Углекислый газ, образование в анаэробных условиях

Пропионовую кислоту получают в анаэробных условиях методом глубинного культивирования (рис. 51). Используют среду, содержащую 2% глюкозы и источник органического азота, как, например, дрожжевой экстракт, а также соли молочной кислоты. Процесс идет в нейтральной среде (pH 6,8—7,2), при температуре 30°С, длится 7—12 сут. В процессе брожения накапливается про-пионовая, уксусная кислоты (5 1) и выделяется углекислый газ. Примерно 75% сахара потребляется на образование кислот, а 20% — на образование углекислого газа. [c.147]

До тех пор, пока всеобъемлющий термин биотехнология не стал общепринятым, для обозначения наиболее тесно связанных с биологией разнообразных технологий использовали такие названия, как прикладная микробиология, прикладная биохимия, технология ферментов, биоинженерия, прикладная генетика и прикладная биология. Если не принимать в расчет производства мыла, то первая же из числа возникших технологий такого рода стала предшественницей прикладной микробиологии. Наши предки не имели представления о процессах, лежащих в основе таких технологий. Они действовали скорее интуитивно, но в течение тысячелетий успешно использовали метод микробиологической ферментации для сохранения пищи (например, при получении сыра или уксуса), улучшения вкуса (например, хлеба и соевого соуса) и производства спиртных напитков. Пивоварение до сих пор остается наиболее важной (в денежном исчислении) отраслью биотехнологии. Во всем мире ежегодно производится около 10 литров пива стоимостью порядка 100 млн, фунтов стерлингов. В основе всех этих производств лежат реакции обмена веществ, происходящие при росте и размножении некоторых микроорганизмов в анаэробных условиях. В конце XIX в. благодаря трудам Пастера были созданы реальные предпосылки для дальнейшего развития прикладной (технической) микробиологии, а также в значительной мере и биотехнологии. Пастер установил, что микробы играют ключевую роль в процессах брожения, и показал, что в образовании отдельных продуктов участвуют разные их виды. Его исследования послужили основой развития в конце XIX и начале XX вв. бродильного производства органических растворителей (ацетона, этанола, бутанола и изопропанола) и других химических веществ, где использовались разнообразные виды микроорганизмов. Во всех этих процессах микробы в бескислородной среде осуществляют превращение углеводов растений в ценные продукты. В качестве источника энергии для роста микробы в этих условиях используют изменения энтропии при превращениях веществ. Совсем иначе обстоит дело в аэробных процессах при контролируемом окислении химических веществ до углекислого [c.11]

Образование метана из углекислоты и окиси углерода. В природе, при разложении органического вещества, часто одновременно выделяются углекислота, окись углерода и молекулярный водород. Если это происходит в анаэробных условиях, то создается благоприятная обстановка жизнедеятельности микробов, которые могут образовывать метан из углекислого газа или из окиси углерода. [c.53]

Хотя подобного рода (биохимическая коррозия происходит в анаэробных условиях, недавние голландские исследования показали, что, если после того как произошло освобождение сернистого железа, условия становятся аэробными, начинается окисление сернистого железа до сернокислого железа, приводящее к образованию корки с сильно кислой реакцией (pH = 3,7), которая вызывает коррозию уже химического, а не биохимического характера. Такая корка никогда не образуется в почве, содержащей углекислый кальций. [c.256]

До недавнего времени был известен только один процесс в мышцах, не нуждающийся в присутствии кислорода и сопровождающийся освобождением энергии — распад гликогена с образованием молочной кислоты. Часть возникающей при работе в анаэробных условиях молочной кислоты окисляется с образованием углекислого газа и воды, другая часть ее идет на образование гликогена. Углеводы считались единственным источником энергии, обеспечивающим работу мышц. [c.551]

В простейшем случае готовят тесто, смешивая при комнатной температуре муку, воду дрожжи и соль. При замесе слои теста перемещаются, создаются условия для образования пузырьков газа и подъема теста. Замешанному тесту дают возможность подойти , а затем режут на куски нужного веса, формуют (при этом тесто раскатывают и складывают, чтобы получить нужную текстуру) и выдерживают во влажной атмосфере. При выдержке и на первой, следующей за ней стадии выпечки образовавшиеся при замесе и формовке зародыши газовых пузырьков наполняются углекислым газом. Он выделяется в ходе анаэробного сбраживания глюкозы и мальтозы муки. Поднявшееся тесто выпекают. В ходе этого термического процесса крахмал желатинизируется, дрожжи погибают и тесто частично обезвоживается. В результате мы получаем имеющий определенную форму, плотный по консистенции продукт с легкой ячеистой структурой и очень вкусной корочкой. . [c.102]

Однако, ни человеческая деятельность, ни процессы обмена веществ у растений и животных, ни извержения вулканов никогда не смогли бы обеспечить поддержание в воздухе необходимого количества углекислоты, если бы не жизнедеятельность бактерий. Дело в том, что громадное большинство растений непригодно в качестве пищи для животных, и поэтому все древесные породы, кустарники, а также и другие растительные остатки, накапливаясь в колоссально.м количестве, быстро привели бы к исчезновению углекислого газа из атмосферы. Если же этого не. происходит, то лишь благодаря тому, что существует обширная группа бактерий, которая способна разлагать безазотистые органические вещества с образованием свободной углекислоты. -Микроорганизмы осуществляют это или в анаэробных или аэробных условиях. В первом случае оно называется брожением. [c.49]

Эти бактерии относятся к факультативным анаэробам (т. е. могут развиваться как при наличии "Кислорода, так и в его отсутствии) . Однзко для развития в анаэробных условиях им необходимы угледоДы, которые они сбраживают с образованием молочной, янтарной, уксусной кислот, этилового спирта, углекислого газа и водорода. При этом молочной кислоты образуется около 40% от сброженного сахара, 20% янтарной кислоты, этилового спирта и уксусной кислоты по 10 и 20% газов. Такое большое разнообразие п родуктов, возникающих в ходе брожения, объясняется тем, что эти бактерии могут расщеплять пировиног-радную кислоту на уксусный альдегид и углекислый газ. Далее уксусный альдегид образует этиловый спирт и уксусную кислоту. Но не вся пировиноградная кислота расщепляется до уксусного альдегида и углекислого газа Часть ее остается и далее восстанавливается водородом до молочной кислоты или в результате взаимодействия с углекислотой и последующего восстановления водородом образует янтарную кислоту [c.136]

Образование метана, часто наблюдаемое на дне илистых водоемов, может происходить не только при брожении клетчатки. Существуют микробы, способные в анаэробных условиях образовывать метан восстановлением углекислого газа молекулярным водородом С02+4Н2- СН4 + 2Нг0. Поэтому при ана- [c.140]

Молочная кислота образуется в мышцах в анаэробных условиях и является конечным продуктом гликолиза. Количество образовавшейся молочной кислоты эквивалентно количеству распавшейся глюкозы. Установлено, что содержание молочной кислоты в крови человека и животных повышается после мышечной работы. Особенно резкое увеличение количества молочной кислоты наблюдается после усиленных мышечных упражнений. Однако уровень молочной кислоты в крови быстро снижается, так как она поглощается печенью и превращается там в гликоген. Ресинтез гликогена из молочной кислоты не может протекать самопроизвольно и осуществляется только при условии сопряжения его с окислительными процессами, дающими энергию. По данным Пастера и Мейергофа, ресинтез гликогена сопряжен с окислением некоторой части молочной кислоты до углекислого газа и воды. Основная масса молочной кислоты при этом превращается в гликоген. В настоящее время установлено, что в аэробных условиях при достаточном притоке кислорода гликогек и глюкоза окисляются через стадию пировиноградной кислоты до СОг и Н2О, минуя образование молочной кислоты (см. стр. 172). [c.254]

Сбраживание—процесс минерализации органических веществ — применяется для стабилизации осадков и предотвращения их загнивания. Оно может осуществляться с помощью как анаэробных, так и аэробных бактерий. При сбраж1шании в анаэробных условиях органические вещества распадаются с образованием основных конечных продуктов — метана СН4 и углекислого газа СО2. Распад происходит в две фазы [c.32]

Единство и теснейшая связь процессов брожения и дыхания растений, микроорганизмов и животных вытекают из того факта, что почти у всех живых организмов имеются одинаковые ферменты и те же основные промежуточные продукты, которые образуются в процессе их жизнедеятельности. Начальные этапы распада углеводов при анаэробном и аэробно.м дыхании одинаковы и начинаются с образования фосфорных эфиров глюкозы, именно глюкозо-1-фосфата, глюкозо-6-фосфата и фруктозо-1,6-дифосфата. Фосфорилирование глюкозы является необходимым условием как при аэробном распаде углеводов до углекислого газа и воды во время дыхания, так и при распаде углеводов в анаэробных условиях с образованием молочной кислоты и спирта. Пути аэробного и анаэробного распада углеводов расходятся на стадии образования пировиноградной кислоты в животные тканях или соответственно уксусного альдегида в дрожжевых клетках. Пировиноградная кислота занимает центральное положение в обмене углеводов. Она образуется из глюкозы (после фосфорилирования) или из гликогена (после фосфоролиза) путем нормального гликолиза. В анаэробных условиях пировиноградная кислота либо распадается в результате прямого декарбоксилирования, как это наблюдается в дрожжах, либо восстанавливается водородом до молочной кислоты, как это имеет место в мышцах. Спирт и молочная кислота являются конечными продуктами анаэробного обмена. В аэробных условиях пи-роаиноградная кислота полностью окисляется до углекислого газа и воды, [c.339]

Из первого уравнения следует, что окисление глюкозы может протекап. при наличии акцепторов водорода (/ ) в отсутствие кислорода, т. е. в анаэробных условиях. Кислород, необходимый для образования углекислого газа из подвергающейся окислению глюкозы, берется из воды. Процессы анаэроб ного окисления глюкозы катализируются дегидразами. [c.242]

С давних пор известно, что распад углеводов может происходить не только в аэробных, но и в анаэробных условиях. Распад глюкозы в дрожжевых клетках не требует участия кислорода и приводит к образованию этилового спирта и углекислого газа. Бактерии молочнокислого брожения без участия кислорода вызывают расщепление углеводов с выделением молочной кислоты —> 2 H . H0H 00H). Не участвует также кис- [c.277]

Как уже указывалось (стр. 544), нити, полученные из актомиозина, помещенные в раствор аденозинтрифосфорной кислоты, с добавлением ионов магния и калия обладают способностью укорачиваться. При этом происходит расщепление аденозинтрифосфорной кислоты. Это явление, установленное впервые В. А. Энгельгардтом, а также и А. Сцент-Дьиордьи, указывает, что распад аденозинтрифосфорной кислоты каким-то образом связан с изменением физико-химического состояния сократительного белка мышц, т. е. что распад аденозинтрифосфорной кислоты является процессом, непосредственно связанным с работой мышц. Аденозинтрифосфорной кислоте, ее синтезу и распаду, принадлежит особенно важная, если не главная, роль в превращении химической энергии в механическую. Распад гликогена с образованием молочной кислоты, как и дефосфорилирование креатинфосфорной и аденозинтрифосфорной кислот не требуют участия кислорода, и это объясняет, почему изолированная из организма мышца способна работать в анаэробных условиях. В утомленной при работе в анаэробных условиях мышце накопляются молочная кислота и продукты распада креатинфосфорной и аденозинтрифосфорной кислот в ней исчерпываются запасы веществ, расщепление которых дает необходимую для работы энергию. При помещении утомленной мышцы в среду, содержащую кислород, она начинает его потреблять. Некоторая часть молочной кислоты, накопившейся в мышце при работе, подвергается окислению с образованием углекислого газа и воды. Освобождающаяся энергия используется для ресинтеза гликогена, креатинфосфорной и аденозинтрифосфорной кислот из продуктов их распада, и мышца снова приобретает способность к работе. [c.553]

Восстанавливать углекислый газ под влиянием солнечных лучей могут также и низшие растения, некоторые бактерии и сине-зеленые водоросли. В отличие от высших зеленых растений у бактерий фотосинтез осуществляется в анаэробных условиях без образования свободного кислорода. У фотосинтезирующих бактерий, как и у низших сине-зеленых водорослей, пластиды не найдены. Пигменты у этих организмов диффузио распределяются в протопласте. Следовательно, эволюция синтетических функций у растений была тесно связана с дифференциацией и развитием сложных пигментно-белково-липоид-ных образований — хлоропластов (рис. 22). [c.152]

Успехи современной науки и практическая деятельность человека свидетельствуют о том, что реальным источником дополнительной энергии может стать биологический метан. Он образуется в результате разложения в анаэробных условиях биомассы, основная часть которой состоит из целлюлозы. В природе интенсивное образование метана постоянно происходит в плохо аэрируемых условиях в иле рек, озер, лиманов, в болотах, в местах скопления различных органических отходов. Подсчитано, что из 1 кг сухих органических веществ образуется 200—600 л биогаза (метан углекислый газ), содержащего до 60—85% чистого метана (Панцхава, 1978). [c.203]

Установлено также, что углекислый газ, фиксированный в темноте, используется растениями на образование органических кнслот. С изменением газового состава воздуха меняются интенсивность кислородного дыхания, соотношение активности отдельных ферментных систем и путь превращения глюко.зы. При недостатке кислорода преобладают анаэробные процессы и гликолитический путь превращения глюкозы, а в условиях высокого содержания его в воздухе может быть достаточно сильно выражен иентозофосфатный цикл нревращеиия глюкозы, т. е. прямое окисление глюкозы без предварительного гликолиза. Так, в хорошо аэрированных тканях листьев значительное место в катаболизме занимает пентозофосфатиый распад [c.271]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология