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底物

底物

堆肥化过程中所用到的各种原料就叫做底物,通常这些底物都是生命必需的,并来源于生物活动(例如光合作用或生物质消耗)。这表明,实质上,所有可用底物基本都来源于植物、动物或者微生物。一般来说,植物原料占有最大的比重,而动物组织或者微生物组织只占混合物的小部分,但通常也是最有影响的部分。表:降解底物中主要的天然化合物 中列举了堆肥底物中的主要天然化合物。

木质素


参见:主条目木质素

木质素是植物的主要组成部分,也是降解最缓慢的底物。木材中木质素的含量为18%~30%。木质素的单体单元数量并不是很大,但是由于它的基础单体化合物之间的各种键的存在(对苯基丙烷衍生物,主要是松柏醇),它的降解非常复杂。通常,木质素的降解是共同代谢类型,因此其能量输出基本上可以忽略。

木质素的降解最初是通过真菌,真菌在活的植物体中是很常见的病菌。降解木质素的真菌也被成为白腐菌,例如绒革盖菌(云芝蘑)、毛韧革菌(假云芝蘑)。它们降解木质素并且留下浅色的纤维素部分。一些真菌,例如糙皮侧耳,可以同时降解纤维素木质素

纤维素


参见:纤维素

纤维素是植物组成中含量最多的额。几乎各种类型的有机垃圾中都可以发现纤维素,垃圾中出现如此多的纤维素是因为植物在垃圾中占据了很大的比例(例如木材工厂、农业废物和家庭垃圾等)。

此处省略专业说明(主要写了你也看不懂,因为我也看不懂)

在有氧条件下,许多真菌、细菌和其它黏液菌都会参与降解纤维素的反应。微生物群的催化作用(大结构成分的破坏)有很重要的意义。通常,真菌细菌对纤维素的降解更重要,特别是当纤维素镶嵌在木质素中时(例如树木和稻草)。纤维素富含碳元素,但是不含有氮元素或其它重要元素,因此,真菌的菌丝结构有着竞争优势。需要提到的真菌有毛壳菌属、镰刀霉、和曲霉。在细菌中,最主要的是黏液菌以及相关菌属(嗜热纤维菌属、多囊菌属、堆囊菌属)。同时,假单胞菌属和其相关菌属也可以降解纤维素。但是只有一部分放线菌属(以前称为放线菌类)可以降解纤维素。

在厌氧条件下,纤维素主要由嗜温性细菌和嗜热梭菌降解。

半纤维素


木聚糖:在纤维素中,木聚糖是最重要的一种,稻草、甘蔗渣(高达30%)和木头(2%~25%)中都含有木聚糖。木聚糖由(木糖和树胶醛醣)或者己糖(葡萄糖、甘聚糖和半乳糖)组成,聚合度大约在30~100,主要的降解酶是木聚糖酶,许多细菌和真菌可以产生(某些情况下可以人工合成)。

果胶:果胶是由多聚半乳糖荃酸组成的直链分子,可以被果胶酶降解,而果胶酶在真菌和细菌中非常常见。许多植物病原体都可以产生果胶酶。

淀粉:淀粉由直链淀粉(20%)和支链淀粉组成。直链淀粉是由D-葡萄糖基构成的多糖链;而支链淀粉在1,6位存在支化并且含有磷酸残基和钙、镁原子,两种淀粉降解酶都很重要。

  • 磷酸化酶作用
  • 水解酶作用

胞壁质

胞壁质包括直链的N-乙酰氨基葡萄糖和N-乙酰胞壁酸。胞壁酸包括乳酸基团和各种氨基酸。胞壁质是大部分细菌细胞壁的主要成分。

角质素


从整体上看,角质素不如纤维素重要。而化学组成上,纤维素和角质素十分相像。纤维素的单体单元是葡萄糖,而角质素的单体是N-乙酰氨基葡萄糖。对于降解者来说,两者的主要区别是角质素中含有高浓度的氮元素(大约7%的氮元素,角质素中的碳氮比约为5)。

许多真菌(例如曲酶)和细菌(例如黄杆菌、噬纤维菌、假单胞菌)都可以利用角质素作为碳源和氮源。角质素由外酶降解为N-乙酰氨基葡萄糖,可以被吸收转化为果糖-6-p,从而归为碳水化合物。

角质素是真菌细胞壁最重要的结构化合物,并且是组成昆虫和甲壳类动物的外骨骼的基础物质。在贝类加工厂中,角质素是主要的垃圾产物。

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底物.txt · 最后更改: 2021/09/13 22:56 由 admin

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