Вопрос 39
Фитоциды — образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, микроскопических грибов, простейших. фитонцидами называют все секретируемые растениями фракции летучих веществ, в том числе те, которые практически невозможно собрать в заметных количествах. Эти фитонциды называют также «нативными антимикробными веществами растений». Химическая природа фитонцидов существенна для их функции, но в термине «фитонциды» в явном виде не указывается. Это может быть комплекс соединений, например, терпеноидов, или т. н. вторичных метаболитов. Характерными представителями фитонцидов являются эфирные масла, извлекаемые из растительного сырья промышленными методами.
Действие фитонцидов Нативные фитонциды играют важную роль в иммунитете растений и во взаимоотношениях организмов в биогеоценозах. Выделение ряда фитонцидов усиливается при повреждении растений. Летучие фитонциды (ЛАВ) способны оказывать своё действие на расстоянии, например фитонциды листьев дуба, эвкалипта, сосны и многих др. Сила и спектр антимикробного действия фитонцидов весьма разнообразны. Фитонциды чеснока, лука, хрена, красного перца убивают многие виды простейших, бактерий и низших грибов в первые минуты и даже секунды. Летучие фитонциды уничтожают простейших (инфузорий), многих насекомых за короткое время (часы или минуты).Фитонциды — один из факторов естественного иммунитета растений (растения стерилизуют себя продуктами своей жизнедеятельности).Так, фитонциды пихты убивают коклюшную палочку (возбудителя дизентерии и брюшного тифа); сосновые фитонциды губительны для палочки Коха (возбудителя туберкулёза) и для кишечной палочки; берёза и тополь поражают микроб золотистого стафилококка.Фитонциды же багульника и ясенца довольно ядовиты и для человека — с этими растениями следует быть осторожным. Защитная роль фитонцидов проявляется не только в уничтожении микроорганизмов, но и в подавлении их размножения, в отрицательном хемотаксисе подвижных форм микроорганизмов, в стимулировании жизнедеятельности микроорганизмов, являющихся антагонистами патогенных форм для данного растения, в отпугивании насекомых и т. п. Гектар соснового бора выделяет в атмосферу около 5 килограммов летучих фитонцидов в сутки, можжевелового леса — около 30 кг/сут, снижая количество микрофлоры в воздухе. Поэтому в хвойных лесах (особенно в молодом сосновом бору) воздух практически стерилен (содержит лишь около 200—300 бактериальных клеток на 1 м³), что представляет интерес для гигиенистов, специалистов по озеленению и др.. Применение В медицинской практике применяют препараты лука, чеснока, хрена, зверобоя пронзеннолистного (препарат иманин) и др. растений, содержащих фитонциды, для лечения гнойных ран, трофических язв, трихомонадного кольпита. Фитонциды ряда других растений стимулируют двигательную и секреторную активность желудочно-кишечного тракта, сердечную деятельность.
Вопрос 40
Реакция восстановления уксусного альдегида в этиловый спирт является завершающим этапом спиртового брожения. Спиртовое брожение — химическая реакция брожения, осуществляемая дрожжами, в результате которой одна молекула глюкозы преобразуется в 2 молекулы этанола и в 2 молекулы углекислого газа. Суть реакции
Реакция спиртового брожения подобна гликолизу. Расхождение начинается только после образования пирувата.Конечный этап гликолиза заменяется двумя ферментативными реакциями. Сначала пируват подвергается декарбоксилированию, продуктом которого является ацетальдегид. Данная реакция происходит при участии пируватдекарбоксилазы, ТПФ и ионов магния. CH3-CO-COOH=CH3-COH+CO2
После ацетальдегид восстанавливается водородом, который отщепляется от кофермента НАДН. При этом ацетальдегид восстанавливается до этанола. Собственно, цель спиртового брожения — это окисления NADH, чтобы он мог снова принять участие в гликолизе. Катализатором является алкогольдегидрогеназа. CH3-COH+ HADH+H=CH3-CH2OH+HAD
Таким образом, продуктами спиртового брожения являются этанол и CO2 , а не молочная кислота, как в молочнокислом брожении. В результате получается реакция:
C6H12O6=2C2H5OH+2CO2
Применение спиртового брожения сходно с применением дрожжей: пивоварение, квасоварение, приготовление дрожжевого теста, виноделие и производство других алкогольных напитков.
Химизм спиртового брожения. В результате спиртового брожения молекула гексозы распадается на две молекулы этилового спирта и две молекулы углекислоты по уравнению Ж. Гей-Люссака. При этом выделяется определенное количество энергии, необходимой для жизнедеятельности дрожжей. Энергия, образующаяся в результате окислительно-восстановительных реакций, аккумулируется в форме макроэргических фосфатных связей (~Р) аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). За счет непрерывно регенерирующейся в клетках АТФ энергия по мере надобности используется для жизнедеятельности микроорганизма.
Процесс превращения сахара в спирт является сложным биохимическим процессом, протекающим в несколько ступеней, непрерывно следующих друг за другом. Установить химизм спиртового брожения стало возможным только после открытия бесклеточного брожения, так как в этом случае процессы спиртового брожения можно изучать независимо от всех других жизненных процессов— роста, размножения и разных химических превращений, сопровождающих брожение живых дрожжей.
Исследование процессов брожения ферментного дрожжевого сока показало, что эти процессы катализируются группой последовательно действующих ферментов, в ходе брожения образуются различные промежуточные и побочные продукты. Как отмечалось ранее, большую роль в брожении играют соединения фосфорной кислоты. По принятой в настоящее время схеме химизма спиртового брожения этот процесс распадается на несколько ступеней.
Возбудителями спиртового брожения являются дрожжи, которые выращивают в анаэробных условиях, подбирая соответствующие расы, обладающие необходимыми свойствами для данного производства. В результате химической реакции образуется уксусный альдегид и СО2
С02 является одним из конечных продуктов спиртового брожения. Уксусный альдегид играет роль конечного акцептора водорода. Он при участии фермента алкогольдегидрогеназы восстанавливается в этиловый спирт, а НАД Н2 регенерируется (окисляется) в НАД.
закваска молочнокислый бактерия аэробный
2СН3СНО + 2НАД Н2 -» 2СН3СН2ОН + 2НАД
Реакция восстановления уксусного альдегида в этиловый спирт является завершающим этапом спиртового брожени.