Источники углеродного питания:

Углерод составляет 50% сухой массы клетки. По источнику углеродного питания микроорганизмы разделяются на две группы:

Автотрофные: способны в качестве единственного источника углерода для синтеза органических веществ тела использовать углекислоту и ее соли.

Одни виды автотрофных микроорганизмов ассимилируют СО2, используя солнечную энергию - фотосинтезирующие микроорганизмы.

Другие микроорганизмы используют энергию химических реакций окисления некоторых минеральных веществ - хемосинтезирующие.

К фотосинтезирующиммикроорганизмам относятся водоросли, пигментные бактерии.

Бактериальный фотосинтез не сопровождается выделением О2, как у зеленых растений, а роль Н2О выполняет Н2S, при этом в клетках накапливается сера. Все фотосинтезирующие бактерии содержат пигменты - каротиноиды.

К хемосинтезирующим микроорганизмам относятся бактерии, окисляющие Н2 с образованием воды (водородные бактерии), аммиак в азотную кислоту (нитрифицирующие бактерии): сероводород до серной кислоты. Процесс хемосинтеза был открыт С.Н.виноградским.

Гетеротрофные микроорганизмы в качестве источника углерода используют органические соединения. К ним относятся бактерии, грибы, дрожжи.

Большинство гетеротрофных микроорганизмов живет за счет использования органических веществ различных субстратов животного и растительного происхождений - сапрофиты.

Некоторые гетеротрофы являются паразитами. Они способны развиваться в теле других организмов питаясь органическими веществами, входящих в состав этих оргаизмов.

Углеводы — наиболее часто используемые в процессах ферментации вещества. К ним относятся приведенные ниже соединения.
Глюкоза влажность — до 9%, зола — до 0,07%, в том числе железо — не более 0,004%.

 

Сахароза влажность — до 0,15%, зола — до 0,03%.

 

Лактоза С12Н22011 (получается из молочной сыворотки); лактоза — 92%, влажность — до 3%, зола — до 2%, белок — около 3%, молочная кислота — до 1%.
Крахмал В зависимости от сорта зола 0,35—1,2%.
Гидрол — отход крахмало-паточного производства. Представляет собой густой темный сироп с запахом. Содержит до 50% углеводов, в основном глюкозу, а также органические кислоты. Часть сахаров не сбраживается. Зольность — до 6%.
Меласса — отход производства сахара (уларенная маточная жидкость после отделения кристаллов сахара). Имеет темно-коричневый цвет, плотность 1,35—1,4 г/мл. Содержит 40—55% сахарозьт, 0,5—2% инвертного сахара. Имеется 1,1—1,5% азота, причем третья часть его — в форме бетаина, который микроорганизмам не используется. Содержит также аминокислоты и витамины группы В (биотин — до 80 мг/т). В золе много калия, магния, кальция, железа, но мало фосфора. Меласса — продукт сезонный. При хранении могут быть потери сахаров в результате деятельности микроорганизмов.
Кукурузная мука содержит 67—70% крахмала, 10% других углеводов, около 12% белков. Влажность — до 15%, зола — до 0,9%. В золе есть много фосфора, калия, магния.
Пшеничные отруби — отход мукомольного производства, используются в твердофазной ферментации. Содержат 16—20% крахмала, 10—12% белков, 10% клетчатки, 3—4% жиров.
Молочная сыворотка (творожная, подсырная). Содержит до 4— 4,7% лактозы, 0,5—1,0% белков, 0,2—0,3% жиров, органические кислоты.
Недостаток — нестабильность при хранении, которого в значительной степени лишены сухая и сгущенная сыворотки.
Свекловичный жом — отход сахарного производства, содержит пектины и целлюлозу — до 22% и до 65% «безэкстрактивных веществ», белки — до 9%.
Гидролизаты древесины. Сама древесина является не очень «вкусным» сырьем для микроорганизмов, но после предварительной обработки — высокотемпературного кислотного гидролиза — превращается в гидролизаты. Целлюлоза и пентозаны гидролизуются до глюкозы и других сахаров. Содержание сахаров зависит от породы древесины и технологии гидролиза и составляет 4—8%. Кроме древесины можно использовать для тех же целей различные целлюлозосодержащие сельскохозяйственные отходы (солому, кукурузные кочерыжки, стебли хлопчатника и т.п.).
Сульфитные щелока — отход целлюлозно-бумажного производства, продукт гидролиза лигнина и гемицеллюлозьт, содержит сбраживаемые сахара (до 3,5%).
Гидролизаты торфа — получают после кислотного гидролиза торфа, который содержит полисахариды до 50% от их содержания в древесине. Упаренный гидролизат имеет 25—30% редуцирующих веществ, а также азот и фосфор в доступной для микроорганизмов форме.
Сок растений (коричневый сок) — до 2% сахаров.
Отходы спиртового производства (картофельная или зерновая барда — содержат от 2,0 до 2,9% редуцирующих веществ).
Картофельный сок — содержит до 1% углеводов (крахмала).