蛋白質(zhì)分解菌能夠產(chǎn)生蛋白酶。若廢物中的蛋白質(zhì)濃度較高,蛋白質(zhì)分解菌的重要性就增加了。厭氧消化系統中能產(chǎn)蛋白酶的菌種很多,主要的有:雙酶梭菌(Clostridium bifermentans)、丁酸梭菌(Clostridium butyricum)、產(chǎn)氣甲膜梭菌(Clostridium perfringens)、芒氏梭菌(Clostridium mangenotii)、象牙海岸梭菌(Clostridium litusburense)、厭氧消化球菌(Peptococcus anaerobius)及金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)等。此外八疊球菌屬(Sarcina)、擬桿菌屬(Bacteriodes)及丙酸桿菌屬(Proprionibacterium)的某些種也能生產(chǎn)蛋白酶。有些能產(chǎn)生蛋白酶的菌還同時(shí)具有水解多糖的能力。不同來(lái)源的蛋白酶有不同的最適pH值,對底物的專(zhuān)一性也有很大差別,例如由溶組織梭菌(Clostridium histolyticum)產(chǎn)生的蛋白酶只能作用于蛋白質(zhì)的羧基端,而鏈球菌(Streptococci)的蛋白酶則具有水解多種蛋白質(zhì)的能力。在厭氧消化系統中產(chǎn)蛋白酶細菌的密度約為104~105個(gè)/ml。
在厭氧消化系統中微生物的產(chǎn)酶能力受到底物和產(chǎn)物濃度的影響,可能存在底物或產(chǎn)物的抑制和阻遏,蛋白酶則會(huì )引起酶蛋白本身的水解。
蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物氨基酸能夠被微生物攝入體內進(jìn)行發(fā)酵,主要代謝途徑是脫氫反應和還原脫氨反應。脫氫反應可以將有機物氧化分解,產(chǎn)生的氫將被甲烷菌利用合成甲醇。氯仿會(huì )抑制甲烷菌的活性,從而抑制氨基酸的脫氫降解并改變所產(chǎn)生的揮發(fā)性有機酸組成。甘氨酸也是一種氫受體,因此如果在厭氧消化系統中加入甘氨酸,就能夠減輕氯仿對氨基酸降解的抑制作用。通過(guò)還原脫氨反應,精氨酸將被分解為NH3和CO2,鳥(niǎo)氨酸被轉化為乙酸、丙酸、丁酸和戊酸,賴(lài)氨酸則分解為乙酸和丁酸等。參與氨基酸厭氧代謝的微生物主要有:梭菌、鏈球菌及支原體(Mycoplasmas)等。
多糖的水解產(chǎn)物是單糖,能夠被許多微生物所利用,特別是葡萄糖,幾乎能作為所有微生物的碳源,厭氧發(fā)酵的主要產(chǎn)物是乙酸、乳酸及氫等,但是巨球型菌(Megasphaera)、丙酸梭菌(Clostridium propionicum)、戊糖丙酸桿菌(Propionibacterium pentosaceum )及謝氏丙酸桿菌(Propionibacterium shermanii)的發(fā)酵產(chǎn)物是丙酸和丁二酸。乳酸菌發(fā)酵的主要產(chǎn)物是乳酸。同型乳酸發(fā)酵菌(Homofermentative bacteria)能將一分子葡萄糖轉化為兩分子乳酸,而異型乳酸發(fā)酵菌(Heterofermentative bacteria)的發(fā)酵產(chǎn)物除乳酸外還有乙酸及乙醇等。能利用葡萄糖的微生物一般都能以乳酸作為碳源并將乳酸進(jìn)一步分解為乙酸等產(chǎn)物;反之則不一定,如有一株巨球型菌就不能代謝乳酸。有些乳酸發(fā)酵菌還能利用檸檬酸作為碳源,發(fā)酵產(chǎn)物是3-羥基丙酮和丁二酮,如乳脂鏈球菌(Streptococcus cremoris),這類(lèi)細菌在厭氧處理含檸檬酸的廢水(如檸檬酸發(fā)酵工業(yè)和乳制品工業(yè)等)時(shí)起著(zhù)重要的作用。
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