Метаногенные бактерии, характеристика, особенности

МЕТАНОГЕНЕЗ

Лекция 8

Дополнительная

Основная

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Вопросы для самоконтроля

1) Что такое безотходные технологии?

2) Принципы безотходных технологий?

3) Каковы технологические подходы производства белковых продуктов из растительного сырья?

4) На какие группы можно разделить грибы?

5) Какие химические вещества входят в состав грибов?

6) Каковы основные этапы выращивания вешенки?

7) Какие системы используются при выращивании шампиньонов?

1) Биотехнология: Теория и практика / Н.В. Загоскина, [и др.]. – М.: Изд-во: Оникс. - 2009. – 496 с.

2) Волова, Т.Г. Экологическая биотехнология: уч. пособие для университетов / Т.Г. Волова. - Новосибирск: Хронограф, 2007. – 141с.

1) Сельскохозяйственная биотехнология / под. ред. В.С. Шевелухи. – М.: Высшая школа, 2003. – 469с.

2) Блинов, В.А. Биотехнология (некоторые проблемы сельскохозяйственной биотехнологии) / В.А.Блинов. – Саратов: ОГУП РИК «Полиграфия Поволжья», 2003. – 198с.

Известно, что при полной утилизации отходов сельского хозяйства образуется столько же энергии, сколько требуется всему сельскому хозяйству. Так, 47% затраченной энергии в молочном животноводстве переходит в навоз. Также, большое количество энергии содержит органическая биомасса, образующаяся в процессе сельскохозяйственного и пищевого производства. Чтобы добыть эту энергию, в настоящее время используют способность некоторых микроорганизмов образовывать метан из различных органических соединений.

Метановое «брожение», или биометаногенез – превращение биомассы в энергию. Был открыт в 1776 г. Вольтой, который установил наличие метана в болотном газе. Биогаз, получающийся в ходе этого процесса, представляет собой смесь из 65% метана, 30% углекислого газа, 1% сероводорода и незначительных количеств азота, кислорода, водорода и закиси углерода. Он дает пламя синего цвета и не имеет запаха. Энергия, заключенная в 28 м³ биогаза, эквивалентна энергии 16,8 м³ природного газа, 20,8 л нефти.

Метанообразование – сложный процесс, который происходит под действием микроорганизмов. Состав микробных клеток в метаногенезе тесно связан с фазами брожения. В процессе биометаногенеза участвуют три группы бактерий. Первые превращают сложные органические субстраты в масляную, пропионовую и молочную кислоты; вторые превращают эти органические кислоты в уксусную кислоту, водород и углекислый газ, а затем метанобразующие бактерии восстанавливают углекислый газ в метан с поглощением водорода. В 1967 г Брайант и др. установили, что уксуснокислые и метанобразующие микроорганизмы образуют симбиоз, который ранее считался одним микробом.

Для всех метанобактерий характерна способность к росту в присутствии водорода и углекислого газа, а также высокая чувствительность к кислороду и ингибиторам производства метана. Даже минимальные количества кислорода для них губительны. Метаногены требуют более длительного времени для воспроизводства. В природных условиях метанобактерии тесно связаны с водородобразующими бактериями: эта ассоциация выгодна для обоих типов бактерий. Первые используют газообразный водород, продуцируемый последними; в результате его концентрация снижается и становится безопасной для водородобразующих бактерий. Метаногенных бактерий известно более 30 видов, они принадлежат к 14 родам и 6 семействам. Они принадлежат к древнейшему царству – архибактериям. У них маленький геном, особенная последовательность нуклеотидов, энергию они получают при восстановлении СО₂. Метаногены осуществляют следующие реакции:

4НСООН → СН₄ + 3СО₂ + 2Н₂О

СН₃СООН → СН₄ + СО₂

4/3 СН₃ОН → СН₄ + 1/2СО₂ + 2/3Н₂О

4/3СН₃NН₂ + 2/3Н₂О → СН₄ + 1/3СО₂ + NН₃

Дата добавления: 2013-12-12