Получение газообразного и жидкого топлива. Получение биогаза, метана, спиртов, тепловой энергии — страница 6

  • Просмотров 938
  • Скачиваний 12
  • Размер файла 500
    Кб

термофилов. К числу термофилов относится, например, М. thermoautotrophicum. Оптимальное значение рН для роста разных видов 6,5—8,0. Некоторые штаммы способны расти при наличии в среде до 5—7 % и более NaCl. Как источник серы бактерии чаще всего используют сульфид, а как источник азота — аммоний. Некоторые виды нуждаются для роста в наличии дрожжевого автолизата или смеси витаминов. Известны также метанобразующие бактерии, для роста ко­торых

необходимо присутствие ацетата и (или) других органических веществ. Но довольно многие из этих микроорганизмов могут расти в автотрофных условиях (при наличии в качестве единственного источника углерода углекислоты). Ассимиляция углекислоты в автотрофных условиях, как пока­зано для М. thermoautotrophicum, происходит особым нециклическим путем. Началом его является образование из углекислоты С2-соединения в виде, ацетил-кофермента А

(КоА). Дальнейшее превращение ацетил-КоА включает следующие реакции: ацетил-КоАпируватфосфоенолпируват оксалоацетатмалатфумарат сукцинат сукцинил-КоА α-кетоглутарат. Образующиеся пируват, оксалоацетат, 2-кетоглутарат исполь­зуются частично для синтеза аминокислот, а фосфоенолпируват — углеводов. Субстратами, из которых большинство известных видов метаногенов образуют метан, служат молекулярный водород и углекислота:

4Н2 + СО2 СН4 + 2Н2О Ряд видов синтезируют метан из окиси углерода: 4СО + 2Н2О СН4 + ЗСО2 Некоторые виды образуют метан из муравьиной кислоты: 4НСООН СН4 + ЗСО2 + 2Н2О Известны метанобразующие бактерии, образующие метан из метанола, метиламина, диметиламина, триметиламина и (или) ацетата: 4СН3ОН ЗСН4 + СО2 + 2Н2О 4CH3NH2 + 2Н2О ЗСН4 + CO2 + 4NH3 СНзСООН СН4 + СО2 При превращении метилированных аминов, метанола и ацетата в метан в него переходит метильная

группа субстрата. Еще в 1956 г. известным биохимиком И. X. Баркером пред­ложена схема восстановления СО2 в метан, которая сейчас дета­лизирована (рис. 2). Эта схема послужила отправной точкой для формулирования гипотезы о том, что метанобразующие бакте­рии могут аккумулировать энергию в процессе окислительного фосфорилирования. В исследованиях, проведенных с чистыми культурами разных видов метаногенов, установлено, что

синтез метана протекает в мембранах, причем этот процесс сопряжен с генерацией транс­мембранного потенциала, энергия которого трансформируется в АТФ. Таким образом, метанобразующие бактерии, видимо, осуществляют (во всяком случае, когда окисляют Н2) не брожение, а анаэробное дыхание, используя СО2 в качестве акцептора элект­ронов. Но выход энергии на каждый образованный моль метана у метаногенов не превышает двух молей АТФ.