Quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ bền vững:
*Quá trình phân giải xenluloza: Xenluloza là một
trong những thành
phần chủ yếu của tổ chức thực vật. Hàm lượng
xenluloza trong xác thực vật thường
thay đổi trong khoảng 50 – 80% khối lượng khô,
trong sợi bông hàm lượng này
thường vượt quá 90%. Hàng năm trên trái đất có
khoảng 30 tỷ tấn chất hữu cơ được
cây xanh tổng hợp nên, trong số này có tới 30% là
màng tế bào thực vật mà thành
phần chủ yếu là xenluloza. Nếu không có sự phân
giải xenluloza thì số lượng này
tăng lên rất nhanh và chẳng bao lâu tất cả CO2 trong
không khí sẽ bị chuyển hoá hết
thành xenluloza, sự sống sẽ không tồn tại nữa.
Xenluloza là loại polisaccarit cao phân tử, là chất rất
bền vững, không tan
trong nước, không được tiêu hoá trong đường tiêu
hoá của người. Chúng được cấu
tạo từ nhiều gốc β-glucoza liên kết với nhau nhờ dây
nối β 1,4 – glucozit. Mỗi phân
tử xenluloza thường chứa tử 1.400 – 10.000 gốc
glucoza.
Trong tự nhiên có nhiều loài vi sinh vật có khả năng
sinh ra các enzim làm
xúc tác cho quá trình phân giải xenluloza:
- Vi sinh vật hiếu khí: Niêm vi khuẩn (Cytophaga,
Sporocytophaga...), vi khuẩn (Bacillus,
Pseudomonas, Cellulomonas, Vibrio,
Cellvibrio...), Vi nấm (Rhizopus, Penicilium,
Fusarium, Aspergillus, Tricoderma...),
xạ khuẩn (Streptomyces, Actinomyces,
Streptosporangium...). các vi sinh vật này
sinh ra 2 loại enzim phân giải xenluloza là: xenlulaza
C1 và xenlulaza Cx , trong đó
C1 tác động sơ bộ vào các phân tử xenluloza thiên
nhiên và biến chúng thành các
chuỗi xenluloza mạch thẳng. Sau đó dưới tác dụng
của enzim Cx chúng sẽ bị thuỷ
phân thành thành đường xenlobioza. Loại đường này
có thể tan trong nước và dưới
tác dụng của β – glucozidaza (hay xenlobiaza) chúng
sẽ chuyển hoá thành glucoza.
- Vi sinh vật kỵ khí: vi khuẩn dạ cỏ sống cộng sinh
trong dạ cỏ của
trâu bò và các động vật nhai lại khác (Ruminococcus
albus, Ruminococcus
flavefeciens, Bacteroides succinogenes, Clostridium
cellobioparum...), vi khuẩn
sống tự do (Clostridium thermocelum, Clostridium
omelianskii...).
Có thể trình bày sơ đồ phân giải xenluloza như sau:
Xenluloza tự nhiên
nghĩa của nhóm vi sinh vật phân giải xenluloza: có ý
nghĩa rất lớn đối với
việc thực hiện vòng tuần hoàn cacbon trong tự nhiên,
góp phần quan trọng trong
việc nâng cao độ phì của đất cũng như vào việc tiêu
hoá thức ăn ở động vật nhai lại.
Ngoài ra các vi sinh vật phân giải xenluloza còn có
vai trò trong việc cung cấp
nguồn thức ăn cacbon cho các vi sinh vật khác, góp
phần làm sạch môi trường đồng
thời cũng là nhóm vi sinh vật cơ bản trong quá trình
chế biến phân hữu cơ.