ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН У МИКРООРГАНИЗМОВ

Описанные выше процессы конструктивного обмена – синтез веществ клетки из поступивших в нее извне питательных веществ, активный перенос этих веществ через цитоплазматиче-скую мембрану и многие другие процессы жизни – протекают с затратой энергии.

Источники энергии у микроорганизмов разнообразны.

У фотоавтотрофов источником энергии служит видимый свет. Световая энергия, улавливаемая фотоактивными пигментами клетки в процессе фотосинтеза, трансформируется в химическую энергию, обеспечивающую энергетические потребности клетки.

Источником энергии для биосинтеза клеточных веществ из СО₂ у хемоавтотрофов является химическая энергия, высвобождаемая в результате окисления кислородом воздуха неорганических соединений (NH₃, H₂S и др.).

Хемоорганотрофы (хемогетеротрофы) получают энергию в процессах окисления органических соединений.

Любое природное органическое вещество и многие синтетические могут быть использованы гетеротрофами, но не всеми. Одни окисляют многие органические вещества, другие – лишь небольшой набор их, имеются и такие, которые проявляют большую специфичность по отношению к энергетическому материалу.

Поскольку возбудители порчи пищевых продуктов и используемые при переработке пищевого сырья обносят к хемооргано-трофам, их энергодающие процессы и рассматриваются ниже.

Окисление органических веществ может происходить различными путями:

1. Прямым, т. е. присоединением к веществу кислорода.

2. Непрямым, т. е. дегидрогенерированием (отнятием водорода). Отнятый от окисляемого вещества водород переносится на другое вещество, которое при этом восстанавливается.

3. Путем переноса электронов (е~) от одного вещества к другому. Вещество, теряющее электроны, окисляется, а присоединяющее их – восстанавливается.

Вещество, отдающее водород (электроны), называется донором, а вещество, присоединяющее их, – акцептором.

Биологическое окисление (в клетках) органических веществ происходит чаще путем дегидрогенерирования. Так как атом водорода состоит из протона (Н⁺) и электрона (е~), перенос водорода с одного вещества на другое включает и перенос электрона.

Перенос водорода (электрона) от подвергающегося окислению вещества к акцептору осуществляется различными окислительно-восстановительными ферментами.

Реакцию окисления – восстановления можно изобразить следующим образом:

Конечным акцептором водорода может быть кислород воздуха или другое вещество, способное восстанавливаться.

В зависимости от конечного акцептора водорода хемоорганотрофные микроорганизмы делят на две группы:

аэробы, окисляющие органические вещества с использованием молекулярного кислорода, который и является конечным акцептором водорода;

анаэробы, которые в энергетических процессах не используют кислород. Конечными акцепторами водорода служат органические или неорганические соединения.