Неполное окисление органических веществ

В аэробных условиях окисление органических веществ может идти не до С0₂ и Н₂0, а до образования промежуточных недоокисленных продуктов и Н₂0. Донорами водорода, как и при.аэробном дыхании, служат органические вещества, а акцептором—молекулярный кислород. При этом энергии освобождается значительно меньше. Такой способ получения энергии назы­вается неполным окислением, например окисление этилового спирта до уксусной кислоты уксуснокислыми бактериями:

С₂Н₅ОН + 0₂ ------ СН₃СООН + Н₂0 + 487 кДж

Этиловый Уксусная

спирт кислота

В молекуле спирта заключено гораздо больше энергии,(1369 кДж), но так как окисление в данном случае было неполным, то и энергии выделилось меньше (487 кДж), а остальная свободная энергия, заключенная в молекуле спирта, оста­лась в продукте неполного окисления — уксусной кислоте. Свойственно неполное окисление углеводов многим мицелиальным грибам, грибы окисляют их с образованием лимонной, глю-коновой, щавелевой и других органических кислот.

Брожение. Процесс брожения — это неполное окисление органических веществ в анаэробных условиях. Донорами водорода при брожении являются органические вещества, акцепторами водорода при брожении также являются органические вещества. Это промежуточные продукты брожения, которые при этом восстанавливаются. При брожении энергии выделяется значительно меньше, чем при окислении 1 грамм-молекулы глюкозы в аэробных условиях, например при спиртовом броже­нии, вызываемом дрожжами, — всего 118 кДж:

С₆Н₁₂0₆ -------------- 2С₂Н₅ОН -+- 2С0₂ + 118 кДж

Глюкоза Этиловый

спирт

Другие виды брожения (молочнокислое, маслянокислое и т. д.) протекают также с неполным выделением энергии глюкозы, так как часть свободной энергии переходит в образующиеся восстановленные продукты брожения, которые накапливаются ж среде.

Анаэробное дыхание. Небольшое число бактерий (денитрифицирующие, десульфатирующие) в анаэробных условиях окисляют органические вещества — доноры водорода не с помощью молекулярного кислорода, а с использованием связанного кислорода, находящегося в молекуле нитратов и сульфатов. Эти неорганические вещества богаты кислородом, являются акцепторами водорода.

Анаэробное дыхание бывает двух типов: нитратное и сульфатное. Окисление органических соединений кислородом нитра­тов называется нитратным дыханием:

5С₆Н₁₂О₆ + 24КNO₃ ---------- 24КНС0₃ + 18Н₂0 + 12N₂ + 6СО₂ +1760 кДж

Глюкоза Нитрат калия

Окисление органических веществ кислородом сульфатов называется сульфатным дыханием:

С₆Н₁₂О₆ + ЗК₂S0₄ ЗК₂С0₃ + ЗС0₂ + ЗН₂0 + ЗН₂S + 1760 кДж

Глюкоза Сульфат калия

Процессы анаэробного дыхания сопровождаются значительным выделением энергии.