Микробы

Процесс последовательного окисления аммиака до азотистой и азотной кислот называется нитрификацией, а вызывающие его бактерии — нит­рифицирующими. Сущность этого процесса была раскрыта и изучена С. Н. Виноградским.

Работами С. Н. Виноградского установлено, что процесс нитрификации происходит в две фазы, каждая из которых обусловлена деятельностью спе­цифических аэробных бактерий. Возбудители первой фазы — нитрозные бактерии — окисляют аммиак до солей азотистой кислоты (нитритов). Возбудители второй фазы — нитратные бактерии — окисляют соли азотистой кислоты в соли азотной кислоты (нитраты

Процесс нитрификации представляет собой яркий пример метабиоза, когда одни микроорганизмы начинают развиваться после других на продук­тах жизнедеятельности первых.

Нитрифицирующие бактерии относятся к типичным хемосинтезирующим автотрофам; они очень чувствительны к наличию в среде органических соеди­нений. Эти бактерии живут в почве, природных водах.

Очень важное значение имеют нитрификаторы в сельском хозяйстве. Образующийся в почве при разложении белков аммиак, хотя и усваивается растениями в виде аммонийных солей, но лучшим источником азотистого пи­тания для растений являются нитраты, которые и накапливаются в почве в результате деятельности нитрифицирующих бактерий. Часто эти бактерии встречаются в условиях, где жизнь на первый взгляд кажется невозможной, например на гранитах и голых скалах. Здесь они участвуют в выветривании горных пород благодаря разрушающему действию образуемой ими азотной кислоты. Развиваясь на кирпичных стенах зданий, нитрифицирующие бакте­рии могут разрушать кирпичную кладку. Немалая роль принадлежит им, по-видимому, и в разрушении подводных частей бетонных сооружений.

Денитрификация

Процесс восстановления нитратов до молекулярного азота называется денитрификацией, а бактерии, осуществляющие его, — денитри­фицирующими.

Эти бактерии являются факультативными анаэробами. Нитраты они вос­станавливают в анаэробных условиях, когда в процессе дыхания при окис­лении органических веществ используют кислород нитратов в качестве акцеп­тора водорода. В аэробных условиях денитрификаторы обычно не восстанав­ливают нитраты, так как в процессе дыхания используют свободный кисло­род. Большинство денитрифицирующих бактерий имеют палочковидную форму, спор не образуют, но есть и спороносные палочки, а также микро­кокки.

Денитрифицирующие бактерии широко распространены в природе, они встречаются в почве, природных водах, навозе и т. д. Деятельность денитри­фицирующих бактерий может нанести большой ущерб плодородию почвы, особенно при плохой аэрации, так как под их влиянием азот нитратов, ус­ваиваемый растениями, переходит в неиспользуемый ими свободный азот.

Известны и другие процессы восстановления нитратов. Многие сапрофит­ные микроорганизмы (различные бактерии и грибы) обладают способностью восстанавливать нитраты лишь до нитритов.

В пищевой промышленности восстановление микробами нитратов до нит­ритов может происходить при изготовлении колбас, сосисок, ветчины. Розовая окраска таких продуктов получается вследствие соединения нитрита с крася­щим веществом мяса миоглобином. Для придания продукту розово-красного цвета в рассол добавляют нитриты или нитраты. Нитраты сначала восста­навливаются находящимися в продукте бактериями в нитриты, а последние вступают во взаимодействие с миоглобином мясопродуктов.