17. Ацетоно-бутиловое брожение. Возбудители и ход процесса. Значение процесса в природе, с/х и промышленности.

Ацетонобутиловое брожение — тип брожения, хар-щийся превращением у-в ацетонобутиловыми бактериями с образованием ацетона и бутилового спирта.

Ацетонобутиловое брожение представляет большой практический интерес, в рез-те этого проц. в кач-ве основных конечн. прод. трансформации уГЛЕВОДОРОДв получ. ряд ценных в-в: бутиловый СН3СН2СН2СН2ОН и этиловый СН3СН2ОН спирты, ацетон СН3СОСН3, изопропиловый спирт СН3СНОНСН3, а также уксусную и масляную к-ты. Возбудитель брожения — Clostridium acetobutylicum.

Проц. имеет двухфазный хар-ер: первая фаза — кислотная — вначале при сбраживании глюкозы выделяются масляная и уксусная к-та. Вторая фаза — ацетонобутиловая — в котор. по мере подкисления среды (до рН ниже 5) и повышения в ней конц. жирных к-т индуцируется синтез ферментов, приводящих к накоплению нейтральных продуктов - н-бутанола и ацетона. Также образуется некотор. кол-во этанола и др. в-в. Суммарная схема брожения:

C6H12О6 СН3СН2СН2СН2ОН + СН3СОСН3 + СН3СН2ОН + СН3СНОНСН3 +Н2+СО2.

Это брожение широко используют в пром. произв-ве ацетона и бутилового спирта из кукурузной муки или др. крахмалистого сырья. Ацетон применяют для произв-ва искусственного шелка и кожи, фотографических пленок, искусственного цемента и др. прод. Бутиловый спирт используют в произв-ве лаков. Газы, образующиеся при ацетонобутиловом брожении, идут на синтез метилового спирта СН3ОН.

18. Свободноживущие бактерии, фиксирующие молекулярный азот. Особенности этих бактерий и химизм процесса азотфиксации. Азотобактерин, его применение и эффективность.

Свободноживущие бактерии - м/о, обитающие в почве самостоятельно и способн. использовать молекулярн. N атмосферы для построения своего орг. в-ва.

Свободноживущие азотфиксаторы – те, котор. обитают в почве, не связаны непосредственно с корнями высших растений. (небольшой вклад в азотный баланс, не специфичны) - эффективны на плодородных почвах, в парниках и теплицах.

После их отмирания в почве происходит минерализация орг. азота до аммиака, доступного для пит. растен. 

Делятся на анаэробные и аэробные.

Анаэробные-  Clostridium pasteurianum

(открыт в 1893 г. С.Н. Виноградским)

Аэробные - Азотобактер (Azotobacter chroococcum)

(ученым М. Бейеринком в 1901 )

Химизм: Процесс усвоения азота происходит по восстановительному пути:

 NH2

2[H] 2[H] 2[H]

N ≡ N NH=NH NH2 – NH2 2NH3 R—CH 2—COOH

Азот диимид гидразин аммиак аминок-та

АТФ АТФ АТФ

Аммиак используется для аминирования кеток-т с образованием аминок-т. Процесс идет с использованием восстановит. эквив-тов (НАДФ•H2) и энергии АТФ. Для восст. 1 м-лы N2 до аммиака затрачивается 12 м-л АТФ.

Способность к фиксации атмосферного азота обусловлена наличием сложной системы ферментов – Нитрогеназой.

Азотобактерин (азотоген) содержит в себе культуру азотобактера.

Основные методы применения:

• обработка посевных семян в сухом виде;

• смачивание семян, корней рассады и клубней высаживаемых к-тур в водном р-ре (агаровый);

• непосредственное внесение в почву при посевных работах (почвенно-торфяной).

Зерновые к-туры дают урожай на 10–15% выше обычного. Клубневые до 35–40%. Внесение этого препарата в почву вместе с высеваемыми семенами усиливает развитие азотобактера в корнеобитаемом слое, котор. обогащается усваиваемыми формами азота.

Азотобактерин применяют при культуре небобовых растений на окультуренных почвах минеральных земель.