Présentation sur le thème "physiologie des micro-organismes". Physiologie des micro-organismes

Diapositive 14

Métabolisme oxydatif

Les bactéries à métabolisme oxydatif obtiennent de l’énergie par la respiration. La respiration est le processus d'obtention d'énergie dans des réactions d'oxydoréduction couplées à des réactions de phosphorylation oxydative, dans lesquelles les composés organiques (chez les organotrophes) et inorganiques (chez les lithotrophes) peuvent être des donneurs d'électrons, et seuls les composés inorganiques peuvent être des accepteurs.

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Selon les accepteurs de protons et d'électrons, les bactéries sont divisées en aérobies, anaérobies facultatifs et anaérobies obligatoires. Pour les aérobies, l’oxygène est l’accepteur. Les anaérobies facultatifs utilisent la respiration dans des conditions oxygénées et la fermentation dans des conditions sans oxygène. Pour les anaérobies obligatoires, seule la fermentation est caractéristique: dans des conditions d'oxygène, la mort des micro-organismes se produit en raison de la formation de peroxydes et la cellule est empoisonnée.

Diapositive 16

Les aérobies obligatoires (Brucella, légionelles, pseudomonas, mycobactéries, charbon) se développent et se multiplient uniquement en présence d'oxygène. Ils utilisent l’oxygène pour obtenir de l’énergie grâce à la respiration de l’oxygène. Ils sont divisés en : 1) aérobies stricts (méningocoques, bordetella), qui se développent sous la pression partielle de l'air atmosphérique ; 2) les microaérophiles (listéria) se développent à faible pression partielle de l'air atmosphérique.

Diapositive 17

Les anaérobies obligatoires (bifidobactéries, lactobacilles, clostridies) n'utilisent pas d'oxygène pour produire de l'énergie. Leur type de métabolisme est fermentatif. Ils sont divisés en : 1) anaérobies stricts - micro-organismes pour lesquels l'oxygène moléculaire est toxique ; soit il tue les micro-organismes, soit il limite leur croissance. Les anaérobies stricts obtiennent de l'énergie de la fermentation de l'acide butyrique ; 2) les micro-organismes aérotolérants (bactéries lactiques) utilisent l’oxygène pour produire de l’énergie, mais peuvent exister dans son atmosphère. L'énergie est obtenue par fermentation lactique hétérofermentaire

Diapositive 18

Les anaérobies facultatifs (pneumocoques, entérocoques, entérobactéries, corynébactéries, Francisella) sont capables de croître et de se multiplier aussi bien en présence d'oxygène qu'en son absence. Ils ont un métabolisme mixte. Le processus d'obtention d'énergie en eux peut se produire par la respiration de l'oxygène en présence d'oxygène et, en son absence, passer à la fermentation. Les différentes attitudes physiologiques des micro-organismes face à l'oxygène sont associées à la présence de systèmes enzymatiques qui leur permettent d'exister dans une atmosphère d'oxygène.

Diapositive 19

Dans les processus oxydatifs se produisant dans une atmosphère d'oxygène, des produits toxiques se forment : peroxyde d'hydrogène H2O2 et radical oxygène oxygène O2-. Pour neutraliser les formes toxiques de l’oxygène, les micro-organismes pouvant exister dans son atmosphère disposent de mécanismes de protection.

Diapositive 20

Chez les bactéries à métabolisme oxydatif, l’accepteur d’électrons (ou d’hydrogène (H+)) est l’oxygène moléculaire. Dans ce cas, le pyruvate est complètement oxydé dans le cycle de l'acide tricarboxylique en C2.

Diapositive 21

Cycle de l'acide tricarboxylique (cycle de Krebs)

Diapositive 22

Le cycle de l'acide tricarboxylique fonctionne à la fois comme fournisseur de précurseurs pour les processus de biosynthèse et d'atomes d'hydrogène, qui, sous forme de NAD réduit, sont transférés à l'oxygène moléculaire par une série de transporteurs dotés d'un système multienzymatique de structure complexe - la chaîne respiratoire. La chaîne respiratoire des bactéries est localisée dans le CPM et dans les structures membranaires intracellulaires.

Diapositive 23

Une chaîne typique ressemble à ceci : cycle TCA → NAD(H2) → flavoprotéine → quinone → → cytochromes : b → c → a → O2

Diapositive 24

Parmi les cytochromes bactériens, on distingue les cytochromes b, c, a et a3. La dernière étape du transfert d'électrons (protons) à travers la chaîne respiratoire est la réduction des cytochromes a à a3 (cytochrome oxydase). La cytochrome oxydase est la dernière oxydase qui transfère les électrons à l'oxygène. Les protons formés lors de l’oxydation du FAD ou des quinones sont liés par les ions O2- pour former de l’eau.

Diapositive 25

La formation d'ATP dans la chaîne d'inhalation est associée au processus chimio-osmotique. L'orientation particulière des porteurs dans le CPM conduit au transfert d'hydrogène de la surface interne vers la surface externe de la membrane, entraînant la création d'un gradient d'atomes d'hydrogène, se manifestant en présence d'un potentiel membranaire. L'énergie du potentiel membranaire est utilisée pour la synthèse de l'ATP par l'ATPase localisée dans la membrane.

Diapositive 26

Certaines bactéries manquent de cytochromes et, au contact de l'oxygène, un transfert direct d'hydrogène en oxygène se produit à l'aide de flavoprotéines, le produit final étant du peroxyde d'hydrogène - H2O2.

Diapositive 27

En plus des glucides, les procaryotes sont capables d'utiliser d'autres composés organiques, notamment des protéines, comme source d'énergie, en les oxydant complètement en CO2 et H2O.

Diapositive 28

Les acides aminés peuvent être utilisés dans le métabolisme constructif, ou dans les bactéries ammonifiantes, ils peuvent servir de matériau principal dans les processus énergétiques lors de la désamination oxydative, à la suite de quoi l'ammoniac est libéré et l'acide aminé est converti en acide céto, qui entre dans le métabolisme constructif. à travers le cycle de l’acide tricarboxylique : 2R–CHNH2 –COOH + О2 →2R–СО –COOH + +2NH3

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Complété par : Torokulova A. KLD 13.- 04

Diapositive 2

La physiologie des micro-organismes est une branche de la microbiologie qui étudie la composition chimique, les processus de nutrition, de respiration et de reproduction des micro-organismes.

Diapositive 3 : COMPOSITION CHIMIQUE

L'eau est le composant principal de la cellule bactérienne, qui en représente 75 à 85 %. La matière sèche est de 15 à 25 %. Une partie de l’eau est à l’état libre, l’autre partie est liée. L'eau liée est un solvant structurel. L'eau libre sert de milieu de dispersion pour les colloïdes et de solvant pour les substances cristallines, source d'hydrogène et d'ions hydroxyle.

Diapositive 4 : Le rôle principal appartient à quatre organogènes : l'oxygène, l'hydrogène, le carbone et l'azote.

Par exemple, en pourcentage de matière sèche, les bactéries contiennent : du carbone - 45-55, de l'azote - 8-15, de l'oxygène - 30, de l'hydrogène - 6-8 %. En conséquence, la levure contient (%) : carbone - 49, azote - 12, oxygène - 31, hydrogène - 6.

Diapositive 5 : Minéraux

En plus des organogènes, les cellules microbiennes contiennent des éléments de cendres - des substances minérales qui représentent de 3 à 10 % de la matière sèche des micro-organismes. Parmi eux, le phosphore est primordial, car il fait partie des acides nucléiques, des lipides et des phospholipides. Le soufre se trouve dans les acides aminés tels que la cystine et la cystéine. Le magnésium assure l'activité d'un certain nombre d'enzymes, comme la protéase. Les microbes sans magnésium ne sont pas capables de présenter des propriétés protéolytiques. Le fer est un élément nécessaire aux processus de respiration et au métabolisme énergétique. Microéléments : molybdène, cobalt, bore, manganèse, zinc, cuivre, nickel stimulent les processus de croissance et de reproduction. Les éléments chimiques forment diverses substances organiques dans les cellules microbiennes : protéines, glucides, lipides, vitamines, qui sont réparties dans la matière sèche.

Diapositive 6 : Protéines

Ce sont des composés polymères biologiques de haut poids moléculaire qui forment des acides aminés lors de l'hydrolyse. Composants structurels de virus, bactéries, cellules végétales et animales. Le rôle des protéines dans la vie d'un microbe est important et diversifié : elles constituent le principal matériau structurel de toutes les membranes cellulaires et remplissent diverses fonctions :

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Diapositive 8 : Les protéines représentent 50 à 80 % de la matière sèche des microbes. Il en existe deux principaux types : les protéines et les protéides.

Les protéines, ou protéines simples (albumine, globulines, gastones, etc.), lors de l'hydrolyse, se décomposent en acides aminés (tyrosine, leucine, tryptophane, etc.). Ils peuvent contenir un composant glucidique ou lipidique. Les protéides, ou protéines complexes, sont des composés de protéines simples (protéines) avec des groupes non protéiques, des acides nucléiques, des polysaccharides, des substances grasses et autres. Ainsi, ils font la distinction entre les nucléoprotéines, les glycoprotéines, les lipoprotéines, etc.

Diapositive 9 : Acides nucléiques

Ce sont des polymères biologiques de haut poids moléculaire construits à partir de mononucléotides. Ils se caractérisent notamment par leur teneur en phosphore (8-10%) et en azote (15-16%), ils contiennent également du carbone, de l'oxygène et de l'hydrogène. La teneur en acides nucléiques d'une cellule bactérienne peut aller de 10 à 30 % de la matière sèche, selon le type de bactérie et le milieu nutritif.

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Diapositive 10 : Glucides

Les bactéries contiennent des glucides représentant 12 à 18 % de la matière sèche. Ce sont : les alcools polyhydriques (sorbitol, mannitol, dulcitol) ; polysaccharides (hexoses, pentoses, glycogène, dextrine), monosaccharides (glucose, acide glucuronique, etc.). Les glucides jouent un rôle énergétique dans la cellule microbienne.

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Diapositive 11 : Lipides et lipoïdes

Les lipides sont de véritables graisses, les lipoïdes sont des substances semblables à des graisses. Les lipides jouent le rôle de substances de réserve et peuvent dans certains cas être utilisés comme composants de départ pour la synthèse des protéines. La résistance aux acides des mycobactéries leur est associée. Ils influencent également de manière significative la perméabilité des membranes cellulaires et forment un système de membranes limites qui remplissent diverses fonctions pour assurer le métabolisme de la cellule microbienne.

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Diapositive 12 : ENZYMES

Les enzymes sont des protéines globulaires. La nutrition et la respiration dans une cellule microbienne se font avec la participation d'enzymes, qui sont des catalyseurs biologiques, c'est-à-dire des substances qui affectent la vitesse des réactions chimiques qui composent le métabolisme des micro-organismes. Les enzymes sont produites par les cellules et sont capables d'agir même lorsqu'elles en sont isolées, ce qui revêt une grande importance pratique.

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Diapositive 13

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Diapositive 14 : Il est d'usage de faire la distinction entre les exo- et les endoenzymes

Les exoenzymes ne sont pas liées à la structure du protoplasme, sont facilement libérées dans le substrat au cours de la vie de la cellule microbienne (enzymes hydrolytiques), sont solubles dans le milieu nutritif et traversent les filtres bactériens. Les endoenzymes sont étroitement associées à la cellule bactérienne et agissent uniquement de manière intracellulaire, décomposant davantage les nutriments et les convertissant en éléments constitutifs de la cellule.

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Diapositive 15 : Les enzymes sont divisées en six classes :

Les oxydoréductases sont des enzymes qui catalysent les réactions redox. Ils jouent un rôle important dans les processus de production d'énergie biologique. Les transférases sont des enzymes qui catalysent le transfert de radicaux individuels, de parties de molécules ou de groupes atomiques entiers (pas d'hydrogène) d'un composé à un autre.

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Les hydrolases sont des enzymes qui catalysent la dégradation et la synthèse de composés complexes tels que les protéines, les graisses et les glucides avec la participation de l'eau. Les lyases sont des enzymes qui catalysent le clivage de certains groupes chimiques des substrats avec formation de doubles liaisons ou ajout de groupes ou de radicaux individuels au niveau des doubles liaisons. Les isomérases sont des enzymes qui convertissent les composés organiques en leurs isomères. Les glucides et leurs dérivés, les acides organiques, les acides aminés… subissent une isomérisation. Les enzymes de ce groupe jouent un rôle important dans un certain nombre de processus métaboliques. Les ligases sont des enzymes qui catalysent la synthèse de composés organiques complexes à partir de composés simples.

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Un grand nombre d'enzymes différentes synthétisées par les cellules microbiennes leur permettent d'être utilisées dans la production industrielle pour la préparation d'acides acétique, lactique, oxalique, citrique, de produits laitiers (fromage, acidophilus, kumiss), en vinification, en brasserie et en ensilage.

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Diapositive 18 : MÉTABOLISME

Toutes les réactions vitales se produisant dans une cellule microbienne et catalysées par des enzymes constituent le métabolisme, ou métabolisme. Les produits intermédiaires ou finaux formés dans la séquence appropriée de réactions enzymatiques, à la suite de laquelle le squelette lié de manière covalente d'une biomolécule particulière est détruit ou synthétisé, sont appelés métabolites.

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Diapositive 19 : En fonction du type de nutrition, les êtres vivants sont divisés en deux groupes : holozoïques, holophytes

Le type de nutrition holozoïque est caractéristique des animaux (des supérieurs aux protozoaires). Les microbes appartiennent au type de nutrition holophyte. Ils n’ont pas d’organes pour manger et leurs nutriments pénètrent sur toute la surface du corps.

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Diapositive 20 : Types de nutrition microbienne

1. Autotrophes, ou prototrophes (du grec autos - lui-même, trophe - nourriture) - micro-organismes capables d'absorber le carbone de l'acide carbonique (CO2) présent dans l'air. Il s'agit notamment des bactéries nitrifiantes, des bactéries ferreuses, des bactéries soufrées, etc. 2. Les hétérotrophes (hétéros - autres) obtiennent du carbone principalement à partir de composés organiques prêts à l'emploi. Les hétérotrophes sont des agents responsables de divers types de fermentations, de microbes putréfactifs, ainsi que de tous les micro-organismes pathogènes : agents pathogènes de la tuberculose, de la brucellose, de la listériose, de la salmonellose, des micro-organismes pyogènes - staphylocoques, streptocoques, diplocoques et un certain nombre d'autres agents pathogènes pour le corps animal.

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Diapositive 21 : Les hétérotrophes comprennent deux sous-groupes : les micro-organismes métatrophiques et paratrophes

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Diapositive 22 : Sur la base de la méthode d'assimilation des substances azotées, les microbes sont divisés en quatre groupes :

Protéolytique, capable de décomposer les protéines natives, les peptides et les acides aminés. Désamination, capable de décomposer uniquement les acides aminés individuels, mais pas les substances protéiques. Nitrite-nitrate, assimilant les formes oxydées de l'azote. Fixateur d'azote, ayant la capacité de se nourrir de l'azote atmosphérique.

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Diapositive 23 : RESPIRATION

La respiration microbienne est un processus biologique accompagné de l'oxydation ou de la réduction de divers composés, principalement organiques, avec libération ultérieure d'énergie sous forme d'acide adénosine triphosphorique (ATP), nécessaire aux microbes pour leurs besoins physiologiques.

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Diapositive 24 : En fonction du type de respiration, les micro-organismes sont classés en quatre groupes principaux :

Les aérobies obligatoires (inconditionnels) se développent avec un libre accès à l'oxygène et possèdent des enzymes qui permettent le transfert de l'hydrogène du substrat oxydé vers l'accepteur final - l'oxygène atmosphérique. Il s'agit notamment des bactéries acétiques, des agents pathogènes de la tuberculose, du charbon et bien d'autres. Les bactéries microaérophiles se développent à de faibles concentrations d'oxygène (jusqu'à 1 %) dans l'atmosphère environnante. De telles conditions sont favorables aux actinomycètes, aux Leptospira et aux Brucella.

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Les anaérobies facultatifs végètent à la fois avec accès à l’oxygène et en son absence. Ils possèdent respectivement deux ensembles d’enzymes. Il s'agit d'un groupe important de micro-organismes, qui comprend notamment les entérobactéries, l'agent causal de l'érysipèle chez le porc. Les anaérobies obligatoires (inconditionnels) se développent en l'absence totale d'oxygène dans l'environnement. Des conditions anaérobies sont nécessaires pour les bactéries de l'acide butyrique, les agents responsables du tétanos, du botulisme, de la gangrène gazeuse, de l'anthrax emphysémateux et de la nécrobactériose.

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Diapositive 26 : CROISSANCE ET REPRODUCTION DE BACTÉRIES

Le terme « croissance » fait référence à l'augmentation de la masse cytoplasmique d'une cellule individuelle ou d'un groupe de bactéries suite à la synthèse de matériel cellulaire (par exemple, protéine, ARN, ADN). Ayant atteint une certaine taille, la cellule cesse de croître et commence à se multiplier. La reproduction des microbes signifie leur capacité à se reproduire, à augmenter le nombre d'individus par unité de volume. En d’autres termes, on peut dire : la reproduction est une augmentation du nombre d’individus dans une population microbienne.

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Diapositive 27 : Phases de développement de la population bactérienne

Le schéma général de croissance et de reproduction d'une population bactérienne est généralement représenté graphiquement sous la forme d'une courbe qui reflète la dépendance du logarithme du nombre de cellules vivantes dans le temps. Une courbe de croissance typique est en forme de S et permet de distinguer plusieurs phases de croissance qui se succèdent dans un certain ordre.

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1. Initiale (phase stationnaire, latente ou de repos). Il représente le temps écoulé entre le moment où les bactéries sont inoculées sur un milieu nutritif et celui où elles se développent. Durant cette phase, le nombre de bactéries vivantes n’augmente pas et peut même diminuer. La durée de la phase initiale est de 1 à 2 heures. 2. Phase de retard de reproduction. Durant cette phase, les cellules bactériennes se développent rapidement mais se reproduisent faiblement. La durée de cette phase dure environ 2 heures et dépend d'un certain nombre de conditions : l'âge de la culture (les jeunes cultures s'adaptent plus vite que les anciennes) ; caractéristiques biologiques des cellules microbiennes (les bactéries du groupe intestinal sont caractérisées par une courte période d'adaptation, pour Mycobacterium tuberculosis - une longue période) ; l'utilité du milieu nutritif, la température de croissance, la concentration en CO2, le pH, le degré d'aération du milieu, le potentiel redox, etc. Les deux phases sont souvent associées au terme « phase de latence » (anglais lag - lag, delay).

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3. Phase logarithmique. Dans cette phase, le taux de reproduction cellulaire et l’augmentation de la population bactérienne sont maximaux. La période de génération (du latin generatio - naissance, reproduction), c'est-à-dire le temps écoulé entre deux divisions successives de bactéries, à ce stade sera constante pour une espèce donnée, et le nombre de bactéries doublera de façon exponentielle. Cela signifie qu'à la fin de la première génération, deux bactéries se forment à partir d'une cellule, à la fin de la deuxième génération, les deux bactéries, se divisant, forment quatre, huit se forment à partir des quatre résultants, etc. La durée du logarithmique la phase dure 5 à 6 heures.

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4. Phase d'accélération négative. Le taux de reproduction bactérienne cesse d'être maximum, le nombre d'individus en division diminue et le nombre de décès augmente (durée environ 2 heures). L'une des raisons possibles qui ralentissent la prolifération des bactéries est l'épuisement du milieu nutritif, c'est-à-dire la disparition de substances spécifiques à une espèce bactérienne donnée. 5. Phase maximale stationnaire. Dans ce document, le nombre de nouvelles bactéries est presque égal au nombre de bactéries mortes, c'est-à-dire qu'un équilibre se produit entre les cellules mortes et les cellules nouvellement formées. Cette phase dure 2 heures.

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6. Phase d'accélération de la mort. Elle se caractérise par une supériorité progressive du nombre de cellules mortes sur le nombre de nouvelles nées. Cela dure environ 3 heures 7. Phase de mort logarithmique. La mort cellulaire se produit à un rythme constant (durée environ 5 heures). 8. Phase de diminution du taux de mortalité. Les cellules survivantes entrent dans un état de repos.

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Diapositive 33 : Synthèse de pigments microbiens, de substances phosphorescentes et odorantes

Au cours de leur vie, les micro-organismes synthétisent des colorants - des pigments qui donnent aux colonies de cultures bactériennes une variété de couleurs et de nuances, qui sont prises en compte lors de la différenciation des micro-organismes. Il existe des pigments rouges (actinomycètes, levures, champignons, « bâton merveilleux » - Bact. prodigiosum), jaunes ou oranges (mycobacterium tuberculosis, sarcina, staphylocoques), bleus (pseudomonas aeruginosa - Pseudomonos aeruginosa, bactérie bleue du lait - Bact. syncyaneum), violet (Chromobacterium violaceum), noir (certains types de champignons, levures, microbes du sol).

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La formation de pigments se produit en présence d’oxygène, à température ambiante et dans des conditions de faible luminosité. Les micro-organismes, se développant sur les produits alimentaires (lait, fromage, viande, poisson, beurre, fromage blanc), changent de couleur. Il existe des pigments solubles dans l'eau (pseudomonas aeruginosa, bactéries du lait bleu-vert - pyocyanine, syncyanine), dans l'alcool (pigments des « merveilleuses » bactéries, staphylocoques et sarcine - rouge, doré, jaune citron et jaune), insolubles dans l'eau, ni dans l'alcool (pigments noirs de levures, champignons, azotobacter), rejetés dans l'environnement (chromonaire), restant dans l'organisme des micro-organismes (chromophores).

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Les micro-organismes lumineux (photobactéries), en raison des processus oxydatifs dans la cellule bactérienne, ont la capacité de briller (luminescence). Les photobactéries sont des aérobies strictes ; lorsque l’apport d’oxygène est coupé, leur lueur s’arrête. La lueur des insectes pourris, des vieux arbres, de la viande, des écailles de poisson, des termites lumineux, des fourmis, des araignées et d'autres objets observés dans la nature s'explique par la présence de photobactéries en eux. Parmi eux se trouvent des coques, des vibrions, certains champignons et bactéries. Ils se développent bien sur des milieux nutritifs ordinaires, sur des substrats de poisson et de viande à des températures de 15 à 37°C. Un représentant typique des photobactéries est Photobacterium phosphoreum. Aucune photobactérie pathogène n’a été trouvée.

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Les microbes producteurs d'arômes ont la capacité de produire des substances aromatiques volatiles, par exemple des esters d'acétate d'éthyle et d'acétate d'amyle, qui confèrent des propriétés aromatiques aux vins, à la bière, aux produits à base d'acide lactique, au foin et au sol. Un représentant typique des bactéries génératrices d'arômes est Leuconostoc cremoris, largement utilisé dans la production de produits à base d'acide lactique.

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Description de la présentation Présentation Cours 1 Morphologie et physiologie des bactéries sur lames

Classification des bactéries. Morphologie et physiologie des bactéries, méthodes d'étude

Plan : 1. Morphologie des bactéries 2. Caractéristiques de la structure d'une cellule bactérienne : 3. Croissance et reproduction des bactéries. 4. Nutrition des bactéries 5. Respiration des bactéries. 6. Enzymes bactériennes 7. Pigments bactériens 8. Toxines bactériennes

1. Morphologie des bactéries. 1. Cocci - cellules sphériques mesurant 0,5 à 1,0 microns. Les microcoques sont des cellules localisées individuellement ; Diplocoques - coques appariées (pneumocoque - l'agent causal de la pneumonie (lancéolée), gonocoque - l'agent causal de la gonorrhée, méningocoque - l'agent causal de la méningite épidémique (en forme de haricot)

Les streptocoques sont des cellules rondes ou allongées qui forment une chaîne. Sarcines - se présentent sous la forme de sacs de 8 coques ou plus. Les staphylocoques sont des coques disposées en forme de grappe de raisin. Cette disposition est typique de la culture pure ; en frottis, elle est possible sous forme de coques uniques.

2. Les formes en forme de bâtonnet sont appelées bactéries. Dimensions : 1 à 6 microns de longueur et 0,5 à 2 microns d’épaisseur. Ils ont des extrémités arrondies - E. coli ; Ils ont des extrémités coupées - l'agent causal de l'anthrax ; Ils ont des extrémités pointues - l'agent causal de la peste ; Ils ont des extrémités épaissies - l'agent causal de la diphtérie ;

Bactéries en forme de bâtonnet Véritables spores de Bacillus Clostridia sporulantes ne forment pas de spores en présence d'oxygène, elles germent sous des formes végétatives dans un environnement oxygéné ; l'agent causal du charbon forme des spores en présence d'oxygène, mais elles germent sous des formes végétatives dans un environnement sans oxygène (tétanos, botulisme, gangrène gazeuse)

3. Formes tordues : Virions – agent causal du choléra en forme de virgule ; Spirille. La plupart ne sont pas pathogènes ; Spirochètes - de 6 à 18 verticilles.

2. Caractéristiques structurelles d'une cellule bactérienne Ils n'ont pas de noyau séparé.La paroi cellulaire des bactéries contient un peptidoglycane spécial - la muréine. Les seuls organites sont les ribosomes. Le rôle des mitochondries est joué par les mésosomes - excroissances de la membrane cytoplasmique. Ils peuvent avoir des organites de mouvement spéciaux - les flagelles. Dimensions – de 0,3-0,5 à 5-10 microns.

Organites d'une cellule bactérienne Basique : Supplémentaire : Nucléoïde Cytoplasme Ribosomes Membrane cytoplasmique Paroi cellulaire Spores Capsules Villi Flagelles

1. Paroi cellulaire Signification : maintient et donne forme ; régule la pression osmotique à l'intérieur de la cellule ; assure l'interaction avec l'environnement extérieur ; participe à la régulation du métabolisme ; fonction antigénique ; fonction du récepteur ; participe indirectement à la régulation de la croissance et de la division ;

Bactéries Bactéries à Gram positif (gram +) La couche de muréine constitue 80 % de la masse de la paroi cellulaire. Selon Gram, ils sont de couleur bleue. La paroi cellulaire semble amorphe. Bactéries à Gram négatif (gram -) La couche de muréine représente 20 % de la masse de la paroi cellulaire. Selon le Gram, ils sont colorés en rouge. La paroi cellulaire est clairement définie.

2. La membrane cytoplasmique a une structure normale : une couche bilipide et 2 couches de protéines. Il a une perméabilité sélective, participe au transport des substances, à l'élimination des exotoxines, au métabolisme énergétique de la cellule, constitue une barrière osmotique, participe à la régulation de la croissance et de la division, à la réplication de l'ADN et est un stabilisant des chromosomes.

4. Le nucléoïde est une substance nucléaire dispersée dans le cytoplasme de la cellule. n'a pas de membrane nucléaire ni de nucléoles. Une molécule d'ADN circulaire double brin y est localisée. Fonctions du nucléoïde : contrôle les caractéristiques et les propriétés de la cellule, participe au transfert de l'information génétique. Les sections extrachromosomiques de l'ADN sont appelées plasmides.

ORGANITES SUPPLÉMENTAIRES DE BACTÉRIES 1. Capsule – coque de surface supplémentaire. Formé lorsque des bactéries pénètrent dans un macro-organisme. La capsule protège la cellule microbienne : - de la phagocytose - des anticorps

Bactéries Véritablement capsulaires - conservent la formation de capsules même lorsqu'elles se développent sur un milieu nutritif, et pas seulement dans le macro-organisme (genre Klebsiella) ; Fausse capsulaire - ne forme une capsule que lorsqu'elle pénètre dans un macroorganisme (agents pathogènes de la pneumonie, du charbon);

2. Les spores sont des formes particulières d'existence de certaines bactéries dans des conditions environnementales défavorables. Lorsque la spore se trouve dans des conditions favorables, elle germe sous une forme végétative. Les bactéries aérobies sporulées sont des bacilles et les bactéries anaérobies sont des clostridies.

Localisation des spores : centrale - l'agent causal du charbon. La taille de la spore ne dépasse pas le diamètre de la cellule ; subterminal - plus proche de l'extrémité de la cellule et dépassant la largeur de la cellule - l'agent causal du botulisme ; terminal - à l'extrémité de la cellule - l'agent causal du tétanos.

3. Flagelles – organites du mouvement. Monotrichs - ont 1 flagelle à l'extrémité de la cellule ; assure un mouvement rapide; Peretrichia - ont plusieurs flagelles situés autour du périmètre ; Lophotrichous - un groupe de flagelles est situé à une extrémité de la cellule ; Amphitrichie - avoir un flagelle à chaque extrémité.

Phases de reproduction cellulaire bactérienne sur milieu nutritif liquide : phase stationnaire initiale - phase de latence (phase de repos). Durée 3 à 4 heures ; phase de multiplication logarithmique ; phase stationnaire maximale ; phase de mort accélérée;

5. Respiration des bactéries 1) aérobies - ne peuvent se développer qu'en présence d'oxygène. 2) anaérobies obligatoires - poussent dans un milieu sans oxygène, ce qui leur est toxique (botulisme à Clostridium, gangrène gazeuse, tétanos). 3) anaérobies facultatifs - peuvent se développer à la fois en présence d'oxygène et sans lui.

6. Enzymes bactériennes : protéines impliquées dans les processus d'anabolisme et de catabolisme. Plus de 200 enzymes sont connues. 1) endoenzymes - agissent dans la cellule elle-même, assurant la synthèse et la dégradation de diverses substances. 2) exoenzymes - agissent à l'extérieur de la cellule, participent au processus de dégradation des grosses molécules qui ne peuvent pas pénétrer à l'intérieur de la cellule bactérienne, caractéristique des bactéries à Gram positif).

7. Pigments - substances colorantes Valeur : Protège la cellule microbienne du rayonnement ultraviolet naturel ; Participer aux processus respiratoires ; Certains ont des effets antibiotiques.

8. Toxines Exotoxines – sécrétées dans l'environnement. Ils sont d'origine protéique. Spécifique Faible stabilité Très toxique Se transforme en anotoxine. Elles sont formées principalement par des bactéries à Gram positif. Les endotoxines sont un complexe lipopolysaccharidoprotéique. Pas spécifique. Faiblement toxique. Thermiquement stable. Formé principalement par des bactéries à Gram négatif.

MICRO-ORGANISMES

Introduction

Composition chimique

Manger, respirer et se reproduire

Hérédité et recombinaison génétique chez les bactéries

Conclusion

INTRODUCTION

L’homme a utilisé des bactéries sans encore connaître leur existence. Des produits laitiers fermentés, du vinaigre, de la pâte, etc. ont été préparés à partir de levains contenant des bactéries.

L’homme a utilisé des bactéries sans encore connaître leur existence. Les produits laitiers fermentés, le vinaigre et la pâte ont été préparés à l’aide de levains contenant des bactéries.

Les bactéries ont été observées pour la première fois par A. Leeuwenhoek, le créateur du microscope, alors qu'il étudiait les infusions de plantes et la plaque dentaire.

Les bactéries ont été observées pour la première fois par A. Leeuwenhoek -

créateur du microscope

Fin 19e - début 20e siècle. Un grand nombre de bactéries vivant dans le sol, l’eau, les produits alimentaires, etc. ont été isolées et de nombreux types de bactéries pathogènes ont été découverts. Les études classiques de L. Pasteur dans le domaine de la physiologie bactérienne ont servi de base à l'étude de leur métabolisme. Les scientifiques russes et soviétiques S.N. ont contribué à l'étude de la bactérie. Vinogradsky, V.L. Omelyansky, L. Isachenko, qui a découvert le rôle des bactéries dans le cycle des substances dans la nature, ce qui rend la vie sur Terre possible. Cette direction de la microbiologie est inextricablement liée au développement de la géologie, de la biogéochimie, des sciences du sol et aux enseignements de V.I. Vernadsky à propos de la biosphère.

La physiologie des micro-organismes étudie l'activité vitale des cellules microbiennes, les processus de leur nutrition, de leur respiration, de leur croissance, de leur reproduction et leurs modèles d'interaction avec l'environnement.

La détermination de la physiologie de ces micro-organismes est importante pour établir un diagnostic microbiologique, traiter et prévenir les maladies infectieuses et réguler la relation de l'organisme avec l'environnement.

LES MICRO-ORGANISMES SONT LITTÉRAILEMENT PARTOUT : DANS LE SOL, L'EAU, L'AIR, Y COMPRIS LE CORPS HUMAIN. CHACUN DE NOUS EST ENTOURÉ D’UNE NOMBREUSE QUANTITÉ DE MICROBES.

IL Y A AU MOINS 2000 BACTÉRIES SUR CHAQUE CENTIMÈTRE DE NOTRE PEAU.

DONT CHACUN RESPIRE, MANGE ET PARFOIS MÊME SE DÉPLACE DANS L'ESPACE.

Nous transportons plus de germes sur nous-mêmes que de cellules dans notre corps.

2. CHIMIQUE

Selon la composition chimique des bactéries, la COMPOSITION n'est pas

diffèrent des cellules d’autres organismes. Une cellule bactérienne contient 80 % d'eau et 20 % de matière sèche. Environ 90 % des résidus secs de la bactérie sont constitués de composés de haut poids moléculaire : acides nucléiques (10 %), protéines (40 %), polysaccharides (15 %), peptidoglycone (10 %) et lipides (15 %) ; les 10 % restants proviennent de monosaccharides, d'acides aminés, de bases azotées, de sels inorganiques et d'autres composés de faible poids moléculaire

COMPOSITION CHIMIQUE

L'eau est le composant principal d'une cellule bactérienne. Il est à l'état libre ou lié aux éléments structurels de la cellule. Dans les spores, la quantité d'eau est réduite à 18-20 %. L'eau est un solvant pour de nombreuses substances et joue également un rôle mécanique en fournissant la turgescence. Lors de la plasmolyse - perte d'eau par une cellule dans une solution hypertonique - le protoplasme se détache de la membrane cellulaire. L'élimination de l'eau de la cellule et son dessèchement arrêtent les processus métaboliques. La plupart des micro-organismes tolèrent bien le séchage. En cas de manque d’eau, les micro-organismes ne se multiplient pas.

Les protéines (40 à 80 % du poids sec) déterminent les propriétés biologiques les plus importantes des bactéries et sont généralement constituées de combinaisons de 20 acides aminés. Les bactéries contiennent de l’acide diaminopimélique, absent des cellules humaines et animales. Les bactéries contiennent plus de 2 000 protéines différentes, situées dans leurs composants structurels et impliquées dans les processus métaboliques. La plupart des protéines ont une activité enzymatique. Les protéines d'une cellule bactérienne déterminent l'antigénicité et l'immunogénicité, la virulence et les espèces de bactéries. Acides nucléiques de bactéries remplissent des fonctions similaires aux acides nucléiques des cellules eucaryotes : la molécule d'ADN sous forme de chromosome est responsable de l'hérédité, les acides ribonucléiques (information, ou matrice, transport et ribosomal) sont impliqués dans la biosynthèse des protéines.

Glucides de bactéries sont représentés par des substances simples (mono- et disaccharides) et des composés complexes. Les polysaccharides sont souvent inclus dans les capsules. Certains polysaccharides intracellulaires (amidon, glycogène, etc.) constituent des nutriments de réserve.

1. Le métabolisme comme caractéristique principale d'un organisme vivant. Composition chimique d'une cellule microbienne. Physiologie des micro-organismes. Le corps entretient une relation complexe avec l’environnement. Il en reçoit de la nourriture, de l'eau, de l'oxygène, de la lumière et de la chaleur. En créant une masse de matière vivante grâce à ces substances et énergies, il construit son corps. Or, en utilisant ce milieu, l’organisme, grâce à son activité vitale, l’influence et le modifie simultanément. Par conséquent, le principal processus d’interaction entre l’organisme et l’environnement est le métabolisme et l’énergie.

Le métabolisme est l’une des propriétés fondamentales de la matière vivante, condition nécessaire à la vie. Au cours du métabolisme, l'énergie libre est à la fois consommée et accumulée dans des composés organiques complexes ou sous forme de charges électriques à la surface des membranes cellulaires.

Les processus physiques et chimiques dans un organisme vivant ne perdent pas leur contenu qualitatif interne, mais changent de manière significative dans la direction déterminée par les lois du développement de la matière vivante. L'accumulation d'énergie libre n'est devenue possible que dans un organisme vivant. Cette forme qualitativement nouvelle d’échange d’énergie est apparue depuis la séparation des êtres vivants des êtres non vivants.

Composition chimique d'une cellule microbienne Les cellules microbiennes sont constituées de 7 585 % d'eau et de 1 525 % de matière sèche. La matière sèche d'une cellule est constituée de carbone, d'oxygène, d'azote, d'hydrogène et d'éléments minéraux. Chaque cellule contient de nombreux éléments chimiques impliqués dans diverses réactions chimiques. Les processus chimiques se produisant dans une cellule sont l'une des principales conditions de sa vie, de son développement et de son fonctionnement. Il y a plus de certains éléments chimiques dans la cellule et moins d’autres.

Macroéléments Les macroéléments comprennent l'oxygène (6 575 %), le carbone (1 518 %), l'hydrogène (810 %), l'azote (2,03,0 %), le potassium (0,150,4 %), le soufre (0,150,2 %), le phosphore (0,21,0). %), chlore (0,050,1 %), magnésium (0,020,03 %), sodium (0,02 à 0,03 %), calcium (0,042,00 %), fer (0,010,015 %). Des éléments tels que C, O, H, N, S, P font partie des composés organiques.

Microéléments Les microéléments, constituant de 0,001 % à 0, % du poids corporel des êtres vivants, comprennent le vanadium, le germanium, l'iode (partie de la thyroxine, l'hormone thyroïdienne), le cobalt (vitamine B12), le manganèse, le nickel, le ruthénium, le sélénium, le fluor. (émail dentaire), cuivre, chrome, zinc.

Ultramicroéléments Les ultramicroéléments représentent moins de 0,% dans les organismes des êtres vivants, notamment l'or, l'argent, qui ont un effet bactéricide, le mercure, qui supprime la réabsorption de l'eau dans les tubules rénaux, affectant les enzymes. Les ultramicroéléments comprennent également le platine et le césium. Certaines personnes incluent également le sélénium dans ce groupe ; avec sa carence, le cancer se développe. Les fonctions des ultramicroéléments sont encore mal comprises.

Physiologie des micro-organismes La physiologie des micro-organismes étudie les fonctions ainsi que les processus biochimiques se produisant dans leurs cellules et leur environnement. Plus précisément, la physiologie des micro-organismes examine leur nutrition, leur respiration, leur reproduction, leur mouvement, la formation de spores et la transformation des substances.

La nutrition des micro-organismes se fait par diffusion (pénétration indépendante) et osmose (pénétration sous l'influence de quelque chose) de nutriments liquides à travers la membrane cellulaire semi-perméable et par la libération de produits métaboliques vers l'extérieur. La vitesse du processus de pénétration des nutriments à travers la membrane dépend de la structure de la cellule, y compris de la concentration des nutriments qu'elle contient et de l'environnement, ainsi que des conditions externes.

La plupart des micro-organismes vivent dans des solutions salines approchant une solution de chlorure de sodium à 0,5 %, fournissant une pression osmotique de la sève cellulaire dans 36 atmosphères. Lorsque des micro-organismes sont introduits dans des solutions hypertoniques concentrées de sel de table ou de sucre, leur eau est aspirée et le protoplasme des cellules se contracte. Ce phénomène est appelé plasmolyse. Dans de telles conditions, les micro-organismes cessent de se développer et meurent dans la plupart des cas.

Les micro-organismes placés dans des solutions hypotoniques (eau distillée) gonflent fortement sous l'influence de l'eau venant de l'extérieur, s'arrondissent et certains d'entre eux se rompent. Le phénomène de gonflement est appelé plasmoptis. Les micro-organismes utilisent une grande variété de substances pour se nourrir. Dans une cellule microbienne vivante, la concentration de substances est toujours légèrement supérieure à celle de l'environnement. Par conséquent, il y a un léger afflux excessif d'eau de l'environnement extérieur dans la cellule, ce qui entraîne une tension de sa membrane élastique. Cet état de la cellule est appelé turgescence, et la pression qui étire la membrane est appelée turgescence.

Selon le mode d'utilisation du carbone, les micro-organismes sont divisés en autotrophes (autos eux-mêmes, trophe nutrition) et hétérotrophes (hétéros autres). Les autotrophes, ou prototrophes (protos simplex), absorbent le carbone du dioxyde de carbone atmosphérique. Les hétérotrophes sont des micro-organismes qui absorbent le carbone uniquement à partir de composés organiques prêts à l'emploi. Ceux-ci comprennent les micro-organismes de fermentation, les micro-organismes putréfactifs et pathogènes (causeurs de maladies).

Les micro-organismes hétérotrophes, à leur tour, sont divisés en métatrophes (nutrition métatrophique et trophique) ou saprophytes (saprox pourri, plante phyton) et paratrophiques (nutrition paratrophique, trophique) ou pathogènes. Les premiers se nourrissent de nutriments morts, les seconds se reproduisent uniquement chez les êtres vivants. Les paratrophes sont des agents responsables de maladies des plantes, des invertébrés et des vertébrés. La division des micro-organismes en autotrophes, métatrophes et paratrophes est très arbitraire. Il n’y a pas de lignes nettes entre eux. De nombreux paratrophes (micro-organismes pathogènes) peuvent également se développer sur des milieux nutritifs morts.

Respiration des micro-organismes. La nutrition des micro-organismes assure la construction de la membrane, du cytoplasme et de la substance nucléaire, ainsi que la reproduction. La nutrition, en règle générale, s'accompagne de réactions endothermiques (avec absorption de chaleur), et la respiration, au contraire, s'accompagne de réactions exothermiques (avec dégagement de chaleur). Ces processus se produisent simultanément et assurent le métabolisme nécessaire à la vie, exprimé par l'assimilation (assimilation) des substances nécessaires et la dissimilation (élimination) des déchets toxiques.

En fonction du type de respiration, les micro-organismes sont divisés en aérobies (air aérien) et anaérobies (ne nécessitant pas d'oxygène dans l'air). Les aérobies vivent en présence d'oxygène atmosphérique et obtiennent de l'énergie thermique grâce à l'oxydation et à la dégradation des glucides, tandis que les glucides sont décomposés en eau et en dioxyde de carbone, libérant une grande quantité d'énergie. Ainsi, une molécule-gramme de glucose produit 688 grosses calories de chaleur. La réaction se déroule selon la formule C6H = 6CO + 6H kilocalories.

Les anaérobies ne peuvent vivre et se développer qu'en l'absence d'oxygène atmosphérique ; pour les anaérobies, cet oxygène est un poison. Au cours du processus de respiration, ces micro-organismes obtiennent l'énergie et l'oxygène lié nécessaires à la construction cellulaire en décomposant les composés organiques. Il existe de nombreux groupes de transition entre les aérobies obligatoires (stricts) et les anaérobies. Il existe des micro-organismes, aérobies facultatifs (facultatifs) et anaérobies, qui peuvent se développer dans les deux conditions.

2. Fermentation La fermentation est la dégradation métabolique anaérobie de molécules (telles que les sucres ou le glucose) par des micro-organismes pour produire des produits tels que l'éthanol, le dioxyde de carbone, l'acide lactique, l'acide acétique, l'éthylène, etc. La fermentation est souvent utilisée pour préparer ou conserver des aliments. Le plus souvent, lorsqu'on parle de fermentation, on entend la conversion du sucre en alcool à l'aide de levure, mais, par exemple, dans la production de yaourt, la fermentation à l'aide d'autres bactéries est utilisée.

La fermentation est divisée en 2 groupes : 1. Fermentation anaérobie typique ; 2. Fermentations aérobies relatives. Les fermentations anaérobies typiques sont : 1. Fermentation alcoolique ; 2. Fermentation lactique ; 3. Fermentation de l'acide butyrique ; Fermentations aérobies relatives : 1. Fermentation de l'acide acétique ; 2. Fermentation de l'acide citrique.

Fermentations typiques La fermentation alcoolique est le processus d'oxydation des glucides, qui entraîne la formation d'alcool éthylique, de dioxyde de carbone et la libération d'énergie. La fermentation alcoolique est le processus de décomposition du sucre en alcool et dioxyde de carbone. Il se produit sous l'influence de micro-organismes sous la forme de la réaction suivante : C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO kcal sucre éthyl dioxyde de carbone énergie alcool gaz En plus de l'alcool éthylique et du dioxyde de carbone, des sous-produits sont également obtenus : acétaldéhyde, glycérine, huiles de fusel (alcools butylique, isobutylique, amylique et isoamylique), acides acétique et succinique, etc.

La fermentation alcoolique des glucides est provoquée par la levure, certains représentants des champignons mucor et certaines bactéries. Cependant, les champignons et les bactéries produisent beaucoup moins d’alcool que les levures. Seuls les glucides peuvent être fermentés, et ce de manière très sélective. La levure ne fermente que certains sucres à 6 carbones (glucose, fructose, mannose). Le processus de fermentation alcoolique comporte plusieurs étapes, consistant en une chaîne de réactions chimiques. La signification biologique de la fermentation alcoolique est qu'une certaine quantité d'énergie est produite, qui est stockée sous forme d'ATP, puis dépensée pour tous les processus vitaux de la cellule.

La fermentation alcoolique est divisée : 1. Fermentation du cheval ; 2. La base. La fermentation haute se déroule de manière très énergique, avec la formation d'une grande quantité de mousse à la surface du substrat et avec la libération rapide de dioxyde de carbone dont les flux transportent la levure dans les couches supérieures du substrat. La levure qui provoque cette fermentation est appelée levure supérieure. Une fois la fermentation terminée, ils se déposent au fond des cuves de fermentation.

La fermentation basse, provoquée par la levure de fond, se déroule beaucoup plus calmement, avec la formation d'une petite quantité de mousse. Le dioxyde de carbone est libéré progressivement et la levure reste dans la couche inférieure du substrat de fermentation. La levure supérieure est utilisée pour produire de l'alcool et de la levure de boulangerie, tandis que la levure inférieure est utilisée pour produire du vin et de la bière. La levure supérieure est parfois utilisée pour produire du vin et de la bière.

La fermentation lactique est le processus d’oxydation anaérobie des glucides dont le produit final est l’acide lactique. Il tire son nom de son produit caractéristique, l'acide lactique. Pour les bactéries lactiques, il s’agit de la principale voie de catabolisme des glucides et de la principale source d’énergie sous forme d’ATP. Les bactéries lactiques sont divisées en 2 groupes : homofermentaires et hétérofermentaires. Les bactéries homofermentaires (par exemple Lactobacillus delbrückii) décomposent les monosaccharides pour produire deux molécules d'acide lactique. Les bactéries hétérofermentaires (par exemple, Bacterium lactis aerogenes) fermentent avec formation d'acide lactique, d'acide acétique, d'alcool éthylique et de CO2, et forment également une petite quantité de substances aromatiques - diacétyle, esters et autres.

La fermentation homofermentaire de l'acide lactique est utilisée pour produire de l'acide lactique dans la production de divers produits laitiers acides, de pain et d'ensilage alimentaire en agriculture. La fermentation hétérofermentaire de l'acide lactique se produit lors de la mise en conserve de divers fruits et légumes par fermentation. La fermentation lactique est la décomposition du sucre par les bactéries lactiques pour produire de l'acide lactique. De manière générale, cela peut être représenté par l'équation suivante : C6H12O6 = 2C3H6O kcal.

Les bactéries lactiques sont sphériques et en forme de bâtonnet. Ils sont immobiles, ne forment pas de spores et sont anaérobies facultatifs. Les bactéries lactiques sont capables de fermenter uniquement les mono- et disaccharides et ne fermentent pas du tout l'amidon et les autres polysaccharides, car elles ne sécrètent pas les enzymes correspondantes. Certaines de ces bactéries produisent des substances antibiotiques qui agissent contre les agents pathogènes intestinaux. Les bactéries lactiques sont répandues dans la nature, on les trouve constamment dans le sol, sur diverses plantes, sur les fruits et légumes, dans le lait, etc. Les bactéries lactiques suivantes sont de la plus grande importance : bactéries lactiques, Streptococcus lactique, bulgare, acidophilus, fromage, Delbruck, concombre, bâtonnets de chou, etc.

La fermentation acide butyrique est une fermentation au cours de laquelle se forme de l'acide butyrique C3H7COOH. Dans ce cas, l’hydrogène et le dioxyde de carbone sont des sous-produits. La fermentation de l'acide butyrique est le résultat de l'activité de bactéries anaérobies, dont le genre Clostridium. Comme son nom l’indique, cette fermentation implique le rancissement des graisses. Ce type de fermentation permet de produire de l’acide butyrique, largement utilisé dans l’industrie. En plus de l'acide butyrique, des acides acétique, propionique, valérique, caproïque, succinique, formique et autres, des alcools éthylique, butylique, amylique et propylique sont également formés. Dans un environnement alcalin, le rendement en alcool butylique et en acétone prédomine, ce qui revêt une grande importance industrielle.

Les bactéries de l'acide butyrique sont des bâtonnets mobiles et plutôt gros. Ils forment des spores situées au centre ou plus près d’une extrémité de la cellule, lui donnant la forme d’un fuseau ou d’une raquette de tennis. Les spores sont assez résistantes à la chaleur et peuvent supporter l'ébullition pendant plusieurs minutes. Un trait caractéristique de ces bactéries est la présence dans les cellules d'un polysaccharide granulosa ressemblant à de l'amidon (sous forme de grains-granules), coloré à l'iode de couleur bleuâtre ou violet brunâtre.

Les bactéries de l'acide butyrique peuvent provoquer la mort massive des pommes de terre et des légumes, le gonflement des fromages, la détérioration des conserves (bombardements), le rancissement du lait, le mouillage de la farine et d'autres produits, ce qui cause de graves dommages à l'économie nationale. Ils provoquent la détérioration des légumes marinés ; L'acide butyrique obtenu confère au produit un goût rance piquant et une odeur piquante et désagréable. Dans les industries basées sur l'activité vitale de la levure, les bactéries de l'acide butyrique sont nuisibles, car l'acide butyrique empoisonne la levure. Les combattre est difficile en raison de la haute résistance des spores.

Processus d'oxydation aérobie Les processus d'oxydation (aérobie) comprennent les processus biochimiques provoqués par des micro-organismes qui se produisent avec la participation de l'oxygène atmosphérique. La plupart des micro-organismes aérobies oxydent les substances organiques lors de la respiration en CO2 et H2O. Cependant, certains ne les oxydent que partiellement. Les produits finaux d’une telle oxydation incomplète sont souvent des acides. Ces produits étant similaires à ceux formés lors des fermentations, certains processus d'oxydation incomplète sont classiquement appelés fermentations oxydatives.

La fermentation acétique est l'oxydation de l'alcool éthylique par des bactéries en acide acétique : CH3CH2OH + O2"=CH3COOH + H2O. Lors de la fermentation acétique, la réaction d'oxydation de l'alcool éthylique se produit en deux étapes : d'abord, de l'acétaldéhyde se forme, qui est ensuite oxydé. en acide acétique : 2CH8CH2OH + O2 -> 2CH3CHO + 2H2O ; 2CH8CHO * 2CH8COOH. 2CH3CHO + 2H2O; 2CH8CNO + 02 -* 2CH8COOH.">

L'agent causal de la fermentation acétique est le champignon de l'acide acétique (Mycoderma aceti). Les bactéries acétiques sont des organismes à Gram négatif, en forme de bâtonnet, non sporulés et strictement aérobies. Parmi eux se trouvent des bactéries mobiles et immobiles. La température optimale de croissance pour diverses bactéries acétiques est de 2035°C. Certaines d'entre elles sont capables de synthétiser les vitamines B1, B2, B12, mais beaucoup ont elles-mêmes besoin de vitamines et, surtout, d'acide pantothénique.

Les bactéries acétiques se trouvent souvent sous forme de longs filaments et beaucoup forment des films à la surface du substrat. Par exemple, A. pasteurianum se caractérise par un film sec et ridé, tandis qu'A. xylinum se caractérise par un film cartilagineux puissant. Certaines bactéries ne forment pas de film continu, mais en produisent seulement des îlots à la surface du liquide ou un « anneau » près des parois du récipient. L'apparition de pellicules est associée à une mucusification des membranes cellulaires. Les bactéries acétiques se caractérisent par une variabilité de la forme de leurs cellules. Dans des conditions de développement défavorables, les bactéries prennent une forme inhabituelle : des filaments épais et longs, des cellules parfois gonflées et laides. Les bactéries de l'acide acétique sont répandues dans la nature : on les trouve sur les fruits mûrs, les baies, les légumes marinés, le vin, la bière et le kvas. La production industrielle de vinaigre à usage alimentaire repose sur la fermentation de l'acide acétique.

Fermentation à l'acide citrique. Lors de la fermentation de l'acide citrique, le sucre est oxydé en acide citrique sous l'influence de champignons. Cet acide était auparavant obtenu à partir du jus d'agrumes - citrons et oranges. Actuellement, il est produit principalement par fermentation. Le champignon Aspergillus niger est utilisé comme agent causal de la fermentation de l'acide citrique. La matière première pour la production d'acide citrique est un produit contenant du sucre - la mélasse. Une solution de mélasse, comprenant environ 15 % de sucre et les nutriments nécessaires au champignon, est versée dans des récipients plats ouverts et inoculée avec des spores fongiques. Les cuves sont placées dans des chambres de fermentation bien ventilées. Le processus de fermentation se poursuit pendant 6 à 8 jours à une température d'environ 30°C.

À la fin de la fermentation, la solution de mélasse située sous le film de champignon est égouttée, puis l'acide citrique en est isolé, qui est soumis à une purification et une cristallisation ultérieures. Le rendement en acide citrique est de % de la quantité de sucre consommée. Récemment, une nouvelle méthode de production d'acide citrique a commencé à être utilisée. Dans ce cas, le champignon ne se situe pas à la surface du substrat fermenté, mais est incrusté avec son mycélium dans l'épaisseur du substrat vigoureusement saturé d'air. Cette méthode accélère le processus d'accumulation d'acide citrique dans le substrat fermentescible. L'acide citrique a de nombreuses applications pratiques ; il est utilisé, par exemple, dans la fabrication de confiseries et de produits culinaires, de boissons gazeuses, etc.

3. Pourriture. La pourriture est la décomposition de substances protéiques par des micro-organismes. Les protéines sont le composant le plus important du monde organique vivant et mort et se trouvent dans de nombreux aliments. Les protéines se caractérisent par une grande diversité et une complexité structurelle. La décomposition des protéines commence par leur hydrolyse sous l'influence d'enzymes protéolytiques libérées par les microbes dans l'environnement. L'hydrolyse des protéines se déroule en plusieurs étapes. Les principaux produits de l'hydrolyse sont des peptones et des polypeptides, qui diffèrent peu de la protéine d'origine, mais ont un poids moléculaire inférieur. Les peptones et les polypeptides sont ensuite décomposés plus profondément pour former des acides aminés, qui sont les produits finaux de l'hydrolyse.

Le processus d’hydrolyse des protéines peut être représenté par le diagramme suivant : protéines peptones polypeptides acides aminés. Les acides aminés subissent une dégradation supplémentaire, entraînant la formation de divers produits de désintégration, dont beaucoup se caractérisent par une odeur désagréable (ammoniac, sulfure d'hydrogène, indole, skatole, mercaptans, etc.). Les produits finaux de décomposition sont l'ammoniac, le dioxyde de carbone, l'eau, le sulfure d'hydrogène et les sels d'acide phosphorique, c'est-à-dire les minéraux.

Dans des conditions anaérobies, une oxydation complète des composés organiques qui sont des produits de la dégradation des acides aminés ne se produit pas. Par conséquent, en plus de l'ammoniac et du dioxyde de carbone, divers acides organiques, alcools, amines et autres composés organiques s'accumulent parmi les substances finales de décomposition, donnant au matériau en décomposition une odeur dégoûtante et nauséabonde. Les micro-organismes putréfiants sont répandus dans la nature. Parmi les micro-organismes putréfactifs, les bactéries revêtent la plus grande importance. Les bactéries putréfactives sont sporulées et non sporulées, aérobies et anaérobies.

Plus souvent que d'autres, la pourriture est causée par les bactéries aérobies suivantes : Bacillus subtilis (bacillus subtilis) et Bacillus mesentericus (bacille de pomme de terre). Ces deux bactéries sont mobiles et forment des spores résistantes aux températures élevées. Bacillus fait également partie des bactéries putréfactives qui détruisent les substances protéiques dans des conditions aérobies. mycoïdes. Cette bactérie est répandue dans le sol. C'est un bâtonnet mobile sporulé. Les agents pathogènes les plus courants et les plus actifs de la carie dans des conditions anaérobies sont Bacillus putrificus et Bacillus sporogenes.

Parmi les anaérobies facultatifs, la décomposition des protéines est causée par Proteus vulgaris (Proteus). Les bactéries sont de petits bâtonnets très mobiles, non sporulés. Cette bactérie a la capacité de changer de forme et de taille sur différents substrats nutritifs. Lorsque les protéines se décomposent, Proteus produit du sulfure d'hydrogène et de l'indole, et dans les milieux riches en glucides, il libère de grandes quantités de dioxyde de carbone et d'hydrogène. Il se développe bien à des températures comprises entre 25 et 37°C. La température optimale de développement pour la plupart des micro-organismes putréfiants se situe entre 25 et 35°C. Les basses températures ne provoquent pas leur mort, mais arrêtent seulement leur développement. À une température de 4 à 6°C, l'activité vitale des micro-organismes putréfiants est supprimée. Les bactéries putréfactives sans spores meurent à des températures supérieures à 60°C, et les bactéries sporulées peuvent résister à une chaleur allant jusqu'à 100°C.

Dans la nature, la dégradation joue un rôle très positif. Il fait partie intégrante du cycle des substances. Les processus de décomposition garantissent que le sol est enrichi des formes d’azote dont les plantes ont besoin. Cependant, les micro-organismes putréfactifs peuvent provoquer la détérioration de nombreux aliments et matériaux contenant des substances protéiques. Pour éviter la détérioration des produits par des micro-organismes putréfiants, il est nécessaire d'assurer un régime de stockage qui exclurait le développement de ces micro-organismes.