葡萄糖在那几种微生物的作用下,能够生成乙酸或酒精?

葡萄糖在那几种微生物的作用下,能够生成乙酸或酒精?

在无氧条件下,厌气性细菌和某些真菌分解转变丙酮酸产生有机酸、醇、酮、甲烷及CO2和H2.一般称为发酵(Fermentation).微生物种类不同,发酵产物各异,主要的发酵类型有下列几种.
1.丁酸发酵
丁酸类细菌的作用.它们发酵糖产生丁酸和其它产物.其过程是葡萄糖经EMP途径先形成丙酮酸,然后形成乙酰乙酸,再受氢还原为丁酸.乙酰乙酸和丁酸还可转变为丙酮、丁醇、乙酸及乙醛等.发酵产物种类随培养条件而异.丁酸具臭酸味,若有此气味,说明有丁酸发酵进行.植物残体厌气沤制中,多有丁酸发酵产生.
丁酸类细菌是梭状芽孢杆菌,细胞较大,芽孢位于偏端处,细胞内常含淀粉颗粒,严格厌气性,中温菌,能水解淀粉,有的还有固氮功能.主要菌种有丁酸梭菌(Clostbutyricum)、巴氏芽孢梭菌(Clost.pasteurianum)、丁醇梭菌(Clost.butylicum)和丙酮丁醇梭菌(Clost.acetobutylicum)等(图10-5).它们分布很广,土壤里,特别是水田土壤里尤多.
2.酒精发酵
即糖经EMP途径先产生丙酮酸,再脱羧受氢形成乙醇.典型的乙醇发酵是在酵母菌的作用下进行的.酵母菌属真菌,细胞椭园形或柠檬形,比细菌大,多芽殖,需有机养料,中温性,是兼性厌气菌.在好气条件下行有氧呼吸,进行繁殖；在厌气条件下发酵糖产生乙醇.生产上应用它发面、制曲、酿酒和饲料发酵.
一般土壤里酵母菌很少,即使有也是野生的,酒精发酵能力不高.因之,植物残体在土壤里腐解,很少有纯酒精发酵作用；所形成的乙醇是其他种类微生物发酵糖的副产物.在含糖量高的浆果上栖息的酵母菌较多,于贮藏中,它发酵糖产生酒味.
3.乳酸发酵
乳酸细菌发酵糖产生乳酸和其它产物.其过程是经EMP途径,葡萄糖分解先产生2分子丙酮酸,受氢后还原为乳酸.乳酸发酵有同型和异型两类.主产物以乳酸的称为同型乳酸发酵.同型乳酸发酵的细菌多是厌气性无芽孢杆菌,如保加利亚乳酸杆菌(Lactobacillusbulgaricus)?,嗜酸乳酸杆菌?(L.acidophilus),也有为球状的,如乳酸链球菌(Streptococcuslactis)?见图5-4.它们是中温性菌,耐酸,不生鞭毛,严格厌气性.广泛分布于土壤里、植物体上及空气中.发酵糖形成乳酸后,环境变酸,能抑制腐败细菌繁殖,使植物残体得以完好保存.所以,含糖量高的幼嫩青草和新鲜秸秆,在厌气条件下腐解时,因有乳酸形成,常经久不烂.基于同样道理,还可利用这种发酵方式制备青贮饲料或制作泡制酸菜.
异型乳酸发酵除产生酸外,尚有乙醇、甘油、乙酸、琥珀酸和CO2与H2等,参与的细菌有大肠杆菌等.
4.甲烷(沼气)发酵
除上述各发酵作用的产物外,还有甲酸、乙酸、丙酸、丁醇、丙酮等.所有这些产物以及从脂肪、蛋白质等分解得到的有机酸、醇等,遇到有氧条件,被好气性微生物分解矿化；在无氧条件下,则被产甲烷细菌分解产生甲烷气体.
产生甲烷细菌有奥曼良斯基产甲烷杆菌(Methanobacteriumomelianskii)、甲酸甲烷杆菌(M.formicicum)、索氏甲烷杆菌(M.soehngenii)、巴氏产甲烷八叠球菌(Methanosarcinabarkeni)、产甲烷球菌(Methanococcussp)及产甲烷螺菌(Methanospirillum)等,它们都是严格厌气菌,适宜在中温和中性环境里生活；pH降低,活性受抑,甲烷气产量减少；当pH=5时,则不产甲烷.
一克分子葡萄糖含能量673大卡.从理论上讲,在有氧条件下,彻底分解矿化,放出全部能量,是为生物热,提高苗床、土壤及堆厩肥温度.而在无氧条件下,1克分子葡萄糖发酵产生3个克分子甲烷,含能量约600大卡,其余为细菌利用.甲烷气产量高,占沼气发酵产气量的70%,易收集,好燃烧,是一种好燃料.应用秸秆、厩肥、粪尿及杂草等进行沼气发酵,能量比直接燃烧利用更充分,同时还保存了养分,较堆肥约节省有机物质1/3～1/2,是经济利用有机物质的好方式,是解决我国目前农村三料(燃料、饲料、肥料)矛盾的好途径.有机废物经沼气发酵还可提高肥效,消除病菌及害虫等.?