odpadová tekutina. V dvojvrstvovej sedimentačnej nádrži sa kal oddeľuje od pretekajúcej odpadovej kvapaliny, jeho rozklad sa uskutočňuje v kalovej komore. Na čistiarňach s vysokou produktivitou sa splaškový kal vypúšťa do primárnych sedimentačných nádrží a spolu s prebytočným aktivovaným kalom sa fermentuje vo vyhnívacích nádržiach. Intenzitu a hĺbku rozkladu sedimentu určuje predovšetkým jeho zloženie, ktoré kolíše podľa pomeru obsahu hlavných organických zložiek (sacharidy / bielkoviny, tukom podobné zlúčeniny) a anorganických látok. Kal z mestských odpadových vôd zvyčajne obsahuje 70 – 80 % organickej hmoty. Takže približné zloženie sedimentu (%): bielkoviny 24, sacharidy 23, tukom podobné látky do 30. Najčastejšie kyslou fermentáciou sedimentu vznikajú kyseliny octové, maslové, propiónové. Výsledné plyny obsahujú oxid uhličitý, metán, vodík, sírovodík. Vodná fáza má kyslú reakciu média (pHС5), nemá tlmiace vlastnosti, má silný nepríjemný zápach. [...]
S domácimi a priemyselnými odpadovými vodami, vrátane odpadových vôd z priemyselných areálov, sa do vodných útvarov dostávajú bielkoviny, tuky, oleje, oleje a ropné produkty, farbivá, živice, triesloviny, čistiace prostriedky a mnohé ďalšie nečistoty. Z polí sa vyplavujú hnojivá a pesticídy – prostriedky na boj proti poľnohospodárskym škodcom. Preto vody otvorených zdrojov zásobovania vodou v rôznych koncentráciách obsahujú prakticky akékoľvek chemické prvky, vrátane takých nezdravých, ako je olovo, zinok, cín, chróm, meď. Bez toho, aby sme mali v úmysle poskytnúť úplný prehľad o zložení kontaminantov vstupujúcich do odpadových vôd a za predpokladu, že vlastnosti biologických nečistôt sú dostatočne podrobne zvážené v predchádzajúcej časti tejto kapitoly, sa zameriame len na niektoré typy kontaminantov, charakteristické znaky z ktorých sú: rozšírené, najmä v posledných rokoch; toxické vlastnosti; náročná separácia pri čistení odpadových vôd; pomalá oxidácia a rozklad v otvorenej vode; rušivý účinok na procesy čistenia vody vrátane koagulácie; schopnosť „byť indikátormi hĺbky čistenia vody od jednotlivých [prvkov. [...]
K tvorbe humínových látok dochádza za účasti dvoch typov procesov. Procesy prvého typu poskytujú čiastočný rozklad (štiepenie) mŕtvej organickej hmoty na jednoduchšie zlúčeniny: bielkoviny sa rozkladajú na aminokyseliny, sacharidy - na jednoduché cukry, rozklad lignínu nie je dostatočne študovaný. V dôsledku procesov druhého typu dochádza ku kondenzácii aromatických zlúčenín fenolového typu (produkty rozkladu lignínu a celulózy) s aminokyselinami (produkty rozkladu mikroorganizmov). V dôsledku toho vzniká systém organických vysokomolekulárnych kyselín, schopných ďalšej polymerizácie. V procese tvorby humusu a udržiavania jeho zloženia zohrávajú významnú úlohu heterotrofné a autotrofné mikroorganizmy, ktorých geochemická aktivita bola diskutovaná vyššie. [...]
Organické zloženie. Vzniká zo zlúčenín nachádzajúcich sa vo veľkých množstvách v rastlinných a živočíšnych zvyškoch. Ide o bielkoviny, sacharidy, organické kyseliny, tuky, lignín, triesloviny atď., ktoré spolu tvoria 10 – 15 % z celkovej hmoty organickej hmoty v pôde. Pri rozklade organických látok prechádza dusík v nich obsiahnutý do foriem dostupných pre rastliny. Organické látky zohrávajú významnú úlohu pri tvorbe pôdy, určujú absorpčnú schopnosť pôd, ovplyvňujú štruktúru horných horizontov pôdy a jej fyzikálne vlastnosti. [...]
Značná časť dusíka humínových kyselín prechádza do roztoku so slabšou hydrolýzou (S. S. Dragunov) v porovnaní s typickými bielkovinami. Okrem toho sú proteíny rastlinných zvyškov ľahko a rýchlo rozložené pôdnymi mikroorganizmami, ich rozklad je sprevádzaný resyntézou proteínu mikrobiálnej plazmy, ktorá sa zase ľahko rozkladá. Preto hydrolyzovateľnú časť dusíka humínovej kyseliny zjavne nepredstavujú bielkoviny, ale produkty ich hlbokého rozkladu - aminokyseliny, ktoré sú vo forme krehkej väzby s jadrom humínovej kyseliny. [. ..]
TOXÍNY sú toxické látky produkované niektorými mikroorganizmami, rastlinami a živočíchmi. Chemickou povahou - polypeptidy a proteíny. Niekedy sa výraz T. vzťahuje aj na nebielkovinové jedy. Najlepšie preštudované mikrobiálne T., ktoré sa delia na exotoxíny (vylučujú sa do prostredia počas rastu) a endotoxíny (uvoľňujú sa po smrti organizmov). TOXIFIKÁCIA - zvýšenie toxicity v dôsledku tvorby nových, toxickejších látok pri rozklade (biologickom alebo fyzikálno-chemickom) pesticídov. St Znečisťujúca látka, Škodlivá. TOXICKÝ ÚČINOK ŠKODLIVEJ LÁTKY - škodlivý účinok chemickej látky na organizmy (človek, zvieratá, rastliny, huby, mikroorganizmy). Pri kombinovanom toxickom účinku viacerých znečisťujúcich látok sa rozlišuje: súčet škodlivých účinkov; prehnané zhrnutie alebo zosilnenie; nihilácia - účinok je menší ako účinok súčtu; zmeny v povahe toxického účinku (napríklad objavenie sa karcinogénnych vlastností). TOXICITA - toxicita, vlastnosť chemických zlúčenín mať škodlivý alebo dokonca smrteľný účinok na organizmus. [...]
Vo vode nerozpustné štepené kopolyméry celulózy a biologicky aktívnych proteínov (enzýmy, antigény) sú predmetom značného vedeckého a praktického záujmu. Ako špecifické katalyzátory možno použiť očkované kopolyméry celulózy a enzýmov, ktoré je možné kedykoľvek ľahko odstrániť z reakčnej gule. Použitie týchto kopolymérov umožňuje riešiť množstvo problémov, ktoré nie je možné vyriešiť pomocou bežných vo vode rozpustných enzýmov, napríklad izolácia čistých produktov enzymatického rozkladu substrátu, izolácia a následné štúdium medziproduktov enzymatického rozkladu substrát, aktivácia enzýmu s následným úplným odstránením aktivačnej látky, sorpcia, následná izolácia a štúdium inhibítorov enzýmov. Vo vode nerozpustné očkované kopolyméry celulózy a antigénov, ktoré sa nazývajú imunoadsorbenty, sa používajú na adsorpciu protilátok za účelom ich kvantitatívneho stanovenia, izolácie v čistej forme pre následné štúdium a použitie. Na syntézu vo vode nerozpustných očkovaných kopolymérov biologicky aktívnych proteínov je vhodné použiť skôr celulózu ako syntetické polyméry, pretože nešpecifická adsorpcia proteínu na celulózových materiáloch je oveľa nižšia ako na syntetických polyméroch. [...]
Rozvoj vyššej vegetácie v blízkosti vodných útvarov je dôvodom prenikania rozpustených organických produktov ich životnej činnosti do vody a rozpadu. V dôsledku rozkladu makrofýt vo vode sa môžu objaviť bielkoviny, sacharidy, organické kyseliny, triesloviny, ale aj prakticky vo vode nerozpustný lignín, hemicelulóza, tuky, vosk a živice. [...]
V živej bunke prebiehajú súčasne najrozmanitejšie a navyše viacstupňové procesy: oxidácia a redukcia, syntéza a rozpad, prenos metylových radikálov, hydrolýza atď. Niektoré mikróby majú schopnosť podieľať sa na niekoľkých štádiách rozkladu. látky. Napríklad môžu využiť bielkoviny a potom sacharidy, oxidovať alkoholy a kyseliny, alkoholy a potom aldehydy, spotrebúvať elementárny dusík a potom viazaný dusík atď. Ale sú aj mikróby, ktoré sú schopné spotrebovať len určité sacharidy a aminokyseliny. nepoužívať iných. [...]
Tkaniny z kelpu pozostávajú z asi 87 % vody a 13 °/ organických a minerálnych látok, pričom prvé tvoria 55 až 62 % sušiny. Bielkoviny, ktoré tvoria 5-7% sušiny v nutričnej hodnote, zodpovedajú sójovému proteínu a môžu sa použiť ako prísady do krmiva pre zvieratá. Kullny porovnáva húštiny Ganttovskej chaluhy so skutočnými podmorskými lesmi, ktoré poskytujú p) a úkryt pre masu morských organizmov a rýb. To isté možno povedať o húštiach japonských chaluh, ktoré ani pri umelej produkcii na morských farmách nestratia úlohu prirodzených „ochrancov“ mláďat. [...]
Rýchlosť chemických reakcií vo vzorkách rastlín odobratých počas aktívneho vegetačného obdobia je oveľa vyššia ako v mnohých analyzovaných objektoch (napríklad obilie, slama, semená). Vďaka práci enzýmov pokračujú biochemické procesy, v dôsledku ktorých dochádza k rozkladu látok ako škrob, bielkoviny, organické kyseliny a najmä vitamíny. [...]
Iné mikróby, ktoré štiepia cukor, škrob a dokonca aj vlákninu, produkujú prchavé kyseliny a blízky uhlík, vodík a metán, ktoré sú pre telo nepotrebné, a tepelná energia je pre mikroorganizmus len prospešná a pre telo hostiteľa sa stráca. Nakoniec tretie baktérie rozkladajú bielkoviny a tiež enzýmy na malé molekuly albumóz a peptónov a ďalej na aminokyseliny a zásady. Činnosť baktérií sa však nekončí, ako by to bolo potrebné pre organizmus hostiteľa, ale vedie ďalej k rozkladu týchto zlúčenín na amoniak, mastné kyseliny, alkohol a uhľovodíky, ktoré hostiteľ nepotrebuje. [...] ]
Hlavným prvkom aeróbnej biocenózy je bakteriálna bunka. V bunke prebiehajú rôzne viacstupňové procesy premeny organických látok. Biocenóza obsahuje baktérie, ktoré sú schopné spotrebovať len určité sacharidy alebo aminokyseliny. Spolu s tým existuje veľké množstvo baktérií, ktoré sa podieľajú na niekoľkých fázach rozkladu organickej hmoty. Dokážu najskôr využiť bielkoviny a potom sacharidy, oxidovať alkoholy a potom kyseliny alebo alkoholy a aldehydy atď. Niektoré druhy mikróbov môžu viesť k rozkladu organickej hmoty až do konca, napríklad k tvorbe oxidu uhličitého a vody, iné len na tvorbu medziproduktov... Z tohto dôvodu pri čistení odpadových vôd nedávajú potrebný účinok jednotlivé kultúry mikroorganizmov, ale ich prirodzený komplex, vrátane rozvinutejších druhov [Rogovskaya Ts. I., 1967]. [...]
Vonros o látkach používaných v procese dýchania už dlho fascinuje fyziológov. Aj v dielach I. II. Borodin ukázal, že intenzita dýchacieho procesu je priamo úmerná obsahu sacharidov v rastlinných tkanivách. To naznačuje, že sacharidy sú hlavnou látkou spotrebovanou počas dýchania. Pri objasňovaní tejto problematiky má veľký význam stanovenie respiračného koeficientu. Ak sa v procese dýchania použijú sacharidy, tak proces prebieha podľa rovnice CeH 120b + 6O2 = 6CO2 + 6H2O, v tomto prípade sa respiračný koeficient rovná jednej - p = 1. Ak však viac oxidovaných zlúčenín, napr. napríklad organické kyseliny sa počas dýchania rozkladajú, spotreba kyslíka klesá, koeficient dýchania sa stáva viac ako jedným. Keď sa počas dýchania oxiduje viac redukovaných zlúčenín, ako sú tuky alebo bielkoviny, je potrebné viac kyslíka a koeficient dýchania je nižší ako jedna.
