Khả năng chuyển hóa của hợp chất cacbon trong môi trường tự nhiên ppt

CHƯƠNG IIIKHẢ NĂNG CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT CARBON TRONG MÔI TRƯỜNG TỰ NHIÊN CỦA VI SINH VẬT NỘI DUNG 1.. Sự chuyển hóa một số hợp chất C của vi sinh vật Chu trình C trong tự nhiên Vai

CHƯƠNG III

KHẢ NĂNG CHUYỂN HÓA CÁC HỢP

CHẤT CARBON TRONG MÔI TRƯỜNG

TỰ NHIÊN CỦA VI SINH VẬT

NỘI DUNG

1 Chu trình C trong tự nhiên

2 Vai trò của VSV trong chu trình C

3 Sự chuyển hóa một số hợp chất C của vi sinh vật

Chu trình C trong tự nhiên Vai trò của VSV trong chu trình carbon

Sự phân giải một số hợp chất carbon

• Sự phân giải cellulose/lignin

• Sự phân giải tinh bột

• Sự phân giải carbohydrate

Sự phân giải cellulose

• Cellulose trong tự nhiên

• Cơ chế phân giải cellulose nhờ VSV

• Vi sinh vật phân giải cellulose

Cellulose trong tự nhiên

• Là thành phần chủ yếu của màng tế bào thực vật

• Cellulose được tích lũy nhiều trong đất do các sản

phẩm tổng hợp của thực vật thải ra, cây cối chết

và từ các hoạt động của con người

Nhờ vi sinh vật phân giải cellulose

Sự phân giải cellulose Sự phân giải cellulose

Cơ chế phân giải cellulose của VSV

• Được phân giải nhờ vào hệ enzyme cellulase gồm có 4

enzyme khác nhau

– Enzyme C1 (cellobiose dehydrolase): cắt các liên kết

hydro biến cellulose có cấu trúc không gian  cellulose vô

định hình

– Endoglucanase: cắt các liên kết β - 1,4 – glucoside tạo

thành các chuỗi dài

– Exoglucanase: cắt các chuỗi thành cellobiose

– β - glucosidase: thủy phân cellobiose thành glucose

Sự phân giải cellulose

Vi sinh vật phân giải cellulose

• Vi nấm: Tricoderma (viride, reesei), Aspergillus,

Fusarium Mucor

• Vi khuẩn : Bacillus subtilis, Clostridium,

Ruminococcus

• Xạ khuẩn: Streptomyces

Sự phân giải cellulose

Sự phân giải tinh bột

• Tinh bột trong tự nhiên

• Cơ chế phân hủy tinh bột

• VSV phân giải tinh bột

Tinh bột trong tự nhiên

• Là chất dự trữ chủ yếu của thực vật, đặc biệt ở cây có củ

• Gồm 2 thành phần và amylose và amylopectin

Sự phân giải tinh bột

Cơ chế phân giải tinh bột

• VSV phân giải tinh bột nhờ tiết ra hệ enzyme amylase

gồm có 4 enzyme:

– α – amylase

– β – amylase

– Amylose 1,6 - glucosidase

– Glucoamylase

Sự phân giải tinh bột

α - amylase

• Tác động vào bất kỳ mối liên kết 1,4 glucoside nào trong phân tử tinh bột Bởi thế α - amylase còn được gọi là endoamylase

• Tinh bột được cắt thành nhiều đoạn ngắn gọi là sự dịch hoá tinh bột

• Sản phẩm của sự dịch hoá thường là các đường 3 carbon gọi là maltotriose

Sự phân giải tinh bột

β - amylase

• β - amylase chỉ có khả năng cắt đứt mối liên kết 1,4

glucoside ở cuối phân tử tinh bột bởi thế còn gọi là

exoamylase

• Sản phẩm của β - amylase thường là đường disaccharide

maltose

Sự phân giải tinh bột

• Amylose 1,6 - glucosidasecó khả năng cắt đứt mối liên kết 1,6 glucoside tại những chỗ phân nhánh của amylopectin

oligosaccharide Enzyme này có khả năng phân cắt cả hai loại liên kết 1,4 và 1,6 glucoside

Sự phân giải tinh bột

VSV phân giải tinh bột

• Vi nấm: Aspergillus, Fusarius, Rhizopus

• Vi khuẩn: Bacillus, Cytophaga, Pseudomonas

• Xạ khuẩn

Sự phân giải tinh bột

Sự phân hủy carbohydrate

• Sự phân hủy đường đôi

• Sự phân hủy đường đơn

Sự phân hủy đường đôi

Hiện diện của DS:

- Có trong tự nhiên

- Do quá trình phân hủy của VSV

VSV phân hủy DS thành các MS bởi các enzyme chuyên biệt

• MS có thể bị phân hủy bởi các VSV hiếu khí, kỵ khí, kỵ

khí tùy nghi qua nhiều con đường

• Con đường biến dưỡng phụ thuộc vào:

 Loại và số lượng MS

 LoạiVSV

 Khả năng oxy hóa – khử của hệ thống

• Các VSV hiện diện trong thực phẩm:

– Đều sử dụng được glucose

– Có thể sử dụng được galactose, fructose …

• The Embden–Meyerhoff–Parnas (EMP) pathway

• The hexose monophosphate pathway (HMP)

• The Entner–Doudroff (ED) pathway

• The 2 phosphoketolase (PK) pathways

Embden

-Meyerhoff

Pentose phosphate

Entner

-Doudoroff