Дыхание микроорганизмов

Неполное окисление

Если в процессе дыхания микроорганизмов происходит неполное окисление углеводов, то соответственно меньше освобождается энергии. Часть потенциальной энергии сахара остается в продуктах неполного окисления (как запас). Например, при дыхании уксуснокислые бактерии могут окислять этиловый спирт до уксусной кислоты (С2Н5ОН + О2 = СН3СООН + Н2О+487 кдж (116 ккал) у а при соответствующих условиях и до углекислого газа (С2Н5ОН + ЗО2 = 2СО2 + ЗН20 + 1369 кдж (326 ккал), в первом случае энергии освобождается меньше, чем во втором. Здесь энергии освобождается столько, сколько ее было заключено в молекуле спирта.

При анаэробном дыхании (брожении) микроорганизмы используют в качестве окисляемого субстрата углеводы и некоторые органические кислоты. Среди конечных продуктов брожения всегда имеются продукты неполного окисления веществ. При этом энергии выделяется во много раз меньше, чем при окислении грамм-молекулы сахара при аэробном дыхании. Например, при анаэробном дыхании дрожжей в спиртовом брожении

С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2С02 +113 кдж (27 ккал).

Молекула сахара (энергетический материал) распадается на две молекулы спирта, две молекулы углекислоты и выделяется только 113 кдж (27 ккал) тепла. Недостаточность выделяемой энергии дрожжи могут возмещать за счет употребления значительно большего количества сахара, чем если это было бы при аэробном дыхании. Поэтому в анаэробных условиях сравнительно небольшое количество дрожжей превращают (сбраживают) большое количество сахара в спирт и углекислый газ.

Хотя потребность в энергии у различных микроорганизмов более или менее равноценна, однако для покрытия этой потребности возбудители брожения используют во много раз больше энергетического материала, чем аэробные микроорганизмы.

В процессе дыхания микроорганизмы выделяют энергию не только в форме тепла, но и в других формах — химической, электрической, световой.