การสังเคราะห์เซลลูโลส การสังเคราะห์ซูโครสและโพลีแซ็กคาไรด์ข้อความของผลงานทางวิทยาศาสตร์เรื่อง "การสังเคราะห์ทางชีวภาพของเซลลูโลสของแบคทีเรียโดยการเพาะเลี้ยง Medusomyces gisevii"
ผนังเซลล์เกิดขึ้นจากการพัฒนาของลามินาค่ามัธยฐาน ทันทีหลังจากการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์พืชใน telophase of mitosis เสร็จสมบูรณ์ก phragmoplast.ประกอบด้วยถุงเมมเบรนที่แบนจำนวนมาก - phragmos,มีส่วนประกอบของผนังเซลล์ โครงกระดูกมีส่วนร่วมในการก่อสร้าง โพลีแซ็กคาไรด์ทั้งหมดของผนังเซลล์ยกเว้นเซลลูโลสจะถูกสังเคราะห์ในอุปกรณ์ Gold-ji บรรจุลงในถุงที่ลำเลียงไปยังที่ปลูก
จานมัธยฐานและรวมเข้ากับมัน แผ่นค่ามัธยฐานจะเพิ่มขึ้นไปทางพลาสม่าเลมมาและเข้าร่วมกับมันแบ่งเซลล์ลูกสาวทั้งสอง ในที่สุดผนังเซลล์ที่เกิดขึ้นใหม่จะเชื่อมต่อกับผนังเซลล์หลักที่มีอยู่ก่อนแล้ว
ส่วนประกอบที่ "ไม่ใช่เซลลูโลส" เกือบทั้งหมดของผนังเซลล์ - โพลีแซ็กคาไรด์โปรตีนโครงสร้างเอนไซม์หลากหลายชนิดเกิดขึ้นในอุปกรณ์ Golgi และในถุงของมันจะถูกประสานไปยังผนังเซลล์
จนถึงปัจจุบันยังไม่มีการระบุยีนที่เข้ารหัสสารสังเคราะห์โพลีแซคคาไรด์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์กระดูกสันหลังของโพลีเมอร์ "noncellulose" มีการระบุยีนของ fucosyl และ galactosyltransferases หลายชนิดที่ยึดน้ำตาลแต่ละตัวเข้ากับสายโซ่หลัก
โพลีเมอร์ชนิดเดียวที่สังเคราะห์จากภายนอกของเยื่อหุ้มพลาสมาคือเซลลูโลสและแคลโลส ความได้เปรียบนี้จะเห็นได้ชัดหากเราคำนึงถึงความยาวขนาดใหญ่ของไมโครไฟเบอร์เซลลูโลสที่เกิดขึ้นและความจำเป็นในการบรรจุเส้นใยเข้าไปในผนังเซลล์ แคลโลสแตกต่างจากเซลลูโลสตรงที่มีโซ่β 1 → 3-D-glucan ซึ่งสามารถสร้างดูเพล็กซ์แบบขดลวดและสามด้าน แคลโลสเกิดขึ้นในเซลล์หลายประเภทในบางขั้นตอนของการสร้างผนังเซลล์ตัวอย่างเช่นในหลอดละอองเรณูที่กำลังงอกหรือลามินากลางของการแบ่งเซลล์ นอกจากนี้ยังสามารถสังเคราะห์แคลโลสได้ในระหว่างปฏิกิริยาความเครียดหรือเพื่อตอบสนองต่อการติดเชื้อรา
การสังเคราะห์เซลลูโลสถูกเร่งปฏิกิริยาโดยคอมเพล็กซ์เอนไซม์หลายชนิดซึ่งอยู่ที่ส่วนปลายของไมโครไฟเบอร์เซลลูโลสที่ยืดออก คอมเพล็กซ์ขั้วเหล่านี้สามารถมองเห็นได้ชัดเจนภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
รูป: 1.30. โครงร่างโครงสร้างและการทำงานของเซลลูโลสซินเทส
ในสาหร่ายทะเลบางชนิดคอมเพล็กซ์เทอร์มินัลของการสังเคราะห์เซลลูโลสเป็นเชิงเส้น ใน angiosperms ทั้งหมดพวกเขาสร้างโครงสร้างดอกกุหลาบ เทอร์มินัลคอมเพล็กซ์ปรากฏในเมมเบรนพลาสม่าเลมมาในขณะที่มีการกระตุ้นการสังเคราะห์เซลลูโลส
สารตั้งต้นเริ่มต้นสำหรับเซลลูโลสซินเทสคือ UDP-glucose มันเกิดจากเอนไซม์ซูโครสซินเทสโดยตรงจากซูโครส พบไอโซฟอร์มของเอนไซม์นี้ในพลาสมาเมมเบรน พวกมันเกี่ยวข้องกับเซลลูโลสซินเทสและสามารถจ่าย UDP-glucose ไปยังศูนย์เร่งปฏิกิริยาได้โดยตรง (รูปที่ 1.30)
เมื่อไม่นานมานี้มีการระบุยีนของพืชหลายชนิดที่เข้ารหัสเอนไซม์สำหรับการสังเคราะห์เซลลูโลสโดยเฉพาะยีน CesA ซึ่งแสดงออกอย่างเข้มข้นในเส้นใยฝ้ายในระหว่างการสังเคราะห์เซลลูโลสของผนังเซลล์ทุติยภูมิ โพลีเปปไทด์ที่เข้ารหัสโดยยีนเหล่านี้มีโดเมนทรานส์เมมเบรนแปดโดเมนและมีมวลประมาณ 110 kDa การค้นพบยีน CesA ทำให้สามารถระบุยีนอื่น ๆ อีกจำนวนหนึ่งที่เข้ารหัสการสังเคราะห์โพลีแซคคาไรด์ของผนังเซลล์
ในพืชในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงไม่เพียง แต่เกิดฟอสฟอรัสเอสเทอร์ของน้ำตาลหรือน้ำตาลธรรมดาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคาร์โบไฮเดรตในรูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นด้วยเช่นซูโครสแป้งไฟเบอร์ การสลายตัวของคาร์โบไฮเดรตในรูปแบบที่ซับซ้อนไปสู่คาร์โบไฮเดรตอย่างง่ายยังดำเนินไปอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้สังเกตได้เช่นในระหว่างการงอกของเมล็ดการแก่ของอวัยวะพืชเป็นต้นน้ำตาลที่เรียบง่ายหรือเอสเทอร์ฟอสฟอริกเกิดขึ้นระหว่างการย่อยสลายไหลเข้าสู่อวัยวะสืบพันธุ์ซึ่งคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนจะถูกสังเคราะห์จากพวกมันอีกครั้ง และในที่สุดในพืชกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงซึ่งกันและกันของคาร์โบไฮเดรตดำเนินไปอย่างง่ายดาย
การผันกลับของโมโนแซ็กคาไรด์ผ่านฟอสฟอริกเอสเทอร์ของน้ำตาลหรืออนุพันธ์ไดฟอสเฟตยูริดีน (อนุพันธ์ UDP) UDP- อนุพันธ์ของน้ำตาลคือน้ำตาลอย่างน้อยหนึ่งอย่างรวมกันผ่านกรดฟอสฟอริกที่ตกค้างกับยูริดีนสองตัวอย่างเช่น
รูปที่ 1. ยูริดีนไดฟอสเฟตกลูโคส
การสังเคราะห์ซูโครส
ซูโครสเป็นลิโกแซ็กคาไรด์ที่สำคัญที่สุดที่ผลิตในพืชในรูปแบบของคาร์บอนและพลังงานที่ถูกผูกไว้จะถูกขนส่งไปทั่วทั้งโรงงาน ประกอบด้วยα-D- กลูโคสตกค้างในรูปแบบไพราโนสซึ่งเชื่อมโยงด้วยพันธะไกลโคซิดิกกับβ-D-fructose ในรูปแบบฟูราโนส เนื่องจากอะตอมของคาร์บอนที่ผิดปกติของโมโนแซ็กคาไรด์ทั้งสองมีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างพันธะไกลโคซิดิกกลุ่ม hemiacetal จึงถูกปิดกั้นและไม่มีวงแหวนใดสามารถเปิดได้ ดังนั้นซูโครสจึงเป็นน้ำตาลที่ไม่รีดิวซ์ (ไม่ลดรีเอเจนต์ของ Fehling และ Benedict) และยกเว้นความไวต่อการไฮโดรไลซิสของกรดอย่างมากมันเป็นสารเฉื่อยทางเคมี เมื่อให้ความร้อนกับกรดหรือภายใต้การกระทำของซูโครส (อินเวอร์เทส) ซูโครสจะถูกไฮโดรไลซ์กลายเป็นน้ำตาลกลับด้านซึ่งเป็นส่วนผสมของกลูโคสและฟรุกโตส ซูโครสละลายน้ำได้สูงและมีรสหวาน
ซูโครสใช้เป็นผลิตภัณฑ์อาหารเช่นเดียวกับในการผลิตสารลดแรงตึงผิว (ซูโครสเอสเทอร์ที่มีกรดสูงกว่า) แหล่งที่มาหลักของการผลิตซูโครสคือหัวบีทซึ่งมีซูโครสมากถึง 23% และอ้อยซึ่งลำต้นมีซูโครส 10-18% ปัจจุบันมีการพิสูจน์แล้วว่าซูโครสถูกสังเคราะห์ได้ไม่เพียง แต่ในคลอโรพลาสต์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงไซโทพลาสซึมของเซลล์สังเคราะห์แสงจาก UDP- กลูโคสและฟรุกโตส -6- ฟอสเฟตซึ่งเกิดจาก
ไดไฮดรอกซีอะซิโตนฟอสเฟต สารนี้เกิดขึ้นระหว่างการสังเคราะห์แสงในคลอโรพลาสต์แล้วเข้าสู่ไซโทพลาสซึม ในเนื้อเยื่อที่ไม่สังเคราะห์แสง (เช่นในเอนโดสเปิร์มของเมล็ดละหุ่งที่งอก) การสร้างซูโครสจาก UDP-glucose และ fructose-6-phosphate ก็เกิดขึ้นในไซโทพลาสซึมของเซลล์เช่นกัน
ซูโครส (อ้อยน้ำตาลบีท) เป็นไดแซคคาไรด์ที่แพร่หลายที่สุดในธรรมชาติ ในพืชเกิดจากกลูโคสและฟรุกโตส ขั้นตอนแรกคือกลูโคสฟอสโฟรีเลชัน:
กลูโคส + ATP →กลูโคส -6- ฟอสเฟต + ADP
จากนั้นกลูโคส -6- ฟอสเฟตจะถูกแยกออกเป็นกลูโคส -1 - ฟอสเฟต Glucose-1-phosphate รวมกับ UTP ส่งผลให้เกิดความแตกแยกของกรดไพโรฟอสเฟตและการสร้างสารประกอบของน้ำตาลกลูโคสด้วยกรด uridine diphosphoric (UDP) - uridine diphosphate glucose
ในเวลาเดียวกันฟรุกโตสฟอสโฟรีเลชันเกิดขึ้นภายใต้การทำงานของเอนไซม์ฟรุกโตไคเนสโดยมีส่วนร่วมของ ATP:
ฟรุกโตส + ATP →ฟรุกโตส -6- ฟอสเฟต + ADP
หลังจากนี้ UDP-glucose จะทำปฏิกิริยากับฟรุกโตส -6- ฟอสเฟตด้วยการมีส่วนร่วมของเอนไซม์ซูโครส - ฟอสเฟต -UDP-glucosyltransferase ในที่สุดซูโครส -6- ฟอสเฟตที่เกิดขึ้นจะถูกไฮโดรไลซ์โดยเอนไซม์ฟอสฟาเทสเพื่อสร้างซูโครสอิสระ ดังนั้นสำหรับการสังเคราะห์ทางชีวภาพของโมเลกุลซูโครสหนึ่งโมเลกุลจำเป็นต้องมีพันธะฟอสเฟตพลังงานสูง 3 พันธะปฏิกิริยานี้จึงไม่สามารถย้อนกลับได้ ในเนื้อเยื่อที่ไม่สังเคราะห์แสงของพืชบางชนิดเช่นในหัวบีทน้ำตาลหัวมันฝรั่งและอื่น ๆ ซูโครสสามารถเกิดจากฟรุกโตสอิสระ:
UDP- กลูโคส + ฟรุกโตส ↔ ซูโครส + UDP
ปฏิกิริยาจะถูกเร่งโดยเอนไซม์ซูโครส - ยูดีพี - กลูโคซิลทรานสเฟอเรสและขึ้นอยู่กับเงื่อนไขสามารถนำไปสู่การสังเคราะห์และการสลายตัวของซูโครส
การสังเคราะห์แป้ง
แป้งเป็นโพลีแซคคาไรด์สำรองของพืชและสามารถเก็บไว้ในพืชได้เป็นเวลานานหรือบริโภคได้เร็วพอ เป็นเวลานานจะถูกเก็บไว้ในเมล็ดพืชหัวและเหง้าจำนวนมากและจะใช้เฉพาะเมื่ออวัยวะเหล่านี้งอก ในช่วงเวลาสั้น ๆ แป้งจะถูกสร้างขึ้นในคลอโรพลาสต์ในช่วงที่มีการสังเคราะห์แสงอย่างรวดเร็วและในช่วงเวลาที่มืดต่อมาจะถูกบริโภคและไหลออกจากใบในรูปของซูโครส แป้งถูกสร้างและเก็บไว้เสมอในรูปของเมล็ดแป้งที่พบในพลาสปิด - คลอโรพลาสต์หรืออะมิโลพลาสต์ เมล็ดแป้งเป็นโครงสร้างที่มีการจัดระเบียบสูงรูปร่างและขนาดมีความหลากหลายมาก แต่มักเป็นลักษณะของพันธุ์พืชที่กำหนด รูปร่างของเมล็ดข้าวอาจเป็นทรงกลมรูปไข่รูปแม่และลูกไม่สม่ำเสมอ ขนาดสามารถอยู่ในช่วง 1 ถึง 100 ไมครอน ธัญพืชแป้งที่ใหญ่ที่สุดพบในมันฝรั่งและข้าวและบัควีทที่เล็กที่สุด เมล็ดแป้งมีน้ำมากถึง 20% (ซึ่ง 10% ถูกจับกับแป้งทางเคมี) และชั้นแป้งที่เป็นศูนย์กลางอีกจำนวนหนึ่ง เมล็ดแป้งเกิดจากการแบ่งชั้นที่เกิดขึ้นใหม่บนชั้นที่มีอยู่แล้ว
ปริมาณแร่ธาตุในแป้งมีน้อยมาก - 0.2–0.7% โดยส่วนใหญ่เป็นกรดฟอสฟอริก กรดไขมันโมเลกุลสูงบางชนิด (Palmitic, stearic ฯลฯ ) พบในแป้งซึ่งมีปริมาณถึง 0.6% แป้งเป็นส่วนผสมของโพลีแซ็กคาไรด์สองชนิดคืออะไมโลสและอะไมโลเพคติน โมเลกุลของอะมิโลสเป็นสายโซ่ยาวที่ไม่มีการแตกแขนงซึ่งประกอบด้วยสารตกค้างกลูโคปิราโนสตั้งแต่ 100 ถึงหลายพันชิ้นที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก การศึกษาการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์แสดงให้เห็นว่าโมเลกุลของอะมิโลสมีโครงสร้างเป็นขดลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.3 นาโนเมตรโดยมีกลูโคสตกค้างต่อเนื่องกันหกครั้งต่อการหมุนเกลียว
โมเลกุลของอะไมโลสสามารถละลายได้ในน้ำร้อน แต่สารละลายที่ได้จะไม่เสถียรและเกิดการตกตะกอนของอะมิโลสที่เกิดขึ้นเองหรือที่เรียกว่า retrogradation นี่เป็นเพราะแนวโน้มของโมเลกุลอะมิโลสที่ยาวและบางจะเรียงตัวติดกันและก่อตัวเป็นมวลรวมที่ไม่ละลายน้ำผ่านพันธะไฮโดรเจน Uridine diphosphate glucose (UDPC) สามารถทำหน้าที่เป็นผู้บริจาคกลูโคสที่ตกค้างในการสังเคราะห์อะไมโลสทางชีวภาพ สำหรับการก่อตัวในตัวกลางของปฏิกิริยาจำเป็นต้องมีเมล็ดซึ่งอาจเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่สร้างจากกลูโคสตกค้างเพียง 3-4 ที่เชื่อมต่อด้วยพันธะα (1-4)
กลูโคสที่เหลือจะถูกถ่ายโอนไปยังตัวรับ (ไพรเมอร์) ซึ่งเกิดการยืดตัวของโซ่ ปฏิกิริยาเป็นไปตามโครงการ:
ตัวรับ UDPG + (G) k - ตัวรับ UDP + (G) k + 1,
โดยที่Г - กลูโคสตกค้าง
เอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยานี้เรียกว่าแป้งกลูโคซิลทรานสเฟอเรส UDPG
ในพืชส่วนใหญ่ผู้บริจาคกลูโคสที่ใช้งานไม่ใช่ UDP-glucose แต่เป็น adenosine diphosphate glucose α (ADPG) ปฏิกิริยาของการยึดติดของสารตกค้างของกลูโคสจาก ADPG กับตัวรับน้ำหนักโมเลกุลต่ำดำเนินไปในลักษณะเดียวกันและถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ ADPG-แป้ง-glucosyltransferase การสังเคราะห์โมเลกุลอะไมโลเพคตินแบบแยกแขนงที่มีα (1-6) - การเชื่อมโยงเกิดขึ้นโดยใช้เอนไซม์α-glucantransferase (Q-enzyme) D-enzyme หรือ glucosyltransferase ซึ่งสร้างα (1-4) - ลิงก์และมีส่วนร่วมในการสร้างเมล็ดพืชก็มีส่วนเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แป้งด้วย
การสลายตัวของแป้งเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของสองกระบวนการ - ไฮโดรไลซิสและฟอสฟอโรไลซิสการสลายตัวของแป้งด้วยไฮโดรไลติกดำเนินการภายใต้เอนไซม์สี่ชนิดของระดับไฮโดรไลซิสของα-amylase เร่งปฏิกิริยาความแตกแยกของα (1-4) -bonds และพันธะจะแตกแบบสุ่ม ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการสลายนี้คือมอลโตสกลูโคสเดกซ์ทรินส์ ภายใต้การทำงานของβ-amylase ลิงก์α (1-4) จะถูกแยกออกด้วยการก่อตัวของกากมอลโตส เอนไซม์กลูโคอะไมเลสเร่งความแตกแยกตามลำดับของกลูโคสที่ตกค้างจากโมเลกุลของแป้ง Amylopectin-1,6-glucosidase หรือ R-enzyme กระตุ้นความแตกแยกของα (1-6) - ลิงก์ในโมเลกุลของอะไมโลเพคตินเช่นทำหน้าที่ในจุดสาขา
ฟอสฟอรัสคือการเติมกรดฟอสฟอริกที่บริเวณรอยแยกของพันธะกลูโคซิดิกระหว่างโมโนแซคคาไรด์ที่ตกค้างในห่วงโซ่โพลีแซคคาไรด์ด้วยการสร้างกลูโคส -1 - ฟอสเฟต ปฏิกิริยานี้ถูกเร่งโดยเอนไซม์กลูคอนฟอสโฟรีเลสซึ่งอยู่ในคลาสของทรานส์เฟอร์เรส แป้งในพืชสามารถย่อยสลายได้อย่างรวดเร็วเนื่องจากเอนไซม์ย่อยสลายพบได้ในทุกอวัยวะของพืช
การสังเคราะห์เซลลูโลส
เซลลูโลสไม่ละลายในน้ำ แต่จะพองตัวเท่านั้น ด้วยการไฮโดรไลซิสของกรด (การต้มในกรดซัลฟิวริก) จะเปลี่ยนเป็นน้ำตาลกลูโคสด้วยการไฮโดรไลซิสที่อ่อนกว่า - เป็นเซลโลไบโอส จากการใช้การวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์พบว่าโมเลกุลของเซลลูโลสมีรูปร่างเหมือนเกลียว โมเลกุลใยเหล่านี้เนื่องจากพันธะไฮโดรเจนเชื่อมต่อกันเป็นกลุ่ม ๆ ละ 40-60 ชิ้นต่อไมเซลล์ ในผนังเซลล์ของพืชเซลลูโลสไมเซลส์เชื่อมโยงกันด้วยพันธะไฮโดรเจนกับเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์ต่างๆ ตัวอย่างเช่นในเมเปิ้ลสีขาวพวกมันคือไซโลกลูแคนอาราบิโนกาแล็กแทนและ rhamnogalacturon ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก นอกจากนี้ยังมีหลักฐานว่าไกลโคโปรตีนที่อุดมด้วยไฮดรอกซีโพรลีนพิเศษมีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างผนังเซลล์ของพืช
เซลลูโลสสร้างจากβ-กลูโคสตกค้าง ไม่ใช่กลูโคสอิสระที่มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ทางชีวภาพของเซลลูโลส แต่อนุพันธ์ของ HDF คือกลูโคสไดฟอสเฟตกัวโนซีนโดยการมีส่วนร่วมของเอนไซม์เซลลูโลสซินเทสตามโครงการ
HDF - กลูโคส + (กลูโคส) ถึง→ HDF + (กลูโคส) ถึง + 1
การสลายตัวของเซลลูโลสส่วนใหญ่ดำเนินไปโดยวิถีทางไฮโดรไลติกภายใต้การกระทำของเอนไซม์เซลลูโลสต่อเซลลูโลสไดแซ็กคาไรด์
คาร์โบไฮเดรตถูกขนส่งในรูปของซูโครส ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงจะมีคาร์โบไฮเดรตจำนวนมากเกิดขึ้นและในเรื่องนี้การไหลออกของการดูดซึมไปยังส่วนอื่น ๆ ของเซลล์จากคลอโรพลาสต์มีความสำคัญอย่างยิ่ง การแทรกซึมของ hexoses phosphorylated และซูโครสผ่านเมมเบรนคลอโรพลาสต์เป็นเรื่องยากไตรโอสฟอสเฟต (PHA และ PDA) เจาะผ่านเยื่อคลอโรพลาสต์ได้ง่ายที่สุด สันนิษฐานว่าคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่เกิดจะแตกตัวเป็นไตรโอสฟอสเฟตและในรูปแบบนี้จะเคลื่อนเข้าสู่ไซโทพลาซึมซึ่งสามารถใช้เป็นวัสดุสำหรับการสังเคราะห์เฮกโซสซูโครสและแป้งได้
การขนส่งอวัยวะระหว่างเซลล์ทำได้สองวิธีคือผ่านพลาสโมเดสมาตา (symplast) หรือผ่านพื้นที่ว่าง (อะโพพลาสต์) ซูโครสที่เกิดขึ้นในเซลล์ของเมโซฟิลล์ใบจะถูกแยกออกไปในอะโพพลาสต์ ออกจากเซลล์เนื้อเยื่อเข้าไปในอะโพพลาสต์ซูโครสจะถูกแยกออกโดยอินเวอร์เทสเป็นเฮกโซส เฮกโซสเคลื่อนที่ไปตามอะโพพลาสต์ไปยังเซลล์ถ่ายโอนของคานที่นำไฟฟ้าไปตามการไล่ระดับความเข้มข้น เมื่อสัมผัสกับเซลล์ที่ส่งสาร phloem เซลล์เหล่านี้จะถูกเปลี่ยนกลับเป็นซูโครส ถัดไปท่อตะแกรงจะถูกโหลดซูโครสไหลเทียบกับการไล่ระดับความเข้มข้นและต้องใช้พลังงาน (ATP)
สันนิษฐานว่าซูโครสข้ามเมมเบรนด้วยความช่วยเหลือของพาหะในคอมเพล็กซ์ที่มีโปรตอน ในขณะเดียวกันเนื่องจากการทำงานของ H + -ATP-ase ไอออนของ H + จะถูกสูบออกจากเซลล์ต้นฟลอกแล้วกลับมาตามการไล่ระดับ pH ลากซูโครสไปพร้อมกับการไล่ระดับสีของความเข้มข้น รูปแบบการขนส่งหลักของคาร์โบไฮเดรตในฟลอกคือซูโครส (C 12 H 22 O 11) ในบางชนิดพร้อมด้วยซูโครสโอลิโกแซ็กคาไรด์ (ราฟฟิโนสสตาชิโอส) และแอลกอฮอล์บางชนิดทำหน้าที่เป็นรูปแบบการขนส่งคาร์โบไฮเดรต
ในวัฏจักร Calvin-Benson จะเกิดฟรุกโตส -6-phosphate (F-6-P) ดังที่ระบุไว้ข้างต้น เฮกโซสฟอสเฟตนี้สามารถเปลี่ยนโดยเอนไซม์ที่เฉพาะเจาะจงเป็นเฮกโซสที่มีฟอสฟอรัสอื่น ๆ ได้แก่ กลูโคส -6- ฟอสเฟต (G-6-P) และกลูโคส -1 - ฟอสเฟต (G-1-P) การเปลี่ยนรูปแบบย้อนกลับยังเกิดขึ้นได้อย่างง่ายดาย
จากฟอสเฟตเฮกโซสทั้งสามนี้โซ่ของโมเลกุลคาร์โบไฮเดรตจะถูกสร้างขึ้นซึ่งใช้สำหรับการขนส่งการจัดเก็บและปฏิกิริยาการสังเคราะห์ เพื่อให้การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นต้องเปิดใช้งานฟอสเฟตเฮกโซสก่อน สิ่งนี้มักเกิดขึ้นจากการยึดติดกับนิวคลีโอไทด์ - โครงสร้างวงกลมที่ซับซ้อนคล้ายกับเอทีพีของกรดอะดีนิลิก ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาการเติมนี้คืออนุพันธ์ของนิวคลีโอไทด์ของโมโนแซ็กคาไรด์หรือน้ำตาลนิวคลีโอไทด์ uridine diphosphoglucose (UDPG) ที่พบมากที่สุดเกิดจากปฏิกิริยาระหว่าง uridine triphosphate (UTP) กับ glucose 1-phosphate (G-1-P) UTP นั้นเกิดขึ้นทางอ้อมอันเป็นผลมาจากการถ่ายโอนกลุ่มฟอสเฟตจาก ATP ไปยัง UDP (uridine diphosphate)
นิวคลีโอไทด์ ATP และ UTP มีอยู่ในเซลล์ทั้งหมดเนื่องจากใช้ร่วมกับนิวคลีโอไทด์อื่น ๆ ในการสังเคราะห์ DNA และ RNA
น้ำตาลจะถูกขนส่งผ่านพืชในรูปของซูโครสซึ่งเป็นไดแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วยน้ำตาลกลูโคสและฟรุกโตสตกค้าง (รูปที่ 5.2) ซูโครสเกิดจากปฏิกิริยาระหว่าง UDPG และ F-6-P:
ความสมดุลของปฏิกิริยานี้จะเปลี่ยนไปสู่การสังเคราะห์ซูโครสอย่างมากซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่ามีความเป็นไปได้ในการสะสมของไดแซคคาไรด์ในความเข้มข้นที่สำคัญ สำหรับการใช้งานครั้งต่อไปซูโครสจะต้องได้รับความแตกแยกก่อน: เอนไซม์อินเวอร์เทสเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสด้วยการสร้างกลูโคสอิสระและฟรุกโตส
พลังงานของพันธะไกลโคซิดิกในปฏิกิริยาดังกล่าวจะสูญเปล่าโดยถูกกระจายระหว่างโมเลกุลทั้งสอง ดังนั้นหากต้องย่อยสลายกลูโคสและฟรุกโตสระหว่างการหายใจหรือมีส่วนร่วม (เป็นวัตถุดิบ) ในการสังเคราะห์โพลีแซคคาไรด์ก่อนอื่นพวกเขาจะต้องได้รับฟอสโฟรีเลชันอีกครั้งเนื่องจาก ATP กระบวนการสังเคราะห์และการสลายตัวของซูโครสแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่ามักเกิดปฏิกิริยา anabolic และ catabolic (ปฏิกิริยาของการสังเคราะห์และการสลายตัว) ตามเส้นทางที่แตกต่างกัน
การสังเคราะห์แป้งและเซลลูโลส
โซ่พอลิเมอร์แบบยาวของแป้งและเซลลูโลสสร้างขึ้นจากหน่วยพื้นฐานเดียวกัน - กากน้ำตาลกลูโคสเชื่อมต่อกันในรูปแบบที่แตกต่างกันเท่านั้น ความแตกต่างของโครงสร้างนี้รับผิดชอบต่อความจริงที่ว่าโพลีเมอร์กลูโคส (กลูแคน) ทั้งสองชนิดมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่นแป้งนั้นย่อยง่ายในร่างกายมนุษย์ "และเซลลูโลสไม่ถูกย่อยเลยความแตกต่างที่สำคัญคืออะตอมของคาร์บอนที่ 1 และ 4 ของกากน้ำตาลกลูโคสที่อยู่ติดกันสองตัวเชื่อมต่อกันด้วยพันธะαในแป้งและในเซลลูโลส (β - ลิงค์ (รูปที่ 5.3) แป้งถูกนำเสนอในสองรูปแบบ: พอลิเมอร์เชิงเส้นหรืออะไมโลสซึ่งไม่มีพันธะอื่นใดยกเว้นα-1,4-glycosidic และโพลิเมอร์แบบแยกแขนงหรืออะไมโลเพคตินซึ่งพร้อมกับα-1,4 -glycosidic พันธบัตรนอกจากนี้ยังมี 1,6- พันธะความแตกต่างในลักษณะของพันธะยังกำหนดการจัดเรียงเชิงพื้นที่ที่ไม่เท่ากันของโซ่โพลีเมอร์แป้งเป็นโพลีแซคคาไรด์สำรองหลักของพืชไม่ละลายในน้ำและถูกสะสมทีละชั้นในเมล็ดแป้งที่มีอยู่ในคลอโรพลาสต์ (ดูรูปที่. 2.20) หรือในเซลล์เม็ดเลือดขาวที่ไม่มีคลอโรฟิลล์ของเนื้อเยื่อที่เก็บของลำต้นรากและเมล็ดบางครั้งเซลล์ของเนื้อเยื่อที่จัดเก็บจะอุดตันอย่างแท้จริงด้วยเมล็ดแป้งซึ่งง่ายต่อการระบุในพวกมันเนื่องจากสามารถย้อมสีได้ เปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินด้วยไอโอดีน การไม่ละลายในน้ำแป้งซึ่งแตกต่างจากซูโครสและเฮกโซสไม่ก่อให้เกิดผลออสโมติกในเซลล์ (ดูบทที่ 6) ดังนั้นการก่อตัวของแป้งในเซลล์ใบในช่วงที่มีการสังเคราะห์แสงอย่างเข้มข้นจะป้องกันการปราบปรามของสารหลังซึ่งเกิดขึ้นจากการสะสมของผลิตภัณฑ์สังเคราะห์แสง ในความมืดแป้งจะค่อยๆไฮโดรไลซ์อีกครั้งเพื่อสร้างกลูโคสฟอสเฟตซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นซูโครสซึ่งจะถูกขนส่งไปยังส่วนอื่น ๆ ของพืช
รูป: 5.3. โครงสร้างของแป้ง (A) และเซลลูโลส (B) (Modified by J. Bonner, AW Galston. 1952. Principles of Plant Physiology, San Francisco, WH Freeman and Co. ) สังเกตว่าสูตรทางเคมีของแป้งและเซลลูโลสเหมือนกัน แต่แตกต่างกัน โพลีแซ็กคาไรด์เหล่านี้โดยการวางแนวเชิงพื้นที่ของสะพานออกซิเจน A. แป้งซึ่งเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่เก็บข้อมูลหลักของพืชสร้างขึ้นจากส่วนประกอบที่แตกต่างกัน 2 ส่วนคืออะมิโลสที่มีหน่วยกลูโคสที่ยาวไม่แตกแขนงและอะไมโลเพคตินซึ่งประกอบด้วยโซ่ที่แตกแขนงสั้น ๆ จำนวนมาก ข. เซลลูโลสซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของผนังเซลล์หลักมีอยู่ในรูปแบบของโซ่พอลิเมอร์ยาว โซ่จะรวมกันเป็นเส้นไมเซลลาร์และต่อมาเป็นไมโครไฟเบอร์ ไมโครไฟเบอร์ซึ่งมีขนาดใหญ่พอที่จะดูด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนประกอบเป็น "ฐาน" และ "ด้านซ้าย" ของผนังเซลล์
ผลิตภัณฑ์เริ่มต้นสำหรับการสังเคราะห์แป้งคือ adenosine diphosphoglucose (ADPG) ซึ่งเกิดจาก ATP และ G-1-P:
โมเลกุลของแป้งถูกสร้างขึ้นโดยค่อยๆเติมน้ำตาลกลูโคสตกค้างทีละหนึ่งทีเข้าไปในปฏิกิริยาของ ADPG กับห่วงโซ่กลูโคสสำเร็จรูป:
ด้วยปริมาณซูโครสต่ำแป้งจะถูกย่อยสลายและ เปลี่ยนเป็นซูโครส อย่างไรก็ตามในตอนแรกจะถูกย่อยสลายเป็นกากน้ำตาลกลูโคสและมีการเติมกากของกรดฟอสฟอริกลงในแต่ละส่วนนั่นคือ G-1-P จะถูกสร้างขึ้นซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการอนุรักษ์พลังงานที่มีผลผูกพัน:
G-1-P นี้สามารถใช้ในการสังเคราะห์ซูโครสซึ่งเราได้อธิบายไว้ข้างต้น ในเมล็ดพืชและในอวัยวะอื่น ๆ ซึ่งแป้งจำนวนมากถูกย่อยสลายพร้อมกันมันจะแตกตัวเป็นมอลโตสไดแซ็กคาไรด์ (G-G) ภายใต้การทำงานของaα-amylase จากนั้นมอลโตสจะแตกตัวเป็นน้ำตาลกลูโคสซึ่ง (เพื่อการขนส่ง) ซูโครสจะถูกสังเคราะห์อีกครั้ง ในเส้นทางที่สองนี้ไม่เหมือนกับทางแรกพลังงานที่มีผลผูกพันจะไม่ได้รับการอนุรักษ์ดังนั้น ATP จึงจำเป็นสำหรับการเปลี่ยนกลูโคสเป็นกลูโคส -6-P ที่นี่
เซลลูโลสซึ่งเป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีอยู่มากที่สุดในโลกเป็นส่วนประกอบหลักของผนังเซลล์หลัก โมเลกุลของมันถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกับโมเลกุลของแป้งอย่างไรก็ตามความแตกต่างคือบทบาทของผู้บริจาคน้ำตาลกลูโคสจะถูกเล่นโดยอนุพันธ์ของนิวคลีโอไทด์อีกตัวหนึ่งของโมโนแซคคาไรด์ - guanosine diphosphoglucose (GDPG) และพันธะระหว่างหน่วยโมโนเมอริกไม่ได้เป็นของα- แต่เป็น βประเภท
ในบางกรณี UDPG อาจเป็นผู้บริจาคน้ำตาลกลูโคสสำหรับการสังเคราะห์เซลลูโลส
ในร่างกายของพืชชั้นสูงเซลลูโลสแทบจะไม่ถูกย่อยสลาย (ยกเว้นการสลายตัวที่เกิดจากกิจกรรมของจุลินทรีย์) ข้อยกเว้นที่รู้จักกันดีสองประการสำหรับกฎนี้เกี่ยวข้องกับเซลล์ในเขตการแยกใบซึ่งเกิดขึ้นก่อนการผลัดใบและท่อไซเลมซึ่งผนังตามขวางละลาย ในเขตการแยกของใบไม้เอนไซม์เซลลูเลสจะทำลายผนังเซลล์โดยแยกเซลลูโลสที่มีอยู่ออกเป็นหน่วยโมโนเมอริกแต่ละหน่วยนั่นคือเป็นกลูโคส ผนังเซลล์อ่อนแอลงจากกระบวนการนี้ในที่สุดก็แตกและใบไม้ก็ถูกผลัดออก
เซลลูโลสไมโครไฟเบอร์ในผนังเซลล์ถูกจับเข้าด้วยกันโดยเมทริกซ์ของโซ่โพลีแซ็กคาไรด์แบบผสมส่วนใหญ่เป็นไซโลกลูแคนและอะราบิโนกาแลคตาน (ดูภาพประกอบ 2.31) (ไซโลสและอะราบิโนสเป็นน้ำตาลห้าคาร์บอน (เพนโทส) และกาแลคโตสเป็นเฮกโซสคล้ายกับกลูโคส) โพลีแซ็กคาไรด์เหล่านี้สังเคราะห์จากสารตั้งต้นซึ่งเป็นน้ำตาลนิวคลีโอไทด์ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในไดโอโซม ถุงที่แยกออกจาก dictyosomes ในที่สุดจะรวมเข้ากับพลาสม่าเลมมาและด้วยวิธีนี้จะถ่ายโอนเนื้อหาไปยังผนังเซลล์ที่สร้างขึ้น
ดังนั้นโพลีแซ็กคาไรด์ทั้งหมดจึงสามารถผ่านเข้าสู่กันได้อย่างง่ายดาย แต่การสังเคราะห์ของพวกมันจะต้องผ่านขั้นตอนของน้ำตาลนิวคลีโอไทด์เสมอในขณะที่การสลายตัวจะเกิดขึ้นในทางตรงกว่า
อาหารจากพืชส่วนใหญ่มีสิ่งที่เรียกว่าไฟเบอร์และเพคตินซึ่งไม่สามารถย่อยได้ในระบบทางเดินอาหาร อย่างไรก็ตามจำเป็นสำหรับบุคคล หากอาหารไม่ดีในพวกมันจะเกิดอาการลำไส้และท้องผูก ดังนั้นไฟเบอร์จึงเป็นตัวควบคุมการทำงานของมอเตอร์ในลำไส้
ไฟเบอร์ช่วยเพิ่มการทำงานของลำไส้ชะลอการเน่าเสียและการสร้างก๊าซและลดการดูดซึมของสารอันตรายบางชนิด ตัวอย่างเช่นสำหรับการป้องกันโรคจากการทำงานในคนงานที่มีเกลือโลหะและสารกัมมันตภาพรังสีขอแนะนำให้กินลูกเกดแดงซึ่งมีเพคตินจำนวนมาก
Polysaccharide: ไฟเบอร์
ไฟเบอร์ (เซลลูโลส) - โพลีแซคคาไรด์ที่ประกอบเป็นผนังเซลล์ของพืชจำนวนมาก ไฟเบอร์ไม่ละลายในน้ำ แต่จะพองตัวเท่านั้น ไฟเบอร์เป็นไม้มากกว่า 50% ในเส้นใยฝ้ายมีมากกว่า 90% เมื่อต้มด้วยกรดซัลฟิวริกอย่างแรงเส้นใยจะถูกเปลี่ยนเป็นกลูโคสอย่างสมบูรณ์ ด้วยการไฮโดรไลซิสที่อ่อนแอกว่าเซลโลไบโอสจะได้รับจากเส้นใย
ในโมเลกุลของเส้นใยสารตกค้างของเซลโลไบโอสจะเชื่อมโยงกันด้วยพันธะไกลโคซิดิกในรูปแบบของสายโซ่ยาว ยังไม่ได้กำหนดน้ำหนักโมเลกุลของเส้นใยอย่างแม่นยำ เชื่อกันว่าไฟเบอร์ไม่ใช่สารเดี่ยว แต่เป็นส่วนผสมของสารที่คล้ายคลึงกัน น้ำหนักโมเลกุลของเซลลูโลสที่ได้รับจากแหล่งต่างๆมีความผันผวนค่อนข้างมาก: ฝ้าย - 330,000 (ในห่วงโซ่ของสารตกค้างไกลโคซิดิกปี 2020) ผ้าป่า - 430,000 (เหลือ 2660 ชิ้น), ไม้โก้เก๋ - 220,000 (เหลือ 1360 ชิ้น) ด้วยความช่วยเหลือของการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์พบว่าโมเลกุลของเส้นใยมีรูปร่างเหมือนเกลียว โมเลกุลที่มีเส้นใยเหล่านี้รวมกันเป็นกลุ่ม - ไมเซล ไมเซลล์แต่ละตัวมีเส้นใยประมาณ 40-60 โมเลกุล
การรวมกันของโมเลกุลของเส้นใยแต่ละโมเลกุลเป็นไมเซลส์เกิดขึ้นเนื่องจากพันธะไฮโดรเจนซึ่งเกิดขึ้นทั้งสองอย่างเนื่องจากอะตอมของไฮโดรเจนของกลุ่มไฮดรอกซิลของเส้นใยและเนื่องจากโมเลกุลของน้ำถูกดูดซับโดยเส้นใย ในผนังเซลล์ของพืชเซลลูโลสไมเซลเป็นไฮโดรเจนที่ถูกผูกมัดกับเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์ ตัวอย่างเช่นในเมเปิ้ลสีขาวพวกมันมี xyloglucan ที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิกซึ่งประกอบด้วยน้ำตาลกลูโคสไซโลสกาแลคโตสและฟูโคสที่หลงเหลืออยู่ arabinogalactan สร้างขึ้นจากซากของอาราบิโนสและกาแลคโตส rhamnogalacturonan ซึ่งเกิดจากการตกค้างของกรด galacturonic และ rhamnose นอกจากนี้ยังมีหลักฐานว่าไกลโคโปรตีนชนิดพิเศษที่อุดมด้วยไฮดรอกซีโพรลีนมีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างผนังเซลล์ของพืชโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงแรกของการก่อตัว เมื่อทำให้ผนังเซลล์กลายเป็นลิกนินลิกนินก็จะสะสมอยู่ด้วย
ไฟเบอร์ไม่ถูกย่อยในระบบทางเดินอาหารของมนุษย์ มันถูกย่อยโดยสัตว์เคี้ยวเอื้องเท่านั้นในกระเพาะอาหารซึ่งมีแบคทีเรียพิเศษที่ไฮโดรไลซ์เส้นใยด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์เซลลูเลสที่หลั่งออกมาจากพวกมัน
เฮมิเซลลูโลส (กึ่งเซลลูโลส) ภายใต้ชื่อนี้โพลีแซ็กคาไรด์น้ำหนักโมเลกุลสูงกลุ่มใหญ่ที่ไม่ละลายในน้ำ แต่ละลายได้ในสารละลายอัลคาไลน์จะรวมกันเป็นหนึ่งเดียว เฮมิเซลลูโลสพบได้ในปริมาณที่มีนัยสำคัญในส่วนของพืชที่ทำให้เป็นน้ำตาล: ฟางเมล็ดพืชถั่วไม้ซังข้าวโพด พบเฮมิเซลลูโลสจำนวนมากในรำข้าว เฮมิเซลลูโลสถูกไฮโดรไลซ์โดยกรดได้ง่ายกว่าเส้นใย ในเวลาเดียวกันพวกมันก่อตัวเป็นแมนโนสกาแลคโตสอาราบิโนสหรือไซโลสดังนั้นจึงมีชื่อตามลำดับ - แมนแนนกาแลคตาและเพนโตซาน (อาราบันหรือไซแลน)
1มีการศึกษากระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพของแบคทีเรียเซลลูโลส (BC) ต่อไฮโดรไลเซตของเอนไซม์ของวัสดุลิกโนเซลลูโลสของ miscanthus วัสดุลิกโนเซลลูโลสได้มาจากการรักษา miscanthus ด้วยสารละลายกรดไนตริกเจือจางในโรงงานนำร่อง การไฮโดรไลซิสของเอนไซม์ดำเนินการในถังหมักขนาด 11 ลิตร การสังเคราะห์ทางชีวภาพของ BC ดำเนินการโดยใช้วัฒนธรรมทางชีวภาพของ Medusomyces gisevii Sa-12 เป็นที่ยอมรับว่าจำนวนแบคทีเรียกรดอะซิติกในระหว่างการเพาะปลูกน้อยกว่ายีสต์ 1.2 เท่า การใช้สารตั้งต้นหลักเกิดขึ้นใน 6 วันของการเพาะปลูกค่าคงที่ของการใช้สารตั้งต้นคือ 0.234 วัน -1 แสดงให้เห็นว่าเอนไซม์ไฮโดรไลเสตของวัสดุ miscanthus ลิกโนเซลลูโลสไม่ได้เป็นสารอาหารที่เป็นพิษเป็นภัยสำหรับการสังเคราะห์ทางชีวภาพ BC ผลผลิต BC เท่ากับ 5.6% ซึ่งน้อยกว่าผลผลิตของสารอาหารสังเคราะห์ 1.6 เท่า เป็นที่ยอมรับแล้วว่าเซลลูโลสของแบคทีเรียที่ได้รับจากตัวกลางนี้มีความบริสุทธิ์ทางเคมี
เซลลูโลสของแบคทีเรีย
Medusomyces gisevii
อินฟราเรดสเปกโทรสโกปี
ไฮโดรไลเสตของเอนไซม์
miscanthus
1. แบคทีเรียเซลลูโลสสังเคราะห์ด้วย Gluconacetobacter hansenii เพื่อใช้ในการแพทย์ / T.I. Gromovs และ [อื่น ๆ ] // ชีวเคมีและจุลชีววิทยาประยุกต์. - 2560. - ต. 53 ครั้งที่ 1. - ป. 69–75.
2. แนวโน้มการใช้แบคทีเรียเซลลูโลสในผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์ / T.I. Thunder and [others] // Meat Industry. - 2556. - ครั้งที่ 4. - ป. 32–35.
3. Octave S. Biorefinery: สู่การเผาผลาญในอุตสาหกรรม / S. Octave, D. Thomas // Biochimie - 2552. - ฉบับที่ 91. - ป. 659–664.
4. Gismatulina Y.A. , Budaeva V.V. , Sakovich G.V. , Veprev S.G. , Shumny V.K. เซลลูโลสจากส่วนต่างๆของ soranovskii miscanthus // Russian Journal of Genetics: Applied Research. - 2558. - ฉบับ. 5 น. 1. - ป. 60–68.
5. Gismatulina Yu.A. การเปรียบเทียบคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของเซลลูโลสที่ได้จากวิธีการรวมกันจากใบและลำต้นของ miscanthus / Yu.A. Gismatulina / Bulletin of Altai Science. - 2557. - ครั้งที่ 1 (19). - อส. 302–307
6. Makarova E.I. การแปลงทางชีวภาพของวัตถุดิบที่มีเซลลูโลสที่ไม่ใช่อาหาร: พืชพลังงานและวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร: ... แคน. ทางเทคนิค วิทยาศาสตร์. - Shchelkovo, 2015--161 หน้า
7. Gladysheva E.K. คุณสมบัติของลักษณะโครงสร้างของเซลลูโลสของแบคทีเรียที่สังเคราะห์ด้วยเอนไซม์ไฮโดรไลเซตของวัสดุลิกโนเซลลูโลสของเปลือกผลไม้ข้าวโอ๊ต / E.K. Gladysheva, E.A. Skiba, L.A. Aleshina // แถลงการณ์ของ Polzunovsky - 2559. - ครั้งที่ 4–1. - อส. 152-156.
8. Skiba E.A. , Budaeva V.V. , Baibakova O.V. , Udoratina E.V. , Shakhmatov E.G. , Shcherbakova T.P. , Kuchin A.V. , Sakovich G.V. เอนไซม์ไฮโดรไลซิสของวัสดุลิกโนเซลลูโลสในสื่อน้ำและการสังเคราะห์ทางจุลชีววิทยาของไบโอเอทานอลในเวลาต่อมา // การเร่งปฏิกิริยาในอุตสาหกรรม - 2559. - ฉบับ. 8, ครั้งที่ 2. - ป. 168–175.
9. Skiba E.A. วิธีการตรวจสอบคุณภาพที่ดีทางชีวภาพของไฮโดรไลเสตจากวัตถุดิบที่มีเซลลูโลสโดยใช้สายพันธุ์ Saccharomyces cerevisiae VKPM Y-1693 / E.A. สกิบา // อิซเวสติยาวูซอฟ เคมีประยุกต์และเทคโนโลยีชีวภาพ. - 2559. - ครั้งที่ 1 (16). - ส. 34–44
10. Gladysheva E.K. การสังเคราะห์ทางชีวภาพของเซลลูโลสของแบคทีเรียโดยการเพาะเลี้ยง Medusomyces gisevii / E.K. Gladysheva, E.A. Skiba // แถลงการณ์ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีวิศวกรรมแห่งรัฐ Voronezh - 2558. - ครั้งที่ 3. - ป. 149-156.
11. Gladysheva E.K. การตรวจสอบผลของอุณหภูมิต่อการสังเคราะห์เซลลูโลสของแบคทีเรียโดยผู้ผลิต Medusomyces gisevii / E.K. Gladysheva // เทคโนโลยีชั้นสูงที่ทันสมัย - 2559. - ครั้งที่ 8–1. - ส. 36-40.
12. ยูร์เควิชดีไอ Medusomycete (Kombucha): ประวัติศาสตร์ทางวิทยาศาสตร์องค์ประกอบลักษณะของสรีรวิทยาและการเผาผลาญ / D.I. Yurkevich, V.P. Kutyshenko // ชีวฟิสิกส์. - 2545. - ครั้งที่ 6. - ป. 1116–1129.
13. Yang, X.-Y. , Huang C. , Guo H.-J. , Xiong L. , Li Y.-Y. , Zhang H.-R. , Chen X.-D. การแปลงทางชีวภาพของหญ้าช้าง (Pennisetum purpureum) กรดไฮโดรไลเสตเป็นเซลลูโลสของแบคทีเรียโดย Gluconacetobacter xylinus // Journal of Applied Microbiology. - 2556. - ฉบับที่ 115. - หน้า 995-1002.
14. ยาโรเวนโกวี. แอล. เทคโนโลยีแอลกอฮอล์ / V.L. ยาโรเวนโกเวอร์จิเนีย Marinchenko, V.A. สเมียร์นอฟ. - M .: Kolos, 1999 .-- 464 น.
15. คู่มือใหม่ของนักเคมีและนักเทคโนโลยี วัตถุดิบและผลิตภัณฑ์ของอุตสาหกรรมสารอินทรีย์และอนินทรีย์ ช. ΙΙ. - SPb .: NPO Professional, 2549 - 1142 น.
การปรับขนาดของกระบวนการและการนำไปใช้ในการผลิตทางเทคโนโลยีชีวภาพขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆเช่นการมีวัตถุดิบราคาถูกจำนวนมากที่สามารถผลิตซ้ำได้ ความสะดวกในการเปลี่ยนวัตถุดิบให้เป็นสารอาหาร ความเป็นไปได้ของการออกแบบฮาร์ดแวร์ของการผลิตด้วยอุปกรณ์มาตรฐานหรืออุปกรณ์ใหม่ที่มีประสิทธิภาพ ผลผลิตเป้าหมายสูงและมั่นใจในคุณภาพมาตรฐาน ในแง่ของโอกาสในการใช้ BC ในด้านต่าง ๆ จำเป็นต้องสร้างการผลิตทางอุตสาหกรรมในขณะที่ภารกิจสำคัญคือการค้นหาแหล่งคาร์บอนที่เหมาะสมซึ่งมีต้นทุนต่ำและไม่แข่งขันกับผลิตภัณฑ์อาหาร ทิศทางที่แท้จริงของการได้รับ BC คือการใช้วัตถุดิบที่มีเซลลูโลสเพื่อให้ได้สารอาหารทางเลือกจากมัน
การใช้ทรัพยากรฟอสซิลจำนวนมหาศาลในช่วงศตวรรษที่ผ่านมาและปัญหามลพิษที่เกี่ยวข้องทำให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจจำนวนมาก สันนิษฐานว่าทรัพยากรเหล่านี้จะหมดลงในอนาคตอันใกล้นี้ เหตุผลเหล่านี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่ก้าวหน้าไปสู่เศรษฐกิจโดยใช้วัสดุหมุนเวียน (ชีวมวล) เป็นวัตถุดิบในการผลิตสารเคมีวัสดุเชื้อเพลิงและพลังงานภายใต้แนวคิดที่เรียกว่าการแปลงทางชีวภาพ เซลลูโลสเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่มีอยู่มากที่สุดชนิดหนึ่งและถือได้ว่าเป็นแหล่งที่ไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อยและหลากหลาย มีแนวโน้มที่จะใช้พลังงานที่เรียกว่าเช่น พืชที่เติบโตเร็ว: miscanthus, ข้าวฟ่าง, ข้าวฟ่าง ฯลฯ ... Miscanthus เป็นไม้ล้มลุกยืนต้นในตระกูลบลูแกรส เป็นไม้ยืนต้นสูงไม่เกิน 200 ซม. ลำต้นตั้งตรงใบแหลมโคนใบแหลมโคนรูปลิ่มช่อดอกรูปกระจับ พืชนี้เป็นธัญพืชยืนต้นและเริ่มตั้งแต่ปีที่ 3 ของการเพาะปลูกสามารถผลิตชีวมวลแห้งได้ปีละ 10-15 ตันต่อเฮกตาร์ในหนึ่งไร่เป็นเวลา 15-20 ปีซึ่งสอดคล้องกับเซลลูโลสบริสุทธิ์ 4-6 ตัน / เฮกแตร์
IPCET SB RAS ได้พัฒนาเทคโนโลยีในการผลิตเอนไซม์ไฮโดรไลเสตจาก miscanthus Miscanthus อยู่ภายใต้การบำบัดทางเคมีด้วยสารละลายเจือจางของกรดและ / หรือด่างจากนั้นจึงทำการไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์ การตรวจสอบกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ BC กับไฮโดรไลเซตของเอนไซม์ของวัสดุลิกโนเซลลูโลสของเปลือกข้าวโอ๊ตพบว่าสำหรับการสังเคราะห์ทางจุลชีววิทยาที่ประสบความสำเร็จไฮโดรไลเสตของเอนไซม์จะต้องมีคุณภาพที่ดีทางชีวภาพ
ในงานนี้ได้เลือกใช้วัสดุลิกโนเซลลูโลส (LCM) ของ miscanthus เป็นสารตั้งต้นสำหรับการย่อยสลายด้วยเอนไซม์ LMC ของ miscanthus ได้มาจากการแปรรูปวัตถุดิบในขั้นตอนเดียวด้วยสารละลายกรดไนตริกเจือจางที่ความดันบรรยากาศในอุปกรณ์มาตรฐาน แสดงให้เห็นว่าไฮโดรไลเสตของเอนไซม์ที่ได้จาก LMC ของ miscanthus นั้นไม่เป็นพิษเป็นภัยทางชีวภาพสำหรับการสังเคราะห์เอทานอลทางชีวภาพและไม่จำเป็นต้องมีการแปรรูปเพิ่มเติมเพื่อให้ปราศจากสิ่งสกปรกที่เป็นอันตราย
งานนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษากระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ BC กับเอนไซม์ไฮโดรไลเสตของ LCM miscanthus และศึกษาโครงสร้างของตัวอย่างที่ได้โดยอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี ควรสังเกตว่าปัญหานี้มีความคลุมเครือเนื่องจากผู้ผลิต BC มีความต้องการองค์ประกอบของสารอาหารมากกว่าดังนั้นข้อมูลเกี่ยวกับคุณภาพของอาหารเลี้ยงเชื้อยีสต์จึงไม่สามารถอนุมานได้กับจุลินทรีย์ที่สังเคราะห์เซลลูโลส
วัสดุและวิธีการวิจัย
LMC ของ miscanthus ได้มาจากการบำบัดด้วยสารละลายเจือจางของกรดไนตริกในการผลิตนำร่องของ IPCET SB RAS และมีองค์ประกอบต่อไปนี้ (% ในแง่ของของแห้ง): เศษมวลของลิกนินที่ไม่ละลายในกรด - 10.6, เศษมวลของเถ้า - 4.8, เศษส่วนมวลของเซลลูโลสตาม Kurschner - 86.7, เศษส่วนมวลของเพนโตซาน - 7.9
เอนไซม์ไฮโดรไลซิสของ miscanthus LCM ในถังหมักขนาด 11 ลิตรในน้ำที่ 47 ± 2 ° C เป็นเวลา 72 ชั่วโมงโดยใช้การเตรียมเอนไซม์ Cellolux-A (0.04 g / g ของสารตั้งต้น) และ Bruzheim BGX (0.1 ml / g ของสารตั้งต้น ) ความเป็นกรดที่ใช้งานได้ถูกรักษาไว้ที่ระดับ 4.7 ± 0.2 ด้วยความช่วยเหลือของแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์และกรดออร์โธฟอสฟอริกความเข้มข้นเริ่มต้นของสารตั้งต้นคือ 60 กรัม / ลิตรวิธีการนี้มีการอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมในงาน
ไฮโดรไลเสตของเอนไซม์ที่ได้ถูกกรองออกจากสารตั้งต้นที่ตกค้างภายใต้สุญญากาศ ไฮโดรไลเสตเป็นของเหลวสีแดงใสมีกลิ่นเปรี้ยวความเป็นกรด 4.7 หน่วย pH. ปริมาณสารรีดิวซ์ทั้งหมด (RS) เท่ากับ 49.0 กรัม / ลิตรซึ่งไซโลสเท่ากับ 2.8 กรัม / ลิตร เติมน้ำชาแช่เย็นลงในไฮโดรไลเสตเอนไซม์ LMC ที่กรองแล้วจาก miscanthus (นำน้ำกลั่น 1 ลิตรไปต้มเติมชาดำแห้งสกัดเป็นเวลา 15 นาทีเย็นและกรอง) ในขณะเดียวกันสารอาหารได้รับมาตรฐานในแง่ของปริมาณ RS ตั้งแต่ 20 ถึง 25 กรัม / ลิตรและปริมาณสารสกัดชาจาก 1.6 กรัม / ลิตรถึง 4.8 กรัม / ลิตร
วัฒนธรรมทางชีวภาพ Medusomyces gisevii Sa-12 ถูกใช้เป็นตัวผลิตสำหรับการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ BC ในเบื้องต้นวัฒนธรรมได้รับการปรับให้เข้ากับอาหารที่ศึกษาได้ นำหัวเชื้อเข้าสู่อาหารเลี้ยงเชื้อในปริมาณ 10% ของปริมาตรของสารอาหารการเพาะปลูกดำเนินการภายใต้สภาวะคงที่ที่ 27 ° C เป็นเวลา 24 วัน เงื่อนไขการเพาะปลูกได้รับการคัดเลือกจากงานก่อนหน้านี้
ตัวบ่งชี้ทางจุลชีววิทยา (จำนวนยีสต์และแบคทีเรียกรดอะซิติก) ได้รับการตรวจสอบโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ B-150 OPTIKA การเติบโตของฟิล์ม BC ได้รับการประเมินโดยวิธีกราวิเมตริก (เครื่องชั่งเชิงวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ Explorer EX-224) ระดับความเป็นกรดที่ใช้งานได้ถูกตรวจสอบโดยใช้ไอโอโนเมอร์ (I-160 MI ionometer) ความเข้มข้นของสารกัมมันตรังสีถูกควบคุมโดยวิธีสเปกโตรโฟโตเมตริก (เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ "UNICO-2804", สหรัฐอเมริกา) โดยใช้ตัวทำปฏิกิริยาไดไนโตรซาลิไซลิกความเข้มข้นของไซโลสถูกกำหนดตามวิธีมาตรฐานซึ่งขึ้นอยู่กับการก่อตัวของเฟอร์ฟูรัลจากเพนโตซาน
โครงสร้างของเซลลูโลสของแบคทีเรียได้รับการตรวจสอบด้วยเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์อินฟราเรด "Infralum FT-801" ในแท็บเล็ต KBr
ผลการวิจัยและการอภิปราย
การเปลี่ยนแปลงจำนวนของยีสต์และเซลล์กรดอะซิติกในระหว่างการเพาะปลูก Medusomyces gisevii Sa-12 ต่อเอนไซม์ไฮโดรไลเสตของ Miscanthus LCM แสดงในรูปที่ 1 การเปลี่ยนแปลงระดับความเป็นกรดที่ใช้งานอยู่ระหว่างการเพาะปลูก Medusomyces gisevii Sa-12 แสดงในรูปที่ 2.
ความเข้มข้นของเซลล์ยีสต์ในอาหารเลี้ยงเชื้อระหว่างการเพาะปลูกพบว่ามีลำดับความสำคัญสูงกว่าแบคทีเรียกรดอะซิติก สำหรับยีสต์ไม่พบระยะหน่วงการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของเซลล์เกิดขึ้นจาก 0 ถึง 12 วันหลังจาก 12 วันจะเกิดระยะการตาย สำหรับแบคทีเรียที่มีกรดอะซิติกพบว่ามีระยะความล่าช้ามากถึง 8 วันจำนวนของมันจะเพิ่มขึ้นจาก 8 ถึง 10 วันจำนวนเซลล์ยังคงที่หลังจาก 10 วันก็จะเกิดระยะการตาย
รูป: 3. การพึ่งพาความเข้มข้นของสารกัมมันตรังสีและผลผลิตของ BC กับระยะเวลาการเพาะปลูก
ในระหว่างการเพาะเลี้ยงทางชีวภาพของ Medusomyces gisevii ในสารอาหารอันเป็นผลมาจากการกระทำของกลไกการป้องกันผลิตภัณฑ์ระดับกลางของไกลโคไลซิสจะสะสม: อะซิติกกรดกลูโคนิกเอทานอลและกลีเซอรอลโดยทางอ้อมการสะสมของพวกมันสามารถตัดสินได้จากการเปลี่ยนแปลงของ pH ความเป็นกรดด่างเริ่มต้นของสารอาหารคือ 4.0 เมื่อถึงวันที่หกของการเพาะปลูกค่า pH ลดลงเหลือ 3.8 นอกจากนี้ในกระบวนการเพาะปลูกค่าของความเป็นกรดที่ใช้งานอยู่ของตัวกลางเพิ่มขึ้นเป็น 5.9 การเพิ่มขึ้นของความเป็นกรดที่ใช้งานไม่ได้เป็นเรื่องปกติสำหรับผู้ผลิตรายนี้อย่างไรก็ตามมีการอธิบายการพึ่งพาที่คล้ายคลึงกันเมื่อผู้ผลิต Gluconacetobacter xylinus CH001 ได้รับการเพาะปลูกโดยใช้กรดไฮโดรไลเสตของ miscanthus
ในรูป 3 แสดงการพึ่งพาความเข้มข้นของ RS และผลผลิต BC กับระยะเวลาการเพาะปลูก
อัตราคงที่ของการใช้วัสดุพิมพ์คำนวณโดยสูตร:
ที่ไหน Ku.with. - ค่าคงที่ของการใช้วัสดุพิมพ์วันที่ 1 S1, S2 - ความเข้มข้นของสารกัมมันตภาพรังสีในช่วงเวลาเริ่มต้นและช่วงเวลาสุดท้าย t1, t2 - ช่วงเวลาเริ่มต้นและช่วงสุดท้ายของเวลาวัน
รูป: 4. สเปกตรัม IR ของตัวอย่าง BC
การใช้สารตั้งต้นเกิดขึ้นใน 2 ช่วงเวลา: ตั้งแต่ 0 ถึง 6 วันของการเพาะปลูกอัตราคงที่สำหรับการใช้วัสดุพิมพ์คือ 0.234 วัน -1 จาก 6 ถึง 24 ค่าลดลง 12 เท่าและเท่ากับ 0.020 วัน -1 การใช้สารกัมมันตรังสีอย่างรวดเร็วตั้งแต่ 0 ถึง 6 วันมีความสัมพันธ์กับการบริโภคสารตั้งต้นโดยจุลินทรีย์และการสืบพันธุ์ที่ใช้งานอยู่ จาก 6 ถึง 24 วัน RV จะถูกใช้อย่างช้าๆในการรักษากิจกรรมที่สำคัญของจุลินทรีย์
ไฮโดรไลเสตของ miscanthus LCM ส่วนใหญ่ประกอบด้วยกลูโคสความเข้มข้นของไซโลสในเวลาที่เป็นศูนย์เท่ากับ 1.2 กรัม / ลิตร ในวันที่ 7 ของการเพาะปลูกความเข้มข้นรวมของ RS เท่ากับ 4.9 กรัม / ลิตรในขณะที่ปริมาณไซโลสในไฮโดรไลเสตยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในทางปฏิบัติและมีจำนวน 0.8 กรัม / ลิตร หลังจากการเพาะปลูก 24 วันความเข้มข้นของ RV ในสารอาหารเท่ากับ 3.4 กรัม / ลิตรและไซโลส - 0.3 กรัม / ลิตร
อัตราการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ (เซลลูโลสของแบคทีเรีย) คำนวณโดยสูตร
โดยที่ Ks.p. - ค่าคงที่ของการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์วันที่ 1 C1, C2 - มวลของผลิตภัณฑ์ในช่วงเวลาเริ่มต้นและช่วงเวลาสุดท้าย t1, t2 - ช่วงเวลาเริ่มต้นและช่วงสุดท้ายของเวลาวัน
ในวันแรกของการเพาะปลูกไม่พบฟิล์ม BC gel ที่เด่นชัดบนพื้นผิวของสารอาหาร ในวันที่สองของการเพาะปลูกจะเกิดฟิล์ม BC gel บาง ๆ การเพิ่มขึ้นของมวลชีวภาพหลักเกิดขึ้นจาก 2 ถึง 6 วันของการเพาะปลูก - ผลผลิต BC เพิ่มขึ้นจาก 1.1% เป็น 4.7% อัตราคงที่สำหรับการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ในช่วงเวลานี้คือ 0.363 วัน -1 จาก 6 ถึง 10 วันผลผลิต BC เพิ่มขึ้นเป็น 5.6% อัตราคงที่ของการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ในช่วงเวลานี้ลดลงเหลือ 0.044 วัน -1 นอกจากนี้อัตราการสังเคราะห์ BC จะลดลงและพุ่งไปที่ศูนย์
จาก 10 ถึง 24 วันผลผลิต BC ลดลงเหลือ 1% ซึ่งบ่งบอกถึงกระบวนการทำลายล้างที่กำลังดำเนินอยู่ช่วงเวลานี้เกิดขึ้นพร้อมกับระยะของการตายของแบคทีเรียยีสต์และกรดอะซิติก ดังนั้นในทางปฏิบัติจุดเริ่มต้นของขั้นตอนของการตายของจุลินทรีย์สามารถใช้เป็นเกณฑ์สำหรับการสิ้นสุดของกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ BC
เอนไซม์ไฮโดรไลเสตของ miscanthus LCM ไม่ใช่สารอาหารที่ดีสำหรับการสังเคราะห์ทางชีวภาพ BC ผลผลิต BC สูงสุดคือ 5.6% ซึ่งน้อยกว่า BC ที่ให้สารอาหารสังเคราะห์ 1.6 เท่าเมื่อ Medusomyces gisevii Sa-12 ได้รับการปลูกฝังภายใต้สภาวะที่คล้ายคลึงกัน - 9, 0%. สันนิษฐานได้ว่าสิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยวิธีการปรับสภาพของวัตถุดิบและการมีสิ่งเจือปนในเอนไซม์ไฮโดรไลเสตของ miscanthus LCM ซึ่งสามารถยับยั้งการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ BC ดังนั้นคุณภาพที่ดีของเอนไซม์ไฮโดรไลเสตของ Miscanthus LCM สำหรับการสังเคราะห์เอทานอลไม่ได้เป็นการรับประกันคุณภาพที่ดีสำหรับการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ BC ซึ่งเป็นผลมาจากความต้องการคุณภาพของสารอาหารของผู้ผลิตทางชีวภาพ Medusomyces gisevii Sa-12 เมื่อเปรียบเทียบกับ Saccharomyces cerevisiae สามารถสันนิษฐานได้ว่าสำหรับการสังเคราะห์ทางชีวภาพ BC ที่ประสบความสำเร็จควรใช้พื้นผิวที่บริสุทธิ์กว่าตัวอย่างเช่นเซลลูโลสในเชิงพาณิชย์ของ miscanthus
ในรูป 4 แสดงสเปกตรัม IR ของตัวอย่าง BC ที่สังเคราะห์บนเอนไซม์ไฮโดรไลเสตของ LMC Miscanthus
ในสเปกตรัมอินฟราเรดของตัวอย่าง BC มีแถบความเข้มที่ 3381 ซม. -1 ซึ่งบ่งบอกถึงการสั่นสะเทือนแบบยืดของกลุ่ม OH แถบที่มีความเข้มน้อยกว่าที่ 2917 ซม. -1 เกิดจากการสั่นสะเทือนของกลุ่ม CH2, CH ในสเปกตรัม BC แถบในช่วง 2000-1500 cm-1 เป็นของการสั่นสะเทือนแบบดัดของกลุ่ม OH ของน้ำที่ถูกผูกไว้อย่างมาก แถบการดูดซับที่อ่อนแอในช่วง: 1430-1370 cm-1 เกิดจากการสั่นสะเทือนของกลุ่ม CH2 1360-1320 ซม. -1 - การสั่นสะเทือนของกลุ่ม OH ใน CH2OH แถบที่ 1281 และ 1235 ซม. -1 แสดงถึงการสั่นสะเทือนของกลุ่ม OH ในแอลกอฮอล์ แถบที่ 1204 ซม. -1 แสดงถึงการสั่นของกลุ่ม OH แถบการดูดซับในช่วง 1,000-1200 ซม. -1 ส่วนใหญ่เกิดจากการสั่นสะเทือนของ C-O-C และ C-O ในแอลกอฮอล์ ดังนั้นจึงได้รับการยืนยันโดยวิธี IR ว่า BC ที่ได้จากเอนไซม์ไฮโดรไลเสตของ LCM เป็นสารประกอบบริสุทธิ์ที่มีเฉพาะเซลลูโลสเท่านั้น
ศึกษากระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ BC โดยการเพาะเลี้ยงทางชีวภาพ Medusomyces gisevii Sa-12 ต่อเอนไซม์ไฮโดรไลเสตของ Miscanthus LCM การใช้สารตั้งต้นหลักเกิดขึ้นใน 6 วันของการเพาะปลูกค่าคงที่ของการใช้สารตั้งต้นคือ 0.236 วัน -1 พบว่าจำนวนแบคทีเรียกรดอะซิติกในระหว่างการเพาะปลูกมีลำดับความสำคัญน้อยกว่ายีสต์และหลังจาก 10 วันคือ 1.1 CFU / ml แสดงให้เห็นว่าในทางปฏิบัติจุดเริ่มต้นของระยะการตายของจุลินทรีย์ทางชีวภาพสามารถใช้เป็นเกณฑ์สำหรับการสิ้นสุดของกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพเนื่องจากระยะนี้เกิดขึ้นพร้อมกับกระบวนการทำลาย BC แสดงให้เห็นว่าเอนไซม์ไฮโดรไลเสตของ miscanthus LCM ไม่ใช่สารอาหารที่อ่อนโยนสำหรับการสังเคราะห์ทางชีวภาพ BC: ผลผลิต BC ในวันที่ 10 ของการเพาะปลูกเท่ากับ 5.6% ซึ่งน้อยกว่า 1.6 เท่าของผลผลิต BC ในสารอาหารสังเคราะห์และในวันที่ 24 ผลผลิตจะลดลง มากถึง 1.0% นั่นคือ BC ผ่านการทำลายล้าง อินฟราเรดสเปกโทรสโกปีพบว่า BC เป็นสารประกอบบริสุทธิ์ที่มีเฉพาะเซลลูโลส
การศึกษาได้รับการสนับสนุนโดยทุนจาก Russian Science Foundation (โครงการหมายเลข 17-19-01054)
การอ้างอิงทางบรรณานุกรม
Gladysheva E.K. BIOSYNTHESIS ของ BACTERIAL CELLULOSE ON ENZYMATIVE HYDROLYZATE OF LIGNOCELLULOSE MATERIAL MISCANTHUS // การวิจัยพื้นฐาน. - 2560. - เลขที่ 9-2. - อส 290-294;URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id\u003d41742 (วันที่เข้าถึง: 13.12.2019) เรานำเสนอวารสารที่ตีพิมพ์โดย "Academy of Natural Sciences"