атдегідрогеназа. Від H 2 перенесення електронів каталізується пов'язаної з мембраною гидрогеназой, з якою вони акцептуються фактором F 420. З останнього електрони надходять на НАДФ +. Ймовірно, і відновлений фактор F 420 і НАДФ-H 2 служать донорами електронів для відновних перетворень C 1 -групп у метаногенов. Окислення форміату також пов'язане з відновленням фактора F 420 і подальшим утворенням НАДФ-H 2.
Довгий час вважали, що у метанобразующих бактерій немає електронних переносників, типових для еубактерій, що мають електронтранспортную ланцюга. Нещодавно у Methanosarcina barken знайдені ферредоксин Fe 3 S 3 -типу і цитохроми типу b і c. Останні виявлені також у інших видів, здатних використовувати як енергетичних субстратів сполуки, що містять метильние групи. У метаногенов, зростаючих тільки на середовищі, що містить суміш H 2 + CO 2 або форміат, цитохроми не знайдені. З хинонов виявлені g- і a-токоферохінони; менахінон немає. Термінальні етапи катализируются відповідними редуктази, з яких найбільш вивчена метілредуктазная система. Реакція, що каталізується метілредуктазой, є загальною при утворенні метану з різних субстратів (CO 2, CO, метанол, ацетат), і саме з нею пов'язане отримання кліткою енергії. Фермент локалізована в мембрані, і його функціонування призводить до трансмембранному переміщенню протонів. На 1 молекулу утвореного метану припадають 4 транслоцироваться H +.
Відкрита здатність метанобразующих бактерій використовувати в якості кінцевого акцептора електронів замість CO 2 молекулярну сірку. У присутності S 0 і звичайних енергетичних субстратів (H 2 або метанол) спостерігається утворення значної кількості H 2 S при одночасному зниженні в 2-10 разів синтезу CH 4. Таким чином, метанобразующие бактерії здатні здійснювати енергетичний метаболізм хемоліто- або хемоорганотрофного типу, поєднуючи його з конструктивним обміном авто- або гетеротрофного типу [5].
3.3 Розмноження
Розмножуються метаногени дуже повільно і виявляють підвищену чутливість до з?? Енен навколишнього середовища. Як і всі археї, метаногени розмножуються безстатевим шляхом lt; # justify gt; 4. Екологія мікроорганізмів
4.1 Вплив факторів навколишнього середовища
Вологе середовище Для того, щоб бактерії, необхідні для отримання біогазу lt; # justify gt; Виняток попадання світла
Світло теж є важливою частиною життєдіяльності метанових бактерій. Хоча світло і не є для бактерій смертельним, він уповільнює процес. Виключити вплив світла на процес на практиці можна за допомогою світлонепроникною кришки.
Рівномірна температура
Метанові бактерії проявляють свою життєдіяльність в межах температури 0-70 ° С. При мінусовій температурі вони виживають, але припиняють свою життєдіяльність. У літературі як нижню межу температури вказують 34 ° С.
Швидкість процесу бродіння дуже залежить від температури. Принципово важливим є: чим вища температура, тим швидше відбувається розкладання і тим вище виробництво газу. Таким чином скорочується час розкладання (рис.3).
Рис.3: Вплив температури бродіння і часу бродіння на кількість виробленого газу [3].
При зростанні температури знижується вміст метану в біогазі. Це пов'язано з тим, що при високих температурах розчинена в субстраті двоокис вуглецю інтенсивніше переходить в газоподібний фазу (в біогаз), таким чином, що відносний вміст метану скорочується. Кількість газу, яку можна добути буде однаковим при достатній кількості часу бродіння.
Існує три типових температурних режиму, в яких себе добре почувають відповідні штами бактерій:
· Психрофільні штами при температурі нижче 25 ° С,
· Мезофільні штами при температурі 25-45 ° С,
· Термофільні штами при температурі понад 45 ° С.
Більшість установок працюють в мезофільному режимі.
Через великого надлишку тепла від генератора для таких установок спостерігається тенденція високих температур ферментатора. На практиці в Німеччині більшість біогазових установок lt; # justify gt;
Рис.4: Вплив температури на активність бактерій [3].
Примітка: Показано середня кислотність при окисленні бактеріями глюкози в залежності від температури.
Цікавий той факт, що в природі існують екстремально термофільні форми, що розвиваються в зонах гарячих джерел. Це, наприклад, Methanothermus fervidus, зростаючий при температурах 65-95? С. З'явилися публікації про виявлення бактерій, здатних рости при температурі 250-300? С і тиску 265 атм. (при цьому тиску вода в рідкому стані може знах...
