Окисление микроорганизмами углеводородов, жиров

Углеводороды относятся к группе химически весьма стойких органических веществ, которые, однако, могут разлагаться многими микроорганизмами. Установлено, что разрушать углеводороды в природе могут представители родов Arthrobacter, Methylomonas, Methylococcus, Pseudomonas, Flavobacterium, Streptococcus, Nocardia, Mycobacterium, а также дрожжи из рода Candida и ряд грибов. Углеводороды не только дают этим микроорганизмам энергию, но и служат материалом для синтеза структурных компонентов клетки. Среди алифатических углеводородов, подвергающихся микробиологическому воздействию, следует прежде всего указать на газообразные углеводороды. Большинство микроорганизмов, развивающихся на газообразных углеводородах, принадлежит к родам Methylomonas, Pseudomonas, Mycobacterium, Nocardia и др. К облигатным окислителям метана относятся представители семейства Methylomonadaceae — роды Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylosinus и Methylocystis. Эти бактерии принадлежат к группе метилотрофных микроорганизмов. Они окисляют метан до метилового спирта. Известны микроорганизмы, использующие такие газообразные углеводороды, как этан, пропан, бутан. Микроорганизмов, потребляющих газообразные углеводороды, используют для разведки нефти и газа, а также пытаются применить для борьбы со скоплением метана в шахтах.

В настоящее время выделено большое число микроорганизмов, способных развиваться на алканах с длиной цепи от 1—10 до 16—34 атомов углерода. Описаны микроорганизмы, обитающие на циклических (нафтеновых) углеводородах. Хорошо изучены микроорганизмы, использующие моноциклические (бензол, толуол, ксилол) и полициклические (нафталин, фенантрен, антрацен) ароматические углеводороды. Это представители родов Arthrobacter, Pseudomonas, Nocardia, дрожжи и др.

Окисление углеводородов большинством микроорганизмов происходит с помощью адаптивных ферментов. Конечные продукты окисления углеводородов — углекислота и вода, однако обнаруживаются и промежуточные продукты — спирты, органические кислоты, эфиры и другие соединения.

Следовательно, микроорганизмы способны использовать углеводороды разных классов простого и сложного строения. Считают, что практически все углеводороды, входящие в состав нефти, могут разлагаться микроорганизмами.

Жиры и жирные кислоты подвергаются трансформации под влиянием микроорганизмов. Первая стадия расщепления жира — гидролиз, осуществляемый ферментом липазой. Подобным образом происходит разрушение жиров и другого химического состава. Образующиеся в результате гидролиза глицерин и жирные кислоты претерпевают дальнейшие превращения вплоть до полного окисления. высокомолекулярные жирные кислоты труднорастворимы и окисляются очень медленно.

Жиры входят в состав всех растительных и животных клеток» причем некоторые ткани и органы особенно богаты этими соединениями. Как и другие составные части тканей, жиры расщепляются микроорганизмами почвы. Многие аэробные и анаэробные бактерии и грибы известны как разрушители жиров.

Наиболее энергично разрушает жиры Pseudomonas fluorescens — бесспоровая подвижная палочка, образующая на питательной среде зеленоватый пигмент. В разложении жира также участвуют Pseudomonas pyacyanea, Serratia marcescens, представители родов Bacillus и Clostridium и многие другие микроорганизмы. Эти организмы не только разлагают жир на глицерин и жирные кислоты, но и окисляют последние до СО2 и Н2О. В разложении жира и жирных кислот принимают участие такие грибы, как Oidium lactis, плесневые грибы родов Aspergillus и Penicillium и др.