Prezentácia na tému "Fyziológia mikroorganizmov." Fyziológia mikroorganizmov

Snímka 14

Oxidačný metabolizmus

Baktérie s oxidačným metabolizmom získavajú energiu dýchaním. Dýchanie je proces získavania energie v oxidačno-redukčných reakciách spojených s oxidačnými fosforylačnými reakciami, v ktorých organické (u organotrofov) a anorganické (v litotrofoch) zlúčeniny môžu byť donory elektrónov a iba anorganické zlúčeniny môžu byť akceptory.

Snímka 15

V závislosti od akceptorov protónov a elektrónov sa baktérie delia na aeróby, fakultatívne anaeróby a obligátne anaeróby. Pre aeróby je akceptorom kyslík. Fakultatívne anaeróby využívajú dýchanie v kyslíkových podmienkach a fermentáciu v podmienkach bez kyslíka. Pre obligátne anaeróby je charakteristická iba fermentácia, v kyslíkových podmienkach dochádza k smrti mikroorganizmov v dôsledku tvorby peroxidov a k otrave bunky.

Snímka 16

Obligátne aeróby (brucella, legionella, pseudomonas, mykobaktérie, antrax) rastú a množia sa len v prítomnosti kyslíka. Kyslík využívajú na získavanie energie kyslíkovým dýchaním. Delia sa na: 1) prísne aeróby (meningokoky, bordetella), ktoré rastú pri parciálnom tlaku vzdušnej atmosféry; 2) mikroaerofily (listérie) rastú pri nízkom parciálnom tlaku atmosférického vzduchu.

Snímka 17

Obligátne anaeróby (bifidobaktérie, laktobacily, klostrídie) nevyužívajú kyslík na výrobu energie. Ich typ metabolizmu je fermentačný. Delia sa na: 1) prísne anaeróby – mikroorganizmy, pre ktoré je molekulárny kyslík toxický; buď zabíja mikroorganizmy, alebo obmedzuje ich rast. Striktné anaeróby získavajú energiu z fermentácie kyseliny maslovej; 2) aerotolerantné mikroorganizmy (baktérie mliečneho kvasenia) využívajú kyslík na výrobu energie, ale môžu existovať v jeho atmosfére. Energia sa získava heterofermentatívnou mliečnou fermentáciou

Snímka 18

Fakultatívne anaeróby (pneumokoky, enterokoky, enterobaktérie, korynebaktérie, Francisella) sú schopné rásť a množiť sa tak v prítomnosti kyslíka, ako aj v jeho neprítomnosti. Majú zmiešaný typ metabolizmu. Proces získavania energie v nich môže nastať dýchaním kyslíka v prítomnosti kyslíka av jeho neprítomnosti prejsť na fermentáciu. Rozdielne fyziologické postoje mikroorganizmov ku kyslíku sú spojené s prítomnosťou enzýmových systémov, ktoré im umožňujú existenciu v kyslíkovej atmosfére.

Snímka 19

Pri oxidačných procesoch prebiehajúcich v kyslíkovej atmosfére vznikajú toxické produkty: peroxid vodíka H2O2 a kyslíkový kyslíkový radikál O2-. Na neutralizáciu toxických foriem kyslíka majú mikroorganizmy, ktoré môžu existovať v jeho atmosfére, ochranné mechanizmy.

Snímka 20

V baktériách s oxidačným metabolizmom je akceptorom elektrónov (alebo vodíka (H+)) molekulárny kyslík. V tomto prípade je pyruvát úplne oxidovaný v cykle trikarboxylových kyselín na C2.

Snímka 21

Cyklus trikarboxylových kyselín (Krebsov cyklus)

Snímka 22

Cyklus trikarboxylových kyselín funguje ako dodávateľ prekurzorov pre biosyntetické procesy, tak aj ako dodávateľ vodíkových atómov, ktoré sa vo forme redukovaného NAD prenášajú na molekulárny kyslík cez sériu transportérov, ktoré majú komplexný štruktúrne navrhnutý multienzýmový systém – dýchací reťazec. Dýchací reťazec u baktérií je lokalizovaný v CPM a v intracelulárnych membránových štruktúrach.

Snímka 23

Typický reťazec vyzerá takto: TCA cyklus → NAD(H2) → flavoproteín → chinón → → cytochrómy: b → c → a → O2

Snímka 24

Z bakteriálnych cytochrómov sa rozlišujú cytochrómy b, c, a a a3. Konečným štádiom prenosu elektrónov (protónov) dýchacím reťazcom je redukcia cytochrómov a - a3 (cytochrómoxidáza). Cytochrómoxidáza je konečná oxidáza, ktorá prenáša elektróny na kyslík. Protóny vznikajúce pri oxidácii FAD alebo chinónov sú viazané iónmi O2- za vzniku vody.

Snímka 25

Tvorba ATP v inhalačnom reťazci je spojená s chemoosmotickým procesom. Špeciálna orientácia nosičov v CPM vedie k prenosu vodíka z vnútorného povrchu membrány na vonkajší, čo vedie k vytvoreniu gradientu atómov vodíka, ktorý sa prejavuje v prítomnosti membránového potenciálu. Energia membránového potenciálu sa využíva na syntézu ATP prostredníctvom ATPázy lokalizovanej v membráne.

Snímka 26

Niektorým baktériám chýbajú cytochrómy a pri kontakte s kyslíkom dochádza k priamemu prenosu vodíka na kyslík pomocou flavoproteínov, pričom konečným produktom je peroxid vodíka – H2O2.

Snímka 27

Okrem uhľohydrátov sú prokaryoty schopné využívať ako zdroj energie aj iné organické zlúčeniny, najmä bielkoviny, ktoré ich úplne oxidujú na CO2 a H2O.

Snímka 28

Aminokyseliny môžu byť použité pri konštruktívnom metabolizme, alebo pri amonifikačných baktériách môžu slúžiť ako hlavný materiál v energetických procesoch pri oxidačnej deaminácii, v dôsledku čoho sa uvoľňuje amoniak a aminokyselina sa premieňa na ketokyselinu, ktorá vstupuje do konštruktívneho metabolizmu cez cyklus trikarboxylových kyselín: 2R–CHNH2 –COOH + О2 →2R–СО –COOH + +2NH3

Zobraziť všetky snímky

Vyplnila: Torokulová A. KLD 13.- 04

Snímka 2

Fyziológia mikroorganizmov je odbor mikrobiológie, ktorý študuje chemické zloženie, procesy výživy, dýchanie a rozmnožovanie mikroorganizmov.

Snímka 3: CHEMICKÉ ZLOŽENIE

Voda je hlavnou zložkou bakteriálnej bunky, ktorá tvorí 75 – 85 %. Sušina je 15-25%. Jedna časť vody je vo voľnom stave, druhá časť je viazaná. Viazaná voda je štruktúrne rozpúšťadlo. Voľná ​​voda slúži ako disperzné médium pre koloidy a rozpúšťadlo pre kryštalické látky, zdroj vodíka a hydroxylových iónov.

Snímka 4: Vedúca úloha patrí štyrom organogénom – kyslíku, vodíku, uhlíku a dusíku

Napríklad v percentách sušiny baktérie obsahujú: uhlík - 45-55, dusík - 8-15, kyslík - 30, vodík - 6-8%. Kvasinky teda obsahujú (%): uhlík - 49, dusík - 12, kyslík - 31, vodík - 6.

Snímka 5: Minerály

Mikrobiálne bunky obsahujú okrem organogénov prvky popola – minerálne látky, ktoré tvoria 3 až 10 % sušiny mikroorganizmov. Medzi nimi má primárny význam fosfor, ktorý je súčasťou nukleových kyselín, lipidov a fosfolipidov. Síra sa nachádza v aminokyselinách, ako je cystín a cysteín. Horčík zabezpečuje činnosť množstva enzýmov, napríklad proteázy. Mikróby bez horčíka nie sú schopné vykazovať proteolytické vlastnosti. Železo je nevyhnutným prvkom pre procesy dýchania a energetického metabolizmu. Mikroelementy: molybdén, kobalt, bór, mangán, zinok, meď, nikel stimulujú procesy rastu a reprodukcie. Chemické prvky tvoria v mikrobiálnych bunkách rôzne organické látky: bielkoviny, sacharidy, lipidy, vitamíny, ktoré sú distribuované v sušine.

Snímka 6: Proteíny

Sú to biologické polymérne zlúčeniny s vysokou molekulovou hmotnosťou, ktoré pri hydrolýze tvoria aminokyseliny. Štrukturálne zložky vírusov, baktérií, rastlinných a živočíšnych buniek. Úloha proteínov v živote mikróbov je dôležitá a rôznorodá: hlavný štrukturálny materiál všetkých bunkových membrán a vykonávajú rôzne funkcie:

Snímka 7

Snímka 8: Proteíny tvoria 50 – 80 % sušiny mikróbov. Existujú dva hlavné typy: proteíny a proteíny.

Proteíny alebo jednoduché bielkoviny (albumín, globulíny, gastóny atď.) sa pri hydrolýze rozkladajú na aminokyseliny (tyrozín, leucín, tryptofán atď.). Môžu obsahovať sacharidovú alebo lipidovú zložku. Proteidy, alebo komplexné bielkoviny, sú zlúčeniny jednoduchých bielkovín (proteínov) s neproteínovými skupinami, nukleová kyselina, polysacharidy, tukom podobné a iné látky. Preto rozlišujú medzi nukleoproteínmi, glykoproteínmi, lipoproteínmi atď.

Snímka 9: Nukleové kyseliny

Sú to vysokomolekulárne biologické polyméry postavené z mononukleotidov. Vyznačujú sa najmä obsahom fosforu (8-10%) a dusíka (15-16%), obsahujú aj uhlík, kyslík a vodík. Obsah nukleových kyselín v bakteriálnej bunke môže byť od 10 do 30 % sušiny, čo závisí od typu baktérie a živného média.

10

Snímka 10: Sacharidy

Baktérie obsahujú sacharidy 12-18% sušiny. Sú to: viacsýtne alkoholy (sorbitol, manitol, dulcitol); polysacharidy (hexózy, pentózy, glykogén, dextrín), monosacharidy (glukóza, kyselina glukurónová atď.). Sacharidy hrajú v mikrobiálnej bunke energetickú úlohu.

11

Snímka 11: Lipidy a lipoidy

Lipidy sú pravé tuky, lipoidy sú tukom podobné látky. Lipidy zohrávajú úlohu rezervných látok av niektorých prípadoch môžu byť použité ako východiskové zložky syntézy bielkovín. S nimi je spojená odolnosť mykobaktérií voči kyselinám. Významne ovplyvňujú aj priepustnosť bunkových membrán a tvoria systém hraničných membrán, ktoré plnia rôzne funkcie na zabezpečenie metabolizmu mikrobiálnej bunky.

12

Snímka 12: ENZÝMY

Enzýmy sú globulárne proteíny. Výživa a dýchanie v mikrobiálnej bunke prebieha za účasti enzýmov, ktoré sú biologickými katalyzátormi, t.j. látok, ktoré ovplyvňujú rýchlosť chemických reakcií, ktoré tvoria metabolizmus mikroorganizmov. Enzýmy sú produkované bunkami a sú schopné pôsobiť, aj keď sú z nich izolované, čo má veľký praktický význam.

13

Snímka 13

14

Snímka 14: Je zvykom rozlišovať medzi exo- a endoenzýmy

Exoenzýmy nie sú spojené so štruktúrou protoplazmy, ľahko sa uvoľňujú do substrátu počas života mikrobiálnej bunky (hydrolytické enzýmy), sú rozpustné v živnom médiu a prechádzajú cez bakteriálne filtre. Endoenzýmy sú pevne spojené s bakteriálnou bunkou a pôsobia iba intracelulárne, ďalej rozkladajú živiny a premieňajú ich na základné časti bunky.

15

Snímka 15: Enzýmy sú rozdelené do šiestich tried:

Oxidoreduktázy sú enzýmy, ktoré katalyzujú redoxné reakcie. Zohrávajú dôležitú úlohu v procesoch výroby biologickej energie. Transferázy sú enzýmy, ktoré katalyzujú prenos jednotlivých radikálov, častí molekúl alebo celých atómových skupín (nie vodíka) z jednej zlúčeniny na druhú.

16

Snímka 16

Hydrolázy sú enzýmy, ktoré za účasti vody katalyzujú rozklad a syntézu komplexných zlúčenín, ako sú bielkoviny, tuky a sacharidy. Lyázy sú enzýmy, ktoré katalyzujú odštiepenie určitých chemických skupín zo substrátov s tvorbou dvojitých väzieb alebo adíciou jednotlivých skupín alebo radikálov na dvojitých väzbách. Izomerázy sú enzýmy, ktoré premieňajú organické zlúčeniny na ich izoméry. Izomerizáciou prechádzajú sacharidy a ich deriváty, organické kyseliny, aminokyseliny atď.. Enzýmy tejto skupiny zohrávajú významnú úlohu v rade metabolických procesov. Ligázy sú enzýmy, ktoré katalyzujú syntézu zložitých organických zlúčenín z jednoduchých.

17

Snímka 17

Veľké množstvo rôznych enzýmov syntetizovaných mikrobiálnymi bunkami umožňuje ich využitie v priemyselnej výrobe na prípravu kyseliny octovej, mliečnej, šťaveľovej, citrónovej, mliečnych výrobkov (syry, acidofil, kumiss), vo vinárstve, pivovarníctve a silážovaní.

18

Snímka 18: METABOLIZMUS

Všetky reakcie na podporu života prebiehajúce v mikrobiálnej bunke a katalyzované enzýmami tvoria metabolizmus alebo metabolizmus. Medziprodukty alebo konečné produkty vytvorené v príslušnom slede enzymatických reakcií, v dôsledku ktorých je kovalentne viazaný skelet konkrétnej biomolekuly zničený alebo syntetizovaný, sa nazývajú metabolity.

19

Snímka 19: Podľa typu výživy sa živé bytosti delia do dvoch skupín: holozoické, holofytické

Holozoický typ výživy je charakteristický pre živočíchy (od vyšších po prvoky). Mikróby patria k holofytickému typu výživy. Nemajú orgány na jedenie a ich živiny prenikajú cez celý povrch tela.

20

Snímka 20: Typy mikrobiálnej výživy

1. Autotrofy, alebo prototrofy, (gr. autos - sám, trofe - potrava) - mikroorganizmy schopné absorbovať uhlík z kyseliny uhličitej (CO2) vo vzduchu. Patria sem nitrifikačné baktérie, železité baktérie, sírne baktérie atď. 2. Heterotrofy (hetero - iné) získavajú uhlík hlavne z hotových organických zlúčenín. Heterotrofy sú pôvodcami rôznych druhov fermentácií, hnilobných mikróbov, ako aj všetkých patogénnych mikroorganizmov: patogény tuberkulózy, brucelózy, listeriózy, salmonelózy, pyogénne mikroorganizmy - stafylokoky, streptokoky, diplokoky a množstvo ďalších patogénnych patogénov pre telo zvieraťa.

21

Snímka 21: Heterotrofy zahŕňajú dve podskupiny: metatrofné a paratrofné mikroorganizmy

22

Snímka 22: Na základe spôsobu asimilácie dusíkatých látok sú mikróby rozdelené do štyroch skupín:

Proteolytický, schopný štiepiť natívne proteíny, peptidy a aminokyseliny. Deaminácia, schopná rozložiť len jednotlivé aminokyseliny, ale nie bielkovinové látky. Dusitan-dusičnan, asimilujúci oxidované formy dusíka. Väzba dusíka so schopnosťou živiť sa atmosférickým dusíkom.

23

Snímka 23: DÝCHANIE

Mikrobiálne dýchanie je biologický proces sprevádzaný oxidáciou alebo redukciou rôznych, najmä organických zlúčenín s následným uvoľňovaním energie vo forme kyseliny adenozíntrifosforečnej (ATP), potrebnej pre mikróby pre fyziologické potreby.

24

Snímka 24: Na základe typu dýchania sú mikroorganizmy rozdelené do štyroch hlavných skupín:

Obligátne (nepodmienené) aeróby rastú s voľným prístupom kyslíka a majú enzýmy, ktoré umožňujú prenos vodíka z oxidovaného substrátu ku konečnému akceptoru – atmosférickému kyslíku. Patria sem baktérie kyseliny octovej, patogény tuberkulózy, antrax a mnohé ďalšie. Mikroaerofilné baktérie sa vyvíjajú pri nízkych (do 1 %) koncentráciách kyslíka v okolitej atmosfére. Takéto podmienky sú priaznivé pre aktinomycéty, Leptospira a Brucella.

25

Snímka 25

Fakultatívne anaeróby vegetujú s prístupom kyslíka aj bez neho. Majú dve sady enzýmov, resp. Ide o veľkú skupinu mikroorganizmov, do ktorej patria najmä enterobaktérie, pôvodca erysipelu u ošípaných. Obligátne (bezpodmienečné) anaeróby sa vyvíjajú v úplnej neprítomnosti kyslíka v prostredí. Anaeróbne podmienky sú nevyhnutné pre baktérie kyseliny maslovej, pôvodcov tetanu, botulizmu, plynatej gangrény, emfyzematózneho karbunkulu a nekrobakteriózy.

26

Snímka 26: RAST A ROZMNOŽOVANIE BAKTÉRIÍ

Pojem "rast" sa týka nárastu cytoplazmatickej hmoty jednotlivej bunky alebo skupiny baktérií ako výsledok syntézy bunkového materiálu (napr. proteínu, RNA, DNA). Po dosiahnutí určitej veľkosti bunka prestane rásť a začne sa množiť. Reprodukcia mikróbov znamená ich schopnosť reprodukovať sa, zvyšovať počet jedincov na jednotku objemu. Inými slovami, môžeme povedať: reprodukcia je nárast počtu jedincov v mikrobiálnej populácii.

27

Snímka 27: Fázy vývoja bakteriálnej populácie

Všeobecný vzorec rastu a reprodukcie bakteriálnej populácie je zvyčajne znázornený graficky vo forme krivky, ktorá odráža závislosť logaritmu počtu živých buniek od času. Typická rastová krivka má tvar S a umožňuje rozlíšiť niekoľko rastových fáz, ktoré nasledujú po sebe v určitom poradí.

28

Snímka 28

29

Snímka 29

1. Počiatočná (stacionárna, latentná alebo pokojová fáza). Predstavuje čas od momentu, keď sú baktérie naočkované na živné médium, až do ich rastu. Počas tejto fázy sa počet živých baktérií nezvyšuje a môže dokonca klesať. Trvanie počiatočnej fázy je 1-2 hodiny 2. Fáza oneskorenia reprodukcie. Počas tejto fázy bakteriálne bunky rýchlo rastú, ale reprodukujú sa slabo. Obdobie tejto fázy trvá približne 2 hodiny a závisí od množstva podmienok: veku plodiny (mladé plodiny sa adaptujú rýchlejšie ako staré); biologické vlastnosti mikrobiálnych buniek (baktérie črevnej skupiny sa vyznačujú krátkym obdobím adaptácie, pre Mycobacterium tuberculosis - dlhým); užitočnosť živného média, teplota rastu, koncentrácia CO2, pH, stupeň prevzdušnenia média, redoxný potenciál atď. Obe fázy sa často spájajú s pojmom „lag phase“ (angl. lag - lag, delay).

30

Snímka 30

3. Logaritmická fáza. V tejto fáze je rýchlosť reprodukcie buniek a nárast bakteriálnej populácie maximálna. Generačné obdobie (lat. generatio - narodenie, rozmnožovanie), teda čas, ktorý uplynie medzi dvoma po sebe nasledujúcimi deleniami baktérií, bude v tomto štádiu pre daný druh konštantný a počet baktérií sa exponenciálne zdvojnásobí. To znamená, že na konci prvej generácie sa z jednej bunky vytvoria dve baktérie, na konci druhej generácie sa z výsledných štyroch vytvoria obe baktérie, deliace sa, tvoria štyri, osem atď. Trvanie logaritmického fáza je 5-6 hodín.

31

Snímka 31

4. Fáza negatívneho zrýchlenia. Rýchlosť rozmnožovania baktérií prestáva byť maximálna, znižuje sa počet deliacich sa jedincov a zvyšuje sa počet úmrtí (trvanie asi 2 hodiny). Jedným z možných dôvodov, ktoré spomaľujú množenie baktérií, je vyčerpanie živného média, teda vymiznutie látok špecifických pre daný bakteriálny druh z neho. 5. Stacionárna maximálna fáza. V ňom sa počet nových baktérií takmer rovná počtu mŕtvych, to znamená, že medzi mŕtvymi bunkami a novovzniknutými bunkami nastáva rovnováha. Táto fáza trvá 2 hodiny.

32

Snímka 32

6. Akceleračná fáza smrti. Vyznačuje sa progresívnou prevahou počtu mŕtvych buniek nad počtom novonarodených buniek. Trvá asi 3 hodiny 7. Logaritmická fáza smrti. K bunkovej smrti dochádza konštantnou rýchlosťou (trvanie približne 5 hodín). 8. Fáza znižovania úmrtnosti. Prežívajúce bunky prechádzajú do stavu pokoja.

33

Snímka 33: Syntéza mikrobiálnych pigmentov, fosforeskujúcich a arómotvorných látok

V procese života mikroorganizmy syntetizujú farbivá - pigmenty, ktoré dávajú kolóniám bakteriálnych kultúr rôzne farby a odtiene, čo sa berie do úvahy pri rozlišovaní mikroorganizmov. Pigmenty sú červené (aktinomycéty, kvasinky, plesne, „úžasná tyčinka“ - Bact. prodigiosum), žlté alebo oranžové (mycobacterium tuberculosis, sarcina, stafylokoky), modré (pseudomonas aeruginosa - Pseudomonos aeruginosa, modrá mliečna baktéria - Bact. syncyaneum), fialová (Chromobacterium violaceum), čierna (niektoré druhy húb, kvasinky, pôdne mikróby).

34

Snímka 34

K tvorbe pigmentu dochádza v prítomnosti kyslíka pri izbovej teplote a slabom osvetlení. Mikroorganizmy, ktoré sa vyvíjajú na potravinových výrobkoch (mlieko, syr, mäso, ryby, maslo, tvaroh), menia svoju farbu. Existujú pigmenty rozpustné vo vode (pseudomonas aeruginosa, modrozelené mliečne baktérie – pyocyanín, syncyanín), v alkohole (pigmenty „úžasných“ baktérií, stafylokoky a sarcin – červená, zlatá, citrónovo žltá a žltá), nerozpustné v voda , ani v alkohole (čierne pigmenty kvasiniek, húb, azotobakterov), uvoľňované do prostredia (chromonárne), zostávajúce v tele mikroorganizmov (chromoforické).

35

Snímka 35

Svetelné mikroorganizmy (fotobaktérie) majú v dôsledku oxidačných procesov v bakteriálnej bunke schopnosť žiariť (luminiscencia). Fotobaktérie sú prísne aeróby, pri prerušení dodávky kyslíka sa ich žiara zastaví. Žiar zhnitého hmyzu, starých stromov, mäsa, rybích šupín, svietiacich termitov, mravcov, pavúkov a iných objektov pozorovaných v prírode sa vysvetľuje prítomnosťou fotobaktérií v nich. Medzi nimi sú koky, vibriá, niektoré huby a baktérie. Dobre sa vyvíjajú na bežných živných pôdach, na rybích a mäsových substrátoch pri teplotách od 15 do 37 °C. Typickým predstaviteľom fotobaktérií je Photobacterium phosphoreum. Nenašli sa žiadne patogénne fotobaktérie.

36

Snímka 36

Mikróby produkujúce arómu majú schopnosť produkovať prchavé aromatické látky, napríklad etylacetát a estery amylacetátu, ktoré dodávajú aromatické vlastnosti vínam, pivu, produktom kyseliny mliečnej, senu a pôde. Typickým predstaviteľom arómotvorných baktérií je Leuconostoc cremoris, ktorý má široké využitie pri výrobe produktov kyseliny mliečnej.

• Veľkosť: 583 kB
• Počet snímok: 37

Popis prezentácie Prezentácia Prednáška 1 Morfológia a fyziológia baktérií na diapozitívoch

Klasifikácia baktérií. Morfológia a fyziológia baktérií, metódy jej štúdia Prednáška

Plán: 1. Morfológia baktérií 2. Vlastnosti štruktúry bakteriálnej bunky: 3. Rast a rozmnožovanie baktérií. 4. Výživa baktérií 5. Dýchanie baktérií. 6. Bakteriálne enzýmy 7. Bakteriálne pigmenty 8. Bakteriálne toxíny

1. Morfológia baktérií. 1. Koky - guľovité bunky s rozmermi 0,5 - 1,0 mikrónu. Mikrokoky sú jednotlivo umiestnené bunky; Diplokoky - párové koky (pneumokok - pôvodca zápalu pľúc (kopijovitý), gonokok - pôvodca kvapavky, meningokok - pôvodca epidemickej meningitídy (fazuľovitého tvaru)

Streptokoky sú okrúhle alebo predĺžené bunky, ktoré tvoria reťazec. Sarcines - majú formu vrecúšok s 8 a viac kokmi. Stafylokoky sú koky usporiadané do tvaru strapca hrozna. Toto usporiadanie je typické pre čistú kultúru, v náteroch je možné vo forme jednotlivých kokov.

2. Tyčinkovité formy sa nazývajú baktérie. Rozmery: dĺžka 1 – 6 mikrónov a hrúbka 0,5 – 2 mikróny. Majú zaoblené konce - E. coli; Majú nasekané konce - pôvodcu antraxu; Majú špicaté konce - pôvodca moru; Majú zahustené konce - pôvodca záškrtu;

Tyčinkové baktérie Pravé spóry Bacillus Clostridia netvoria v prítomnosti kyslíka spóry, v kyslíkovom prostredí klíčia do vegetatívnych foriem, pôvodca antraxu vytvára spóry v prítomnosti kyslíka, ale klíčia do vegetatívnych foriem v prostredí bez kyslíka (tetanus, botulizmus, plynová gangréna)

3. Krútené formy: Virióny – čiarkovité, pôvodca cholery; Spirilla. Väčšina z nich nie je patogénna; Spirochety - od 6 do 18 praslenov.

2. Štrukturálne znaky bakteriálnej bunky Nemajú oddelené jadro Bunková stena baktérií obsahuje špeciálny peptidoglykán - mureín. Jedinými organelami sú ribozómy. Úlohu mitochondrií vykonávajú mezozómy - výrastky cytoplazmatickej membrány. Môžu mať špeciálne organely pohybu - bičíky. Rozmery - od 0,3-0,5 do 5-10 mikrónov.

Organely bakteriálnej bunky Základné: Doplnkové: Nukleoid Cytoplazma Ribozómy Cytoplazmatická membrána Bunková stena Spóry Kapsuly Villi Flagella

1. Bunková stena Význam: udržiava a dáva tvar; reguluje osmotický tlak vo vnútri bunky; zabezpečuje interakciu s vonkajším prostredím; podieľa sa na regulácii metabolizmu; antigénna funkcia; funkcia receptora; nepriamo sa podieľa na regulácii rastu a delenia;

Baktérie Gram-pozitívne (gram +) baktérie Vrstva mureínu tvorí 80 % hmoty bunkovej steny. Podľa Grama sú sfarbené do modra. Bunková stena sa javí ako amorfná. Gram-negatívne (gram -) baktérie Vrstva mureínu tvorí 20 % hmoty bunkovej steny. Podľa Grama sú sfarbené do červena. Bunková stena je jasne definovaná.

2. Cytoplazmatická membrána má normálnu štruktúru: bilipidovú vrstvu a 2 vrstvy proteínov. Má selektívnu permeabilitu, podieľa sa na transporte látok, odstraňovaní exotoxínov, energetickom metabolizme bunky, je osmotickou bariérou, podieľa sa na regulácii rastu a delenia, replikácie DNA, je stabilizátorom chromozómov.

4. Nukleoid je jadrová látka rozptýlená v cytoplazme bunky. nemá jadrovú membránu ani jadierka. Je v nej lokalizovaná kruhová dvojvláknová molekula DNA. Funkcie nukleoidu: riadi charakteristiky a vlastnosti bunky, podieľa sa na prenose genetickej informácie. Extrachromozomálne úseky DNA sa nazývajú plazmidy.

DODATOČNÉ ORGANELY BAKTÉRIÍ 1. Kapsula – prídavný povrchový obal. Vzniká, keď baktérie vstúpia do makroorganizmu. Puzdro chráni mikrobiálnu bunku: - pred fagocytózou - pred protilátkami

Baktérie skutočne kapsulárne - zachovávajú tvorbu kapsuly aj pri pestovaní na živných pôdach, a to nielen v makroorganizme (rod Klebsiella); Falošné kapsulárne - tvoria kapsulu iba vtedy, keď vstúpi do makroorganizmu (patogény pneumónie, antrax);

2. Spóry sú špeciálne formy existencie určitých baktérií v nepriaznivých podmienkach prostredia. Keď sa výtrus ocitne v priaznivých podmienkach, vyklíči do vegetatívnej formy. Aeróbne baktérie tvoriace spóry sú bacily a anaeróbne baktérie sú klostrídie.

Umiestnenie spór: centrálne - pôvodca antraxu. Veľkosť spór nepresahuje priemer bunky; subterminálny - bližšie ku koncu bunky a presahuje šírku bunky - pôvodca botulizmu; terminál - na konci bunky - pôvodca tetanu.

3. Bičíky – organely pohybu. Monotrichs - majú 1 bičík na konci bunky; zabezpečuje rýchly pohyb; Peretrichia - majú niekoľko bičíkov umiestnených po obvode; Lophotrichous - zväzok bičíkov sa nachádza na jednom konci bunky; Amphitrichy - majú jeden bičík na každom konci.

Fázy rozmnožovania bakteriálnych buniek na tekutom živnom médiu: počiatočná stacionárna fáza - lag fáza (fáza pokoja). Trvanie 3 – 4 hodiny; logaritmická fáza násobenia; maximálna stacionárna fáza; zrýchlená fáza smrti;

5. Dýchanie baktérií 1) aeróby – môžu rásť len v prítomnosti kyslíka. 2) obligátne anaeróby – rastú v médiu bez kyslíka, ktorý je pre nich toxický (klostridium botulizmus, plynatosť, tetanus). 3) fakultatívne anaeróby - môžu rásť v prítomnosti kyslíka aj bez neho.

6. Bakteriálne enzýmy, bielkoviny zapojené do procesov anabolizmu a katabolizmu. Je známych viac ako 200 enzýmov. 1) endoenzýmy - pôsobia v samotnej bunke, zabezpečujú syntézu a rozklad rôznych látok. 2) exoenzýmy - pôsobia mimo bunky, podieľajú sa na procese rozkladu veľkých molekúl, ktoré nemôžu preniknúť do bakteriálnej bunky, charakteristické pre grampozitívne baktérie).

7. Pigmenty - farbivá Hodnota: Chrániť mikrobiálnu bunku pred prirodzeným ultrafialovým žiarením; Zúčastnite sa dýchacích procesov; Niektoré majú antibiotické účinky.

8. Toxíny Exotoxíny – vylučované do životného prostredia. Sú bielkovinového pôvodu. Špecifický Nízka stabilita Vysoko toxický Mení sa na anotoxín. Tvoria ich najmä grampozitívne baktérie Endotoxíny sú lipopolysacharidoproteínový komplex. Nie konkrétne. Nízko toxický. Tepelne stabilný. Tvoria ho hlavne gramnegatívne baktérie.

MIKROORGANIZMY

Úvod

Chemické zloženie

Jedenie, dýchanie a rozmnožovanie

Dedičnosť a genetická rekombinácia v baktériách

Záver

ÚVOD

Človek použil baktérie bez toho, aby o ich existencii ešte vedel. Kyslé mliečne výrobky, ocot, cesto atď. boli pripravené pomocou štartovacích kultúr obsahujúcich baktérie.

Človek použil baktérie bez toho, aby o ich existencii ešte vedel. Fermentované mliečne výrobky, ocot a cesto boli pripravené pomocou štartovacích kultúr obsahujúcich baktérie.

Baktérie prvýkrát videl A. Leeuwenhoek, tvorca mikroskopu, pri štúdiu rastlinných infúzií a zubného povlaku.

Baktérie prvýkrát videl A. Leeuwenhoek -

tvorca mikroskopu

Do konca 19. - začiatku 20. stor. Izolovalo sa veľké množstvo baktérií žijúcich v pôde, vode, potravinových produktoch atď., a objavili sa mnohé druhy patogénnych baktérií. Klasické štúdie L. Pasteura v oblasti fyziológie baktérií slúžili ako základ pre štúdium ich metabolizmu. K štúdiu baktérie prispeli ruskí a sovietski vedci S.N. Vinogradsky, V.L. Omelyansky, L. Isachenko, ktorý objavil úlohu baktérií v kolobehu látok v prírode, ktorý umožňuje život na Zemi. Tento smer v mikrobiológii je nerozlučne spätý s rozvojom geológie, biogeochémie, pedológie a s učením V.I. Vernadského o biosfére.

Fyziológia mikroorganizmov študuje životne dôležitú aktivitu mikrobiálnych buniek, procesy ich výživy, dýchania, rastu, reprodukcie a vzorce interakcie s prostredím.

Stanovenie fyziológie týchto mikroorganizmov je dôležité pre stanovenie mikrobiologickej diagnózy, liečbu a prevenciu infekčných chorôb a reguláciu vzťahu tela s prostredím.

MIKROORGANIZMY SÚ DOSLOVNE VŠADE: V PÔDE, VODE, VZDUCHU, VRÁTANE ĽUDSKÉHO TELA. KAŽDÉHO Z NÁS JE OBLOKOVANÉ MNOŽSTVO MIKRÓBOV.

NA KAŽDOM CENTRIME NAŠEJ KOŽE JE MINIMÁLNE 2000 BAKTÉRIÍ.

KAŽDÝ Z KTORÝCH DÝCHA, JEDÁ A NIEKEDY SA AJ POHYBUJE V PRIESTORE.

Nosíme na sebe viac choroboplodných zárodkov, ako máme buniek v tele.

2. CHEMICKÉ

Podľa chemického zloženia baktérií ZLOŽENIE nie je

sa líšia od buniek iných organizmov. Bakteriálna bunka obsahuje 80 % vody a 20 % sušiny. Asi 90 % suchého zvyšku baktérie tvoria vysokomolekulárne zlúčeniny: nukleové kyseliny (10 %), proteíny (40 %), polysacharidy (15 %), peptidoglykón (10 %) a lipidy (15 %); zvyšných 10 % pochádza z monosacharidov, aminokyselín, dusíkatých zásad, anorganických solí a iných zlúčenín s nízkou molekulovou hmotnosťou

CHEMICKÉ ZLOŽENIE

Voda je hlavnou zložkou bakteriálnej bunky. Je vo voľnom alebo viazanom stave so štrukturálnymi prvkami bunky. Vo výtrusoch sa množstvo vody zníži na 18-20%. Voda je rozpúšťadlom mnohých látok a tiež hrá mechanickú úlohu pri poskytovaní turgoru. Pri plazmolýze - strate vody bunkou v hypertonickom roztoku - sa protoplazma oddelí od bunkovej membrány. Odstránenie vody z bunky a jej vysušenie zastavuje metabolické procesy. Väčšina mikroorganizmov dobre znáša sušenie. Pri nedostatku vody sa mikroorganizmy nerozmnožujú.

Proteíny (40-80% sušiny) určujú najdôležitejšie biologické vlastnosti baktérií a zvyčajne pozostávajú z kombinácií 20 aminokyselín. Baktérie obsahujú kyselinu diaminopimelovú, ktorá chýba v ľudských a zvieracích bunkách. Baktérie obsahujú viac ako 2000 rôznych proteínov, ktoré sa nachádzajú v ich štruktúrnych zložkách a podieľajú sa na metabolických procesoch. Väčšina proteínov má enzymatickú aktivitu. Proteíny bakteriálnej bunky určujú antigenicitu a imunogenicitu, virulenciu a druhy baktérií. Nukleové kyseliny baktérií plnia funkcie podobné nukleovým kyselinám eukaryotických buniek: molekula DNA vo forme chromozómu je zodpovedná za dedičnosť, ribonukleové kyseliny (informačné, resp. matricové, transportné a ribozomálne) sa podieľajú na biosyntéze bielkovín.

Sacharidy baktérií sú zastúpené jednoduchými látkami (mono- a disacharidy) a komplexnými zlúčeninami. Polysacharidy sú často obsiahnuté v kapsulách. Niektoré intracelulárne polysacharidy (škrob, glykogén atď.) sú rezervné živiny.

1. Metabolizmus ako hlavná vlastnosť živého organizmu. Chemické zloženie mikrobiálnej bunky. Fyziológia mikroorganizmov. Telo je v komplexnom vzťahu s prostredím. Z nej prijíma potravu, vodu, kyslík, svetlo a teplo. Tým, že prostredníctvom týchto látok a energie vytvára masu živej hmoty, buduje svoje telo. Využitím tohto prostredia ho však organizmus vďaka svojej životnej činnosti súčasne ovplyvňuje a mení. V dôsledku toho je hlavným procesom interakcie medzi organizmom a prostredím metabolizmus a energia.

Metabolizmus je jednou zo základných vlastností živej hmoty, nevyhnutnou podmienkou života. V procese metabolizmu sa voľná energia spotrebováva aj akumuluje v zložitých organických zlúčeninách alebo vo forme elektrických nábojov na povrchu bunkových membrán.

Fyzikálne a chemické procesy v živom organizme nestrácajú svoj vnútorný kvalitatívny obsah, ale výrazne sa menia v smere, ktorý určujú zákonitosti vývoja živej hmoty. Akumulácia voľnej energie bola možná iba v živom organizme. Táto kvalitatívne nová forma výmeny energie sa objavila od oddelenia živých vecí od neživých vecí.

Chemické zloženie mikrobiálnej bunky Mikrobiálne bunky pozostávajú zo 7585 % vody a 1525 % sušiny. Sušina bunky pozostáva z uhlíka, kyslíka, dusíka, vodíka a minerálnych prvkov. Každá bunka obsahuje veľa chemických prvkov zapojených do rôznych chemických reakcií. Chemické procesy prebiehajúce v bunke sú jednou z hlavných podmienok jej života, vývoja a fungovania. Niektorých chemických prvkov je v bunke viac, iných menej.

Makroprvky Makroprvky zahŕňajú kyslík (6575 %), uhlík (1518 %), vodík (810 %), dusík (2,03,0 %), draslík (0,150,4 %), síru (0,150,2 %), fosfor ( 0,21,0 %), chlór (0,050,1 %), horčík (0,020,03 %), sodík (0,02 0,03 %), vápnik (0,042,00 %), železo (0,010,015 %). Prvky ako C, O, H, N, S, P sú súčasťou organických zlúčenín.

Mikroelementy Mikroelementy, ktoré tvoria od 0,001 % do 0, % telesnej hmotnosti živých bytostí, zahŕňajú vanád, germánium, jód (časť tyroxínu, hormón štítnej žľazy), kobalt (vitamín B12), mangán, nikel, ruténium, selén, fluór (zubná sklovina), meď, chróm, zinok.

Ultramikroelementy Ultramikroelementy tvoria menej ako 0,% v organizmoch živých bytostí, patrí sem zlato, striebro, ktoré pôsobí baktericídne, ortuť, ktorá potláča spätné vstrebávanie vody v obličkových tubuloch, ovplyvňujúce enzýmy. Medzi ultramikroelementy patrí aj platina a cézium. Niektorí do tejto skupiny zaraďujú aj selén, pri jeho nedostatku vzniká rakovina. Funkcie ultramikroelementov sú stále nedostatočne pochopené.

Fyziológia mikroorganizmov Fyziológia mikroorganizmov študuje funkcie, ako aj biochemické procesy prebiehajúce v ich bunkách a prostredí. Konkrétne fyziológia mikroorganizmov skúma ich výživu, dýchanie, rozmnožovanie, pohyb, tvorbu spór a premenu látok.

K výžive mikroorganizmov dochádza difúziou (nezávislý prienik) a osmózou (prienik pod vplyvom niečoho) tekutých živín cez polopriepustnú bunkovú membránu a uvoľňovaním produktov látkovej výmeny smerom von. Rýchlosť procesu prenikania živín cez membránu závisí od štruktúry bunky vrátane koncentrácie živín v nej a prostredí a vonkajších podmienok.

Väčšina mikroorganizmov žije vo fyziologických roztokoch, ktoré sa blížia k 0,5% roztoku chloridu sodného, ​​čo poskytuje osmotický tlak bunkovej šťavy do 36 atmosfér. Keď sa mikroorganizmy vpravia do koncentrovaných hypertonických roztokov kuchynskej soli alebo cukru, voda z nich sa odsaje a protoplazma buniek sa zmenší. Tento jav sa nazýva plazmolýza. Za takýchto podmienok sa mikroorganizmy prestávajú vyvíjať a vo väčšine prípadov zomierajú.

Mikroorganizmy umiestnené v hypotonických roztokoch (destilovaná voda) vplyvom vody prúdiacej zvonka veľmi napučiavajú, zaguľacujú sa a niektoré prasknú. Fenomén opuchu sa nazýva plazmoptis. Mikroorganizmy využívajú na výživu širokú škálu látok. V živej mikrobiálnej bunke je koncentrácia látok vždy o niečo vyššia ako v prostredí. Preto dochádza k miernemu nadmernému prítoku vody z vonkajšieho prostredia do bunky, v dôsledku čoho sa jej elastická membrána napína. Tento stav bunky sa nazýva turgor a tlak, ktorý napína membránu, sa nazýva turgor.

Podľa spôsobu využitia uhlíka sa mikroorganizmy delia na autotrofy (samotné auto, výživa trofov) a heterotrofy (heteros iné). Autotrofy alebo prototrofy (protos simplex) absorbujú uhlík z atmosférického oxidu uhličitého. Heterotrofy sú mikroorganizmy, ktoré absorbujú uhlík len z hotových organických zlúčenín. Patria sem fermentačné mikroorganizmy, hnilobné a patogénne (choroby spôsobujúce) mikroorganizmy.

Heterotrofné mikroorganizmy sa zasa delia na metatrofné (metatrofná a trofická výživa), alebo saprofyty (hnitý saprox, fytónová rastlina) a paratrofné (paratrofná, trofická výživa) alebo patogénne. Prvé sa živia mŕtvymi živinami, druhé sa rozmnožujú iba v živých bytostiach. Paratrofy sú pôvodcami chorôb rastlín, bezstavovcov a stavovcov. Rozdelenie mikroorganizmov na autotrofy, metatrofy a paratrofy je veľmi ľubovoľné. Medzi nimi nie sú žiadne ostré čiary. Mnoho paratrofov (patogénnych mikroorganizmov) sa môže vyvinúť aj na mŕtvych živných pôdach.

Dýchanie mikroorganizmov. Výživa mikroorganizmov zabezpečuje stavbu membrány, cytoplazmy a jadrovej látky, ako aj reprodukciu. Výživa je spravidla sprevádzaná endotermickými reakciami (s absorpciou tepla) a dýchanie je naopak sprevádzané exotermickými reakciami (s uvoľňovaním tepla). Tieto procesy prebiehajú súčasne a zabezpečujú metabolizmus potrebný pre život, vyjadrený v asimilácii (asimilácii) potrebných látok a disimilácii (odstránení) odpadových škodlivých toxínov.

Podľa typu dýchania sa mikroorganizmy delia na aeróbne (vzdušný vzduch) a anaeróbne (nevyžadujúce vzdušný kyslík). Aeróby žijú v prítomnosti vzdušného kyslíka a tepelnú energiu získavajú oxidáciou a rozkladom uhľohydrátov, pričom uhľohydrát sa rozkladá na vodu a oxid uhličitý, pričom sa uvoľňuje veľké množstvo energie. Gram molekuly glukózy teda produkuje 688 veľkých kalórií tepla. Reakcia prebieha podľa vzorca C6H = 6CO + 6H kilokalórií.

Anaeróby môžu žiť a vyvíjať sa iba v neprítomnosti atmosférického kyslíka, pre anaeróbov je takýto kyslík jed. Počas procesu dýchania tieto mikroorganizmy získavajú energiu a viazaný kyslík potrebný na stavbu buniek rozkladom organických zlúčenín. Existuje mnoho prechodných skupín medzi povinnými (prísnymi) aeróbmi a anaeróbmi. Existujú mikroorganizmy, fakultatívne (voliteľné) aeróby a anaeróby, ktoré sa môžu vyvíjať v oboch podmienkach.

2. Fermentácia Fermentácia je anaeróbny metabolický rozklad molekúl (ako sú cukry alebo glukóza) mikroorganizmami za vzniku produktov ako etanol, oxid uhličitý, kyselina mliečna, kyselina octová, etylén atď. Fermentácia sa často používa na prípravu alebo skladovanie potravín. Častejšie, keď sa hovorí o kvasení, majú na mysli premenu cukru na alkohol pomocou kvasiniek, ale napríklad pri výrobe jogurtov sa používa kvasenie pomocou iných baktérií.

Fermentácia je rozdelená do 2 skupín: 1. Typická anaeróbna fermentácia; 2. Relatívne aeróbne fermentácie. Typické anaeróbne fermentácie sú: 1. Alkoholová fermentácia; 2. Mliečna fermentácia; 3. fermentácia kyseliny maslovej; Relatívne aeróbne fermentácie: 1. Fermentácia kyselinou octovou; 2. Fermentácia kyselinou citrónovou.

Typické fermentácie Alkoholové kvasenie je proces oxidácie sacharidov, ktorého výsledkom je vznik etylalkoholu, oxidu uhličitého a uvoľnenie energie. Alkoholové kvasenie je proces rozkladu cukru na alkohol a oxid uhličitý. Vyskytuje sa pod vplyvom mikroorganizmov vo forme nasledujúcej reakcie: C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO kcal cukor etyloxid uhličitý energia alkohol plyn Okrem etylalkoholu a oxidu uhličitého sa získavajú aj vedľajšie produkty: acetaldehyd, glycerín, fuselové oleje (butyl, izobutyl, amyl a izoamylalkoholy), kyseliny octové a jantárové atď.

Alkoholovú fermentáciu sacharidov spôsobujú kvasinky, niektorí zástupcovia hlienových húb a niektoré baktérie. Plesne a baktérie však produkujú oveľa menej alkoholu ako kvasinky. Fermentovať možno len sacharidy, a to veľmi selektívne. Kvasinky fermentujú len niektoré 6-uhlíkové cukry (glukóza, fruktóza, manóza). Proces alkoholovej fermentácie je viacstupňový, pozostáva z reťazca chemických reakcií. Biologický význam alkoholovej fermentácie spočíva v tom, že sa vyrába určité množstvo energie, ktorá sa ukladá vo forme ATP a potom sa vynakladá na všetky životne dôležité procesy bunky.

Alkoholové kvasenie sa delí: 1. Konské kvasenie; 2. Grassroots. Vrchné kvasenie prebieha veľmi energicky, s tvorbou veľkého množstva peny na povrchu substrátu a s rýchlym uvoľňovaním oxidu uhličitého, ktorého prúdy unášajú kvasinky do vrchných vrstiev substrátu. Kvasinky, ktoré spôsobujú toto kvasenie, sa nazývajú vrchné kvasinky. Po ukončení fermentácie sa usadia na dne fermentačných nádob.

Spodné kvasenie, spôsobené spodnými kvasnicami, prebieha oveľa pokojnejšie, s tvorbou malého množstva peny. Oxid uhličitý sa uvoľňuje postupne a kvasinky zostávajú v spodnej vrstve fermentačného substrátu. Vrchné kvasnice sa používajú na výrobu liehu a pekárskeho droždia, spodné na výrobu vína a piva. Vrchné kvasinky sa niekedy používajú na výrobu vína a piva.

Mliečna fermentácia je proces anaeróbnej oxidácie sacharidov, ktorej konečným produktom je kyselina mliečna. Svoj názov dostal podľa charakteristického produktu, kyseliny mliečnej. Pre baktérie mliečneho kvasenia je hlavnou cestou katabolizmu sacharidov a hlavným zdrojom energie vo forme ATP. Baktérie mliečneho kvasenia sa delia na 2 skupiny – homofermentatívne a heterofermentatívne. Homofermentatívne baktérie (napr. Lactobacillus delbrückii) štiepia monosacharidy za vzniku dvoch molekúl kyseliny mliečnej. Heterofermentatívne baktérie (napríklad Bacterium lactis aerogenes) kvasia za tvorby kyseliny mliečnej, kyseliny octovej, etylalkoholu a CO2 a tvoria aj malé množstvo aromatických látok - diacetyl, estery a iné.

Homofermentatívna mliečna fermentácia sa používa na výrobu kyseliny mliečnej pri výrobe rôznych kyslomliečnych výrobkov, chleba a kŕmnej siláže v poľnohospodárstve. Heterofermentatívna mliečna fermentácia nastáva pri konzervovaní rôznych druhov ovocia a zeleniny fermentáciou. Mliečna fermentácia je rozklad cukru baktériami mliečneho kvasenia za vzniku kyseliny mliečnej. Vo všeobecnosti ho možno znázorniť nasledujúcou rovnicou: C6H12O6 = 2C3H6O kcal.

Baktérie mliečneho kvasenia sú guľovitého tvaru a tvaru tyčinky. Sú nepohyblivé, netvoria spóry a sú fakultatívne anaeróbne. Baktérie mliečneho kvasenia sú schopné fermentovať iba mono- a disacharidy a vôbec nefermentujú škrob a iné polysacharidy, pretože nevylučujú zodpovedajúce enzýmy. Niektoré z týchto baktérií produkujú antibiotické látky, ktoré pôsobia proti črevným patogénom. Baktérie mliečneho kvasenia sú v prírode rozšírené, neustále sa nachádzajú v pôde, na rôznych rastlinách, na ovocí a zelenine, v mlieku a pod.. Najväčší význam majú tieto baktérie mliečneho kvasenia: baktérie mliečneho kvasenia, Streptococcus kyselina mliečna, bulharský, acidophilus, syr, Delbruck, uhorka, kapustové tyčinky atď.

Fermentácia kyseliny maslovej je fermentácia, pri ktorej vzniká kyselina maslová C3H7COOH. V tomto prípade sú vedľajšími produktmi vodík a oxid uhličitý. Fermentácia kyseliny maslovej je výsledkom činnosti anaeróbnych baktérií, medzi ktoré patrí aj rod Clostridium. Ako už názov napovedá, táto fermentácia zahŕňa žltnutie tukov. Tento typ fermentácie sa používa na výrobu kyseliny maslovej, ktorá je široko používaná v priemysle. Okrem kyseliny maslovej, kyseliny octovej, propiónovej, valérovej, kaprónovej, jantárovej, mravčej a iných kyselín vznikajú aj etylalkohol, butylalkohol, amylalkohol a propylalkohol. V alkalickom prostredí prevláda výťažok butylalkoholu a acetónu, ktorý má veľký priemyselný význam.

Baktérie kyseliny maslovej sú mobilné, pomerne veľké tyčinky. Tvoria spóry, ktoré sú umiestnené v strede alebo bližšie k jednému koncu bunky, čo jej dáva tvar vretena alebo tenisovej rakety. Spóry sú pomerne odolné voči teplu a vydržia niekoľko minút varu. Charakteristickým znakom týchto baktérií je prítomnosť škrobu podobného polysacharidu v bunkách (vo forme zŕn-granúl), zafarbeného jódom v modrastej alebo hnedofialovej farbe.

Baktérie kyseliny maslovej môžu spôsobiť masívne odumieranie zemiakov a zeleniny, napučiavanie syrov, kazenie konzerv (bombardovanie), žltnutie mlieka, vlhnutie múky a iných produktov, čo spôsobuje veľké škody v národnom hospodárstve. Spôsobujú kazenie nakladanej zeleniny; Výsledná kyselina maslová dáva produktu štipľavú stuchnutú chuť a štipľavý a nepríjemný zápach. V odvetviach založených na životne dôležitej aktivite kvasiniek sú baktérie kyseliny maslovej škodcami, pretože kyselina maslová kvasinky otrávi. Boj s nimi je náročný kvôli vysokej odolnosti spór.

Aeróbne oxidačné procesy Oxidačné (aeróbne) procesy zahŕňajú biochemické procesy spôsobené mikroorganizmami, ktoré prebiehajú za účasti vzdušného kyslíka. Väčšina aeróbnych mikroorganizmov oxiduje organické látky pri dýchaní na CO2 a H2O. Niektoré ich však oxidujú len čiastočne. Konečnými produktmi takejto neúplnej oxidácie sú často kyseliny. Pretože tieto produkty sú podobné tým, ktoré vznikajú počas fermentácie, niektoré procesy neúplnej oxidácie sa bežne nazývajú oxidačné fermentácie.

Fermentácia kyselinou octovou je oxidácia etylalkoholu baktériami na kyselinu octovú: CH3CH2OH + O2"=CH3COOH + H2O. Počas fermentácie kyselinou octovou prebieha oxidačná reakcia etylalkoholu v dvoch fázach: najprv vzniká acetaldehyd, ktorý sa následne oxiduje do kyseliny octovej: 2CH8CH2OH + O2 -> 2CH3CHO + 2H2O; 2CH8CHO * 2CH8COOH. 2CH3CHO + 2H20; 2CH8CNO + 02-* 2CH8COOH.>

Pôvodcom fermentácie kyseliny octovej je huba kyseliny octovej (Mycoderma aceti) Baktérie kyseliny octovej sú gramnegatívne, tyčinkovité, bezspórové, prísne aeróbne organizmy. Medzi nimi sú mobilné a nepohyblivé baktérie. Optimálna teplota rastu pre rôzne baktérie kyseliny octovej je 2035 °C. Niektoré z nich sú schopné syntetizovať vitamíny B1, B2, B12, ale mnohé z nich potrebujú vitamíny a predovšetkým kyselinu pantoténovú.

Baktérie kyseliny octovej sa často nachádzajú vo forme dlhých vlákien a mnohé tvoria filmy na povrchu substrátu. Napríklad A. pasteurianum sa vyznačuje suchým, zvrásneným filmom, zatiaľ čo A. xylinum sa vyznačuje silným, chrupavkovým filmom. Niektoré baktérie nevytvárajú súvislý film, ale vytvárajú z neho iba ostrovčeky na povrchu kvapaliny alebo „prstenec“ pri stenách nádoby. Vzhľad filmov je spojený so slizničením bunkových membrán. Pre baktérie kyseliny octovej je charakteristická variabilita tvaru buniek. Za nepriaznivých vývojových podmienok baktérie nadobúdajú nezvyčajný tvar: hrubé, dlhé vlákna, niekedy opuchnuté, škaredé bunky. Baktérie kyseliny octovej sú v prírode rozšírené, nachádzajú sa na zrelom ovocí, bobuliach, nakladanej zelenine, víne, pive a kvase. Priemyselná výroba octu na potravinárske účely je založená na fermentácii kyselinou octovou.

Fermentácia kyselinou citrónovou. Počas fermentácie kyseliny citrónovej sa cukor vplyvom húb oxiduje na kyselinu citrónovú. Táto kyselina sa predtým získavala zo šťavy citrusových plodov – citrónov a pomarančov. V súčasnosti sa vyrába hlavne fermentáciou. Huba Aspergillus niger sa používa ako pôvodca fermentácie kyseliny citrónovej. Surovinou na výrobu kyseliny citrónovej je produkt s obsahom cukru – melasa. Do plochých otvorených nádob sa naleje roztok melasy, ktorý obsahuje asi 15 % cukru a živiny potrebné pre hubu a naočkuje sa spórami húb. Nádoby sú umiestnené vo fermentačných komorách, ktoré sú dobre vetrané. Proces fermentácie pokračuje 6-8 dní pri teplote okolo 30°C.

Na konci fermentácie sa roztok melasy spod hubového filmu vypustí, potom sa z neho izoluje kyselina citrónová, ktorá sa podrobí následnému čisteniu a kryštalizácii. Výťažnosť kyseliny citrónovej je % z množstva spotrebovaného cukru. Nedávno sa začal používať nový spôsob výroby kyseliny citrónovej. V tomto prípade sa huba nenachádza na povrchu fermentovaného substrátu, ale je svojim mycéliom zapustená do hrúbky substrátu, ktorý je silne nasýtený vzduchom. Táto metóda urýchľuje proces akumulácie kyseliny citrónovej vo fermentovateľnom substráte. Kyselina citrónová má široké praktické využitie, používa sa napríklad pri výrobe cukroviniek a kulinárskych výrobkov, nealkoholických nápojov atď.

3. Hnijúce. Hnitie je rozklad bielkovinových látok mikroorganizmami. Bielkoviny sú najdôležitejšou zložkou živého a mŕtveho organického sveta a nachádzajú sa v mnohých potravinách. Proteíny sa vyznačujú veľkou rozmanitosťou a štrukturálnou zložitosťou. Rozklad bielkovín začína jeho hydrolýzou pod vplyvom proteolytických enzýmov uvoľňovaných mikróbmi do prostredia. Hydrolýza bielkovín prebieha v niekoľkých fázach. Primárnymi produktmi hydrolýzy sú peptóny a polypeptidy, ktoré sa málo líšia od pôvodného proteínu, ale majú nižšiu molekulovú hmotnosť. Peptóny a polypeptidy sa potom štiepia hlbšie za vzniku aminokyselín, ktoré sú konečnými produktmi hydrolýzy.

Proces hydrolýzy proteínov možno znázorniť nasledovným diagramom: proteín peptóny polypeptidy aminokyseliny. Aminokyseliny podliehajú ďalšiemu rozkladu, čo vedie k tvorbe rôznych produktov rozpadu, z ktorých mnohé sa vyznačujú nepríjemným zápachom (amoniak, sírovodík, indol, skatol, merkaptány atď.). Konečnými produktmi rozkladu sú amoniak, oxid uhličitý, voda, sírovodík a soli kyseliny fosforečnej, teda minerály.

V anaeróbnych podmienkach nedochádza k úplnej oxidácii organických zlúčenín, ktoré sú produktmi rozkladu aminokyselín. Preto sa medzi konečnými látkami rozkladu okrem amoniaku a oxidu uhličitého hromadia rôzne organické kyseliny, alkoholy, amíny a iné organické zlúčeniny, ktoré dodávajú hnijúcemu materiálu nechutný zápach. Hnilobné mikroorganizmy sú v prírode rozšírené. Spomedzi hnilobných mikroorganizmov majú najväčší význam baktérie. Hnilobné baktérie sú spórotvorné a nespórotvorné, aeróbne a anaeróbne.

Častejšie ako iné spôsobujú hnilobu nasledujúce aeróbne baktérie: Bacillus subtilis (bacillus subtilis) a Bacillus mesentericus (bacil zemiakový). Obe tieto baktérie sú pohyblivé a tvoria spóry, ktoré sú odolné voči vysokým teplotám. Bacillus tiež patrí medzi hnilobné baktérie, ktoré ničia bielkovinové látky v aeróbnych podmienkach. mycoides. Táto baktéria je rozšírená v pôde. Je to pohyblivá tyčinka tvoriaca výtrusy. Najbežnejšími a najaktívnejšími patogénmi rozpadu v anaeróbnych podmienkach sú Bacillus putrificus a Bacillus sporogenes.

Medzi fakultatívnymi anaeróbmi je rozklad bielkovín spôsobený Proteus vulgaris (Proteus). Baktérie sú malé, nenosné, veľmi pohyblivé tyčinky. Táto baktéria má schopnosť meniť tvar a veľkosť na rôznych živných substrátoch. Keď sa proteín rozkladá, proteus produkuje sírovodík a indol a v médiách bohatých na sacharidy uvoľňuje veľké množstvo oxidu uhličitého a vodíka. Dobre sa vyvíja pri teplotách medzi 25-37°C. Optimálna vývojová teplota pre väčšinu hnilobných mikroorganizmov je v rozmedzí 25-35°C. Nízke teploty nespôsobujú ich smrť, ale iba zastavujú ich vývoj. Pri teplote 4-6°C je životne dôležitá aktivita hnilobných mikroorganizmov potlačená. Nespórové hnilobné baktérie odumierajú pri teplotách nad 60°C a spórotvorné baktérie vydržia zahriatie až na 100°C.

V prírode zohráva rozklad veľkú pozitívnu úlohu. Je neoddeliteľnou súčasťou kolobehu látok. Procesy rozkladu zabezpečujú, že pôda je obohatená o formy dusíka, ktoré rastliny potrebujú. Hnilobné mikroorganizmy však môžu spôsobiť znehodnotenie mnohých potravín a materiálov obsahujúcich bielkovinové látky. Aby sa zabránilo znehodnoteniu produktov hnilobnými mikroorganizmami, je potrebné zabezpečiť režim skladovania, ktorý by vylúčil rozvoj týchto mikroorganizmov.