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

07/10/2011
1
CHƯƠNG III
KHẢ NĂNG CHUYỂN HÓA CÁC HỢP KHẢ NĂNG CHUYỂN HÓA CÁC HỢP
CHẤT CARBON TRONG MÔI TRƯỜNG CHẤT CARBON TRONG MÔI TRƯỜNG
TỰ NHIÊN CỦA VI SINH VẬTTỰ 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
07/10/2011
2
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 celluloseSự 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
07/10/2011
3

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 bộtSự 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
07/10/2011
4
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 - glucosidase có khả năng cắt đứt mối liên
kết 1,6 glucoside tại những chỗ phân nhánh của
amylopectin.
• Glucoamylase phân giải tinh bột thành glucose và các
oligosaccharide. Enzyme này có khả năng phân cắt cả hai
loại liên kết 1,4 và 1,6 glucoside.
Sự phân giải tinh bột
07/10/2011

5
VSV phân giải tinh bộtVSV phân giải tinh bột
• Vi nấm: Aspergillus, Fusarius, Rhizopus
• Vi khuẩn: Bacillus, Cytophaga, Pseudomonas
• Xạ khuẩn
Sự phân giải tinh bột
Sự phân hủy carbohydrateSự 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
Maltase
07/10/2011
6
• 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 …
Biến dưỡng carbohydrate - MS
VSV thực hiện qua 5 con đường chính:
• 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
07/10/2011
7
Entner -
Doudoroff