тратом для культивування бактерій є глюкоза. Здатність засвоювати різні вуглеводи є діагностичною ознакою. Існують спеціальні середовища з індикаторами для визначення споживання того чи іншого вуглеводу видом бактерій [10, 12].
Вуглеводи виступають не тільки джерелом вуглецю для клітини, а й джерелами енергії. Бактерії окислюють вуглеводи до органічних кислот, або СО 2 для отримання енергії; також використовують вуглеводи як будівельний матеріал. Наприклад, Escherichia coli використовує глюкозу і для отримання енергії, і для побудови клітинних фрагментів (рис.1) [13].
Малюнок 1.2.3.1 - Схема використання глюкози кліткою E.coli [5]
Транспорт глюкози в клітину відбувається за допомогою фосфоенолпіруватглюкоза-фосфотрансферазной системи. Далі глюкоза - 6-фосфат розщеплюється по шляху Ембдена-Мейергофа-Парнасу до пірувату. Цей шлях вперше був відкритий в м'язових тканинах, ще його називають гликолизом. Гліколіз є універсальним шляхом катаболізму глюкози [5, 14].
У аеробних бактерій гліколіз становить першу стадію повного аеробного розщеплення глюкози до СО 2 і води. Утворився при гліколізі піруват потім втрачає СО 2, а залишився двухуглеродний фрагмент включається в ацетил-КоА, і далі повністю окислюється до СО 2 і Н 2 О в циклі лимонної кислоти. За таким механізмом засвоюють глюкозу строго аеробні бактерії, можуть і факультативно анаеробні [5, 15].
Анаеробні бактерії, які після етапу гліколізу відновлюють піруват до лактату - молочнокислі бактерії. Молочна кислота, що утворюється в результаті їх діяльності, викликає скисання молока. Молочнокисле бродіння протикает по двох шляхах: гомоферментативних і гетероферментативних. За особливою схемою розщеплюють глюкозу біфідобактерії.
Бактерії роду Zymomonas здатні перетворювати глюкозу в етиловий спирт. Але перетворенні глюкози в піруват у них йде по шляху Ентнера-Дудорова. Sarcina ventriculi (строгий анаероб) і Erwinia amylovora (факультативна анаеробна ентеробактерій) зброджують глюкозу до етанолу і СО 2 по гликолитическому шляху, а також утворюють побічні продукти в малих кількостях: ацетат, молекулярний водень і лактат. [5, 14]
Деякі облігатні анаероби в якості основного продукту бродіння утворюють бутират; до них відносяться представники чотирьох пологів: Clostridium, Butyrivibrio, Eubacterium, Fusobacterium. Коли процес бродіння проходить на половину і рН середовища знизився до 4,5, утворюються нові продукти: ацетон і бутанол.
Також в ході пропіоновокислого і янтарнокіслого бродіння з глюкози утворюються пропіонат, ацетат і СО 2. Кращим субстратом для пропіоновокислих бактерій є лактат. [5, 16]
Фруктоза також служить гарним субстратом для багатьох бактерій. Як і у випадку глюкози, надходження фруктози в клітини забезпечується фосфоенолпіруват-фосфотрансферазной системою. Однак у цьому випадку в клітині утворюється фруктозо - 1-фосфат, а не фруктозо - 6-фосфат. Синтез ферменту 1-фосфофруктокінази специфічно індукується фруктозою. При бродінні фруктози утворюються лактат, ацетат, СО 2. Leuconostoc mesenteroides зброжує фруктозу з утворенням манітолу [5].
гетероферментативних лактобацили L.brevis і L.buchnery не можуть рости в анаеробних умовах в присутності глюкози, зате можуть у присутності фруктози [15].
Для використання лактози, клітинам E.coli потрібні додаткові ферменти, утворення яких індукується тільки при наявності в середовищі лактози. Причому індукція відбувається тоді, коли в живильному середовищі вичерпана глюкоза. Лактозопермеаза транспортує лактозу в клітку, а в-галактозіада гідролізує її до галактози і глюкози [5, 17].
Сахарозу можуть використовувати багато бактерії. Наприклад, молочнокислі бактерії ростуть на поживних середовищах з сахарозою, і синтезують з неї позаклітинні полісахариди: декстран і леван [15].
мальтозу можуть використовувати ті організми, які використовують і глюкозу. Але вони повинні мати фермент мальтазу для розщеплення мальтози поза клітини, або відповідні пермеази для фосфоролітіческого розщеплення в клітці [11, 18].
Пентози бактерії здатні утилізувати пентозофасфатном шляху. По цьому шляху можливе перетворення пентозофосфатов в гексозофосфат і навпаки. Пентозофосфатов є попередниками нуклеотидів і нуклеїнових кислот у клітині. Серед пентоз найбільш широко споживаним цукром є ксилоза [10, 11, 19].
рафінози здатні використовувати як субстрат бактерії кишечника людини (включаючи E.coli), в процесі розщеплення в досить великих кількостях утворюються гази: водень, діоксид вуглецю і метан [20].
Бактерії здатні споживати целюлозу. Для розщеплення таких великих молекул, бактер...
