Термофільні бактерії: користь та шкода для людини. Мезофільні мікроорганізми Мезофільні організми

група мікробів, температурні межі зростання яких знаходяться в межах 20 -45 ° С (оптимальна температура 35-37 ° С). Нижня межа температури спокою та смерті залежно від видової приналежності та форми існування починається від 20°С і тягнеться до глибоких мінусових температур. Верхня межа зони спокою починається з 40-45°С, смерті у вегетативних форм більшості видів 60-70°С при годинній експозиції, суперечка у вологому середовищі-100-130°С при півгодинній експозиції, в сухому середовищі-180°С також при півгодинної експозиції. Мешкають в організмі теплокровних тварин, у ґрунті, воді, ін. середовищах, що містять достатню вологість та поживні речовини в межах своєї температурної зони зростання. Можуть деякий час переживати у повітрі.

Дивитись значення Мезофільні мікроорганізмив інших словниках

Мікроорганізми Мн.- 1. Найдрібніші, переважно одноклітинні, організми, видимі тільки в мікроскоп (бактерії, мікроскопічні гриби та водорості, найпростіші).
Тлумачний словник Єфремової

Бактерія Мезофільні(син. мезофіли) Би., температурний оптимум розвитку яких знаходиться в межах +20
Великий медичний словник

Капсульні мікроорганізми- Бактерії, дріжджі та інші мікроскопічні організми, клітини яких оточені слизовою капсулою, що захищає їх від несприятливих зовнішніх впливів. Деякі хвороботворні........

Мікроорганізми- (Мікроби) - дрібні, переважно одноклітинні, організми, видимі тільки в мікроскоп: бактерії, мікроскопічні гриби і водорості, найпростіші. Іноді до мікроорганізмів.
Великий енциклопедичний словник

Хворобливі Мікроорганізми- хвороботворні мікроорганізми
(патогенні мікроорганізми), віруси, рикетсії, бактерії, мікроскопічні патогенні гриби, найпростіші, що викликають при попаданні.

Характер дії антибіотиків на мікроорганізми— За характером дії антибіотики поділяються на бактерицидні та бактеріостатичні. Бактерицидна дія характеризується тим, що під впливом антибіотика.
Біологічна енциклопедія

Літотрофні мікроорганізми- Використовують неорганіч. речовини як окислювані субстрати - донори електронів. Розрізняють фото- та хемолітотрофні мікроорганізми. У фотолітотрофних мікроорганізмів.
Біологічний енциклопедичний словник

Мезофільні мікроорганізми— (від мезо... і...філ) займають проміжне положення між психрофільними та термофільними мікроорганізмами. Оптимальна темп-pa зростання для М. м. 25-37 ° С, мінімальна -........
Біологічний енциклопедичний словник

Мікроорганізми- мікроби, мікроорганізми, помітні тільки під мікроскопом. Відкриті у 17 ст. А. Левенгуком. Серед М.- представники різних царств органіч. світу, що належать до прокаріотів.
Біологічний енциклопедичний словник

Міксотрофні мікроорганізми- (Від грец. mixis - змішання і...троф). організми, здатні поєднувати одночасно разл. типи харчування (обмін речовин). наприклад, мн. пурпурні бактерії використовують СО2 по автотрофному........
Біологічний енциклопедичний словник

Органотрофні мікроорганізми- Використовують органіч. речовини в якості окислюваних субстратів (донорів електронів) для отримання відновника (фотоорганотрофи - багато пурпурових несірчаних бактерій),........
Біологічний енциклопедичний словник

Патогенні мікроорганізми- Патогенні мікроорганізми
те саме, що хвороботворні мікроорганізми.
Біологічний енциклопедичний словник

Психрофільні мікроорганізми- (Від грец. psychros-холодний і ... філ), кріофільні мікроорганізми, здатні добре рости при 0 ° С і більш низьких темп-pax (до -10 ° С). Оптим. темп-ра зростання у облігатних П. м. 10-15 ° С........
Біологічний енциклопедичний словник

Фототрофні мікроорганізми- (Від фото ... і ... троф), фотосинтезуючі мікроорганізми, використовують енергію світла для біосинтезу компонентів клітин та ін енергозалежних процесів, що забезпечує ........
Біологічний енциклопедичний словник

Мікроорганізми- дрібні організми, що мають різну будову та різноманітні біологічні властивості. Вивченням будови М., їх морфології та фізіології, життєвих циклів та систематики........
Медична енциклопедія

ЗИМОГЕНІ МІКРООРГАНІЗМИ- ЗИМОГЕНІ МІКРООРГАНІЗМИ мікроорганізми, для яких характерна потреба у високій концентрації субстрату; їх вегетативне зростання, або "цвітіння",........
Екологічний словник

МІКРООРГАНІЗМИ- МІКРООРГАНІЗМИ (від мікро... та організми), мікроби, дрібні живі істоти (розміром від 50 до 500 мкм), які видно тільки під мікроскопом (віруси,........
Екологічний словник

ТЕРМОГЕННІ МІКРООРГАНІЗМИ- ТЕРМОГЕННІ МІКРООРГАНІЗМИ (від термо... і...ген,...генний), мікроорганізми, що беруть участь у процесі бродіння, при якому відбувається окислення органічного........
Екологічний словник

Чи є бактерії в продуктах фірми Данон Activia Regularis, а звідки ці бактерії беруть? Хвилює - чи не ферменти тварини і отримав найкращу відповідь

Відповідь від LD 50[гуру]
ВИДІЛЕННЯ ЧИСТИХ КУЛЬТУР МОЛОЧНОКИСЛИХ БАКТЕРІЙ І ВИЗНАЧЕННЯ ВИРОБНИЧОЇ ЦІННОСТІ
Для підтримки заквасок у найактивнішому стані необхідно постійно проводити заміну заквасочных штамів, що пов'язані з зміною біологічних властивостей заквасочных мікроорганізмів за її тривалому культивуванні і зберіганні.
Цим обумовлена ​​необхідність виділення чистих культур молочнокислих бактерій з метою отримання виробничоцінних штамів заквасочних мікроорганізмів.
Виділення чистих культур молочнокислих бактерій включає ряд етапів: вибір джерел, відбір зразків, посів на рідке живильне середовище для збагачення молочнокислою мікрофлорою, посів на щільне середовище для виділення чистої культури, пересівання чистої культури (колоній) в стерильне молоко, дослідження біологічних властивостей виділених штамів цілях їх ідентифікації та визначення виробничої цінності.
Джерелами виділення мезофільних молочнокислих бактерій є сире молоко, обладнання, самоквасні кисломолочні продукти, а також рослини, коріння рослин, іноді ґрунт, розташований у зоні кореневої системи.
Темофільні молочнокислі стрептококи та болгарську паличку виділяють із самоквасних кисломолочних продуктів південних регіонів; ацидофільну паличку - із вмісту кишечника телят та грудних дітей. Теморфільну паличку Lbm. Helveticum виділяють з твердих сирів з високою температурою другого нагрівання (типу швейцарського).
Для виділення мезофільних молочнокислих стрептококів 1 г проби розтирають у стерильній ступці та готують розведення 1: 10 на фізіологічному розчині. Отриману суспензію засівають у стерильне молоко (10 см3 обсягом 0,25-0,5 см3). Якщо культуру виділяють із кисломолочних продуктів, то одну краплю продукту вносять бактеріологічною петлею у стерильне молоко. Посіви термостатують при 25-30 ° С до згортання молока.
При виділенні ароматоутворюючих мезофільних стрептококів після посіву суспензії зразків у знежирене стерильне молоко (живильне середовище) додають цитрат натрію (1%) або дріжджовий автолізат (2%) з глюкозою (1%).
Процес виділення чистих культур термофільних бактерій аналогічний процесу виділення мезофільних молочнокислих стрептококів. При цьому термофільні молочнокислі стрептококи та палички культивують при 40-43 °С, за винятком ацидофільної палички, яку вирощують при 37 °С. Після перевірки згустку на типовість органолептичних властивостей та мікрофлори отриману збагачену культуру, вирощену на стерильному молоці, висівають на щільне живильне середовище (агар із гідролізованим молоком). Посіви термостатують протягом 48 год.
Колонії проглядають під малим збільшенням мікроскопа. Типовими колоніями для Lac. lactis є поверхневі округлі та глибинні човноподібні колонії. Lac. cremoris утворює округлі темні колонії з вираженою зернистістю, Lac. diacetylactis формує глибинні колонії неправильної форми у вигляді шматочків вати. Термофільні стрептококи утворюють правильної округлої форми темні колонії з чітко вираженою зернистістю. Термофільні молочнокислі палички утворюють, як правило, колонії неправильної форми у вигляді павучків або шматочків вати.
Типові кожної групи мікроорганізмів колонії переносять у пробірки з молоком. З одного зразка (з однієї чашки Петрі) виділяють по 5 колоній, посіви термостатируют до утворення згустку, але не більше 48 год.

Відповідь від 2 відповіді[гуру]

Вітання! Ось вибірка тем з відповідями на Ваше запитання: Чи є бактерії в продуктах фірми Данон Activia Regularis, а звідки ці бактерії беруть? Хвилює - чи не ферменти тварини

У дослівному перекладі термофільні бактерії означає «люблячі тепло». Ці мікроорганізми поширені у природі. Вченими вони були виявлені у складі нормальної мікрофлори кишечника тварин і людини, у ґрунті та глибоких шарах хвойної та листяної підстилки лісів, у воді морів, річок та гарячих джерел. Вони зустрічаються в гною, компостних купах, охоче заселяють підстилки для тварин із сіна, тирси або соломи. Серед них виділені рухливі та нерухомі форми. Більшість термофілів у несприятливих умовах утворюють суперечки.

При вирощуванні в штучних умовах деякі термофільні бактерії віддають перевагу твердим середовищам і присутності повітря. Інші краще живуть у рідких середовищах і не потребують кисню для свого зростання. Форма цих бактерій залежить від температури. У гарячих джерелах вони мають вигляд ниток, а при зниженні температури до 40°С перетворюються на паличкоподібні бацили.

Вивчення термофільних організмів ще дуже далеке від завершення, серед них виявлено не лише бактерії. Нещодавно в садовому грунті виявлено і один вид цвілевих грибів, що має аналогічні властивості і віддає перевагу високим температурам. Термофільним бактеріям ми зобов'язані існуванням таких продуктів, як ацидофілін та йогурт.

Якщо оцінювати температурні переваги бактерій взагалі, їх можна розділити втричі основні групи. Види бактерій розрізняють, вивчаючи діапазон, прийнятний життя. Він характеризується мінімальною, максимальною та оптимальною температурами зростання. Оптимальною вважається та, за якої спостерігається максимальна швидкість збільшення розміру бактеріальних колоній. Найчастіше цю швидкість вимірюють кількістю генерацій, що з'явилися протягом години.

1. Психофільні організми віддають перевагу температурам, близьким до 0°С, і демонструють зростання, навіть якщо їх середовище охолоджується до -5°С. Оптимальними для зростання є температури близько +10°С.
2. Мезофільні бактерії. Віддають перевагу температурі, близькі до 37°С.
3. Термофільні бактерії. Активно зростають при температурах, що перевищують 50°С.

У свою чергу термофільні бактерії діляться на кілька груп. Це екстремальні термофіли (оптимальна температура близько 80°С), стенотермофіли з оптимумом в 55-65°С, евритермофіли (оптимальні температури коливаються від 37 до 48°С) і термотолеранти, що ростуть при температурі не більше 48°С і відрізняються від що при зростанні температури збільшують швидкість свого зростання.

Залежно від потреби в кисні термофільні бактерії бувають аеробними та анаеробними.

Анаеробні термофіли

Серед анаеробних термофільних бактерій розрізняють кілька груп.

Олійнокислі

Ці термофільні організми здійснюють бродіння з утворенням олійної кислоти. Належать до цукророзщеплюючих клостридій. Є анаеробними бацилами, що використовують для харчування цукру, пектин, декстрини (вуглеводи з короткими ланцюжками, що утворюються при розщепленні целюлози або крохмалю) і продукують олійну, оцтову кислоти, а також вуглекислий газ і водень.

Різновидом цієї групи термофільних бактерій є мікроорганізми, які здійснюють ацетонобутилове бродіння. Деякі з них мають дуже корисні для людини властивості – додатково продукують ізопропіловий спирт, ацетон, бутиловий та етиловий спирти. Існують види, здатні фіксувати нікель. Відомі термофільні та мезофільні форми.

Існують також клостридії, що мають властивості зброджувати білки, амінокислоти, а також здатні розкладати пурини та піримідини (циклічні сполуки, що містять азот, деякі з яких входять до складу ДНК).

Целюлозні

Заселяють мул, компости, рослинні залишки, у ґрунті сусідять із грибами та актиноміцетами, які також харчуються рослинною органікою. Більшість із них відносяться до роду клостридіум (Clostridium). Ці бактерії у ґрунті та перегною активні в діапазоні температур від 60 до 65°С, коли їхні сусіди припиняють свою діяльність через перегрівання. Іноді пігментовані та мають жовто-оранжевий колір.

У цих умовах існують також мезофільні види (наприклад, паличка Омелянського). Температурні діапазони їх активності значно різняться, створюючи кожному виду відповідну екологічну нішу. Деякі вчені вважають, що термофільні та мезофільні бактерії можуть бути варіаціями одного виду, оскільки мають подібну будову та зовнішній вигляд. З погляду морфології (зовнішнього вигляду) ці термофільні бактерії є паличкоподібними (бацилами), мають кінцеві суперечки, різну довжину та ступінь вигнутості.

Вони розкладають целюлозу за допомогою спеціального ферменту, виділяють водень, вуглекислий газ, етиловий спирт, оцтову, мурашину, молочну, фумарову та інші органічні кислоти.

Метаноутворюючі

Часто живуть поруч із целюлозними та культивуються спільно. Серед них найбільш вивчені види метанобактеріуму (Methanobacterium) і метанобацилюсу (Methanobacillus), які є прямими і тонкими, дещо вигнутими паличками, не здатними утворювати суперечки. Безперечна користь від цих мікроорганізмів полягає в тому, що вони здатні продукувати вітаміни, антибіотики та ферменти, використовуючи як живильне середовище відходи та стічні води, що утворюються в результаті господарської діяльності людини.

Десульфуючі

Часто є сусідами з целюлозними, і живуть за рахунок відновлення сульфатів. Найбільш вивчена Desulfotomaculum nigrificans, що має вигляд палички із округленими кінцями, або форму сочевиці. Утворює овальні суперечки, розташовані ближче до одного з кінців (субтермінальні чи термінальні).

Молочнокислі

Бактерії групи молочнокислі можуть приносити людині як користь, і шкоду. Поселяючись у молоці, вони можуть викликати його псування, а деякі види здатні синтезувати ароматичні речовини, надавати особливий смак вершкам та сиру. Молочнокислі бактерії є факультативними анаеробами, для яких оптимальним є життя без кисню. Однак вони здатні існувати у середовищах, де його кількість невелика. Діляться на палички та коки.

1. Молочнокислі кокимають вигляд коротких ланцюжків з кількох клітин (стрептококи) і бувають гомо-і гетероферментивними. Перші здатні зброджувати цукри, що знаходяться в молоці. З їхньою допомогою виготовляють живий йогурт. Найбільш добре вивченими є Lactococcus та Leuconostoc. Другі здатні паралельно виділяти ароматичні речовини діацетил та цитоїн. Їхні клітини мають круглу або овальну форму, не утворюють капсул і спор, добре забарвлюються за Грамом. Вважаються аеротолерантними, тобто здатні існувати в присутності повітря, проте не мають здатності здійснювати аеробне дихання, продовжуючи здійснювати звичний для них процес бродіння. Для харчування потребують широкого спектру речовин, зокрема вітаміни, білки, органічні кислоти. У молоці викликають його зсідання з утворенням рівного згустку без великої кількості сироватки. Аромоутворюючі молочнокислі стрептококи є причиною наявності в сирі бульбашок, що мають характерний запах, мають нижчу здатність до виробництва кислот (енергію кислотоутворення). Мають високу стійкість до спирту, вимагають високої кислотності.
2. Молочнокислі термофільні палички, або лактобактерії, можуть бути одиночними чи парними. Найчастіше використовуються ацидофільні лактобактерії, і навіть L. helveticus, L. lactis, L. Bulgaricum – остання входить у закваски, з допомогою яких виробляється йогурт. Крім них, у молочній промисловості використовуються стрептобактерії та бета-бактерії. Це нерухомі мікроорганізми, що не утворюють спор і капсул, що добре забарвлюються за Грамом. Молочнокислі термофіли є факультативними анаеробами. Вони також можуть бути моноферментними з високою швидкістю кислотоутворення та гетероферментними, здатними паралельно переробляти фруктозу з утворенням шестиатомного спирту маніту, ацетатів (солей оцтової кислоти), лактатів (солей молочної кислоти) та вуглекислого газу. Мають слабку здатність переробляти білки, тому для зростання вимагають наявності в середовищі амінокислот. Деякі з них мають незвичайні властивості та здатні виробляти каталазу (фермент, що розщеплює перекис водню) або ацетальдегід, який перебуваючи в сирі, надає йому специфічного запаху та смаку і здатного пригнічувати патогенну мікрофлору.
3. Термостійкі молочнокислі палички. Виживають у молоці навіть після пастеризації при 85-90°С. Стійкі до дії дезінфікуючих агентів і завдають чималої шкоди підприємствам харчової промисловості. Антагоністи кишкової палички. Іноді виявляються у заквасках, а також у молоці, пастеризованому при невисоких температурах.

Аеробні термофіли

Термофіли, що вимагають дихання кисню, поділяються на дві групи.

Екстремально-термофільні

Грамнегативні палички, не здатні до руху. Найбільш вивчена Thermus aquaticus. Це облігатний аероб з оптимальною температурою зростання 70 ° С, пофарбований в жовтий або оранжевий колір. При підвищенні температури палички перетворюються на нитки. Широко поширені у гарячих джерелах та у ґрунті біля них. Часто утворюють своєрідний союз із екстремально термофільними водоростями, обмінюючись поживними речовинами.

Спороутворюючі

Багато хто з них має аналогічні мезофільні форми. Найбільш вивчені Вас. Stearothermophilus і Вас. coagulans. Широко поширені в пухкому ґрунті та добре аерованих водах.

Особливості організації та реалізації генетичної інформації термофілів

Вивчення ферментів, які обслуговують реплікацію ДНК термофільних бактерій, має як теоретичний, але практичний інтерес. Це пов'язано з тим, що такі ферменти можуть успішно застосовуватись для проведення одного з найбільш чутливих аналізів ДНК – полімеразної ланцюгової реакції. Сенс її полягає в тому, що в спеціальному апараті за допомогою специфічної затравки – шматочка ДНК організовується її розмноження у кількостях, достатніх для проведення аналізу за допомогою гель-електрофорезу. Робиться це за допомогою ферментів, що розплітають подвійну спіраль ДНК і синтезують ланцюжки, що бракують, на кожному з розплетених гілок.

Клонування даних ферментів з метою отримання «ідеальної ДНК-полімерази» – тема, актуальна для всіх, хто займається проблемами підвищення точності та продуктивності ферментів, що синтезують ДНК під час проведення ПЛР (полімеразна ланцюгова реакція). Зазвичай дослідження проводять у кілька етапів:

1. Розробка способу клонування ділянок ДНК бактерій, з яких зчитується даний фермент, виділення необхідних генів ДНК-бібліотек досліджуваних організмів.
2. Визначення послідовності нуклеотидів у ДНК цікавих генів.
3. Впровадження необхідних генів у ДНК бактерій для одержання рекомбінантних ферментів.
4. Оцінка ефективності цих ферментів під час проведення ПЛР.
5. Оцінка точності відтворення фрагментів ДНК за допомогою отриманих ДНК-полімераз.

Корисні та шкідливі властивості термофілів та їх застосування

Ацидофільні молочнокислі палички застосовуються не тільки у харчовій промисловості, а й у фармакології. Їх можна виявити у сирі та сирі, а також у складі більшості пробіотичних препаратів, заквасках, що дозволяють виробляти кефір та йогурт та покликаних нормалізувати мікрофлору в організмі людини.

Індустрія краси

Косметологи широко застосовують йогурт як засіб, що відбілює шкіру та відновлює її пружність. Живий йогурт, що використовується як маска, здатний відновити здоров'я шкіри і нормалізувати баланс бактерій на її поверхні.

Виробництво йогуртів

Термофільний стрептокок та болгарська ацидофільна паличка входять до складу заквасок, за допомогою яких виробляється йогурт. Багато людей, які мають проблеми з перетравленням незбираного молока, можуть вживати йогурт, оскільки в його складі немає молочного цукру – лактози. Йогурт показаний немовлятам як засіб для підтримки нормальної мікрофлори, а також як продукт, що містить вітаміни груп В і К, фолієву кислоту та амінокислоти. Він легко готується із сухих заквасок шляхом додавання їх у молоко та витримування при температурі 38-45°С. На відміну від кефіру або ацидофіліну, йогурт має приємний вершковий смак і не містить дріжджів та спирту.

Переробка органіки

Це ще одна сфера застосування термофільних бактерій. Її виконують як термофільні, так і мезофільні бактерії, що живуть у ґрунті, проте ефективність роботи перших суттєво вища. Інтерес до метанового бродіння істотно зріс після того, як було з'ясовано, що в результаті можна отримувати вітаміни В12 і Н. Крім того, метан, що утворюється при переробці підстилки та інших органічних відходів у компостних ямах, може успішно застосовуватися для обігріву житлових і промислових приміщень, а також у хімічній промисловості.

Щоб зменшити шкоду, яку завдають термофільні палички підприємствам харчової промисловості, проводять моніторинг обладнання та його регулярну обробку бактерицидними препаратами, що дозволяє контролювати якість продукції, що випускається.

Клостридіуми у ґрунті

Чималу шкоду приносить інфікування земель клостридіумами при внесенні органічних добрив, а також використанні як добрива підстилки, що перепріла, з корівників. Високий вміст клостридіумів у ґрунті завдає істотної шкоди якості ґрунтових вод та води у природних водоймах.

Цікаво, що у ґрунті, забрудненому нафтопродуктами, виявлені термофіли, здатні переробляти тверді парафіни та ароматичні вуглеводні. Їхня присутність у ґрунті дозволяє суттєво знизити ступінь забрудненості та зробити її придатною для рослин.

Працюю лікарем ветеринарної медицини. Захоплююсь бальними танцями, спортом та йогою. У пріоритет ставлю особистісний розвиток та освоєння духовних практик. Улюблені теми: ветеринарія, біологія, будівництво, ремонт, подорожі. Табу: юриспруденція, політика, IT-технології та комп'ютерні ігри.

Для нормального функціонування – розвитку та розмноження – будь-який організм потребує певних умов середовища. Температура повітря має значення. Її підвищення чи зниження необов'язково викличе загибель живої істоти. Але на розмноженні і зростанні такі стрибки позначаться насамперед. Тому, коли про якісь мікроорганізми, наприклад бактерії, кажуть, що вони мезофіли, то мають на увазі, що для їхньої оптимальної життєдіяльності стовпчик термометра повинен перебувати між відмітками від 20 до 42°C.

За температурними перевагами наука виділяє й інші категорії найпростіших істот, але мезофіли найчисленніша група. До неї включено більшість видів мікроорганізмів, що населяють сушу та воду.

Бактерії-мезофіли здебільшого патогенні мікроорганізми, а до коливань температури вони виробили певні механізми захисту.

Термофіли – це види живих істот, які воліють, щоб повітря навколо них прогрівалося вище 40°C. Термофільні мікроорганізми воліють заселяти гарячі джерела, верхні шари грунту, що добре прогріваються сонцем, вологі купи сіна. Рослини-термофіли – це папороті та квіти. Теплолюбні тварини не можуть існувати в середовищі, яке не відповідає звичному для них температурному режиму.

Психофіли вважають за краще, щоб стовпчик термометра знаходився на позначці +10°C, але і при аналогічному негативному значенні вони здатні виживати.

Інші критерії поділу

Мезофіли є і серед тварин чи рослин, проте приналежність до цього виду визначається не температурними перевагами. На відміну від бактерій мезофільні представники флори – це ті, які віддають перевагу середній кількості вологи. Правильніше такі рослини називати мезофітами, а головна умова для їх успішного росту та розвитку – достатній, але не надмірний вміст води у ґрунті. Представники цього виду виростають і в тропічних, і субтропічних лісах. Але переважно рослини-мезофіти – «жителі» помірних широт:

• листяні чагарники та дерева,
• лугові трави (конюшина та тимофіївка),
• лісові конвалії, кислиця.

Серед рослин, які віддають перевагу помірності в споживанні води, практично однакова кількість і корисних сільськогосподарських культур, і бур'янів.

Гігрофіли – це ті живі організми, які віддають перевагу вологому клімату (рослини правильніше називати «гігрофіти»). Заболочені території, заплави річок, вологі ліси – це ареал проживання представників флори та фауни, які дуже негативно відреагують на посуху. Гігрофіли, опинившись в умовах зниженої вологості, почнуть інтенсивно втрачати воду, що, зрештою, призведе до їхньої загибелі.

Усі бактерії здебільшого гігрофіли. Це цілком зрозуміло, адже без води клітина не може нормально функціонувати. Клітини мікроорганізмів здійснюють обмін між собою через водні розчини. Вони завжди повинні бути оточені водяною плівкою. Але на поверхнях скель, у ґрунтах пустель або напівпустель, на корі дерев зустрічаються мікроорганізми, здатні розвиватися у посушливих умовах. Це деякі види грибів та водоростей, а ось бактерій серед них менше. Усі вони дістали назву ксерофіли. Тварини, що належать до цієї категорії, навчилися регулювати водний обмін, щоб утримувати якнайбільше вологи в організмі.

Що таке терморезистентність і навіщо вона найпростіша?

Бактерії мезофіли та термофіли без шкоди для репродуктивних здібностей можуть переносити короткочасне перебування в умовах екстремально високих температур. Таку толерантність називають термостійкістю чи терморезистентністю. Цю вкрай корисну якість мікроорганізми виробили, щоб виживати при попаданні в екстремальні умови. Така здатність є далеко не у всіх.

Облігатні психрофіли (такими вважаються бактерії, які надають перевагу оптимальній температурі близько 15°C або нижче) дуже чутливі навіть до незначного плюсового коливання стовпчика термометра. Ареал їхнього проживання – арктичні моря та глибини океанів, антарктичні льоди або льодовики високо в горах.

У факультативних психрофілів оптимальна для їхньої життєдіяльності температура набагато вища, ніж у облігатних видів – вона дорівнює 20-30 °C. Тому їх можна зустріти в місцях з температурними режимами, що постійно змінюються. І оскільки деякі психрофіли є головними винуватцями псування продуктів у холодильниках та морозильних камерах, то порушувати рекомендовані вимоги для зберігання риби, м'яса та молока не можна. Поява неприємного запаху – це півбіди. Набагато гірше, коли патогенні бактерії-психрофіли утворюють токсини.

Розуміння того, як мікроорганізми мезофіли або термофіли реагують на коливання температури, дозволяє людині зберігати для них оптимальні умови існування (якщо йдеться про найпростіші, що приносять користь) або виробляти способи боротьби з патогенними формами. Гігрофіли також перестануть розмножуватися, якщо рибу, фрукти чи овочі висушити. Подібної обробки піддають навіть м'ясо. Але якщо засушені продукти зволожити, вони зіпсуються досить швидко.

Можна зробити висновок, що бактерії-мезофіли та групи тварин або рослин з таким самим визначенням мають на увазі поділ за різними перевагами. Мезофільні мікроорганізми поєднуються в цю категорію на основі оптимальної температури. У той час як тварини та рослини зараховують до мезофілів виходячи з потрібного для них рівня вологості та кількості води, що споживається. Такі знання дають можливість враховувати чинники довкілля підтримки життєдіяльності необхідних форм живих організмів чи боротьби з небажаними видами.

Молочнокислі бактерії відомі завдяки здатності переробляти цукор на молочну кислоту. Цей процес здавна застосовувався для консервації продуктів харчування, приготування кормів, виготовлення різноманітних молочних продуктів, вина.

Характеристика бактерій

Молочнокислі бактерії є грампозитивними анаеробами. Це означає, що для окислювальних процесів та обміну речовин їм не потрібний кисень. Молочнокислі бактерії відносяться до групи (родини) Lactobacillaceae, яка включає:

Перші два роду найбільш значущі для людини та її господарську діяльність. Незважаючи на близьку спорідненість, представників загону Lactobacillales на кшталт пневмонійних стрептококів зазвичай не відносять до групи молочнокислих бактерій. А корисні біфідобактерії або мікроби з роду Bacillus, які є спороутворюючими аеробами, іноді зараховують до групи лактобактерій через схожість у вуглеводному обміні та їх роль харчової промисловості.

Класифікація

Класифікація молочнокислих бактерій розроблена недостатньо. За характером виділених продуктів бродіння їх поділяють на дві групи.

• Гомоферментативні. Внаслідок зброджування вуглеводів виділяється в основному молочна кислота. У малих кількостях процесу супроводжують янтарна та фумарова кислоти, вуглекислий газ та етанол.
• Гетероферментативнітакож утворюють внаслідок розкладання вуглеводів молочну кислоту. Поряд з цим приблизно половину цукрів вони використовують на виробництво оцтової кислоти, діоксиду вуглецю та етанолу.

Класифікація формою утруднена, оскільки молочнокислі бактерії ставляться до групи мінливих мікроорганізмів. Форма мікробної клітини залежить від віку бактерії, хімічного середовища та умов проживання. Для визначення виду лактобактерій створюють конкретні умови, використовують стандартне середовище та проводять дослідження культури у певному віці. Також оцінюють тип зброджування вуглеводів, потреба у джерелах живлення, оптичне обертання молекули молочної кислоти.

Стрептококи

Види роду Streptococcus на кшталт бродіння відносяться до гомоферментативних. При зброджуванні понад 90% вихідних цукрів вони перетворюють на молочну кислоту і лише малу їх кількість - на оцтову кислоту та спирт. Найбільш відомими представниками є культури:

• Str. lactis.
• Str. citrovorus.
• Str. diacetilactis.
• Str. paracitrovorus.
• Str. thermophilus.
• Str. cremoris.
• Str. liquefaciens.

Лактобацили

У молочній промисловості лактобацил називають молочнокислі палички. Вони сквашують молоко набагато швидше, ніж кокові форми, досягаючи нижчих значень рН (близько 3,5). Оптимальний розвиток лактобацили показують в умовах кислого середовища зі зниженим вмістом кисню. У природі ці бактерії мешкають на поверхні рослин, виділяються зі слини та травного тракту людини та тварин.

Зазначено, що стерильно видоїне молоко не містить молочнокислих паличок – вони надходять до нього із зовнішнього середовища. Лактобацили витримують короткочасну пастеризацію, але гинуть при високих температурах стерилізації. Тому в пастеризованому молоці молочнокислі бактерії значно знижені, але присутні. Найпоширеніші представники роду Lactobacterium:

• L. bulgaricum.
• L. Casei.
• L. plantarum.
• L. acidophilum.
• L. Brevis.

Основні властивості

Кокові форми лактобацил мають діаметр 0,6 - 1,1 мкм. У культурі коки розташовані одиночно, здвоєно або ланцюжками різної довжини. Палички дуже варіабельні за формою: від кулястих до ниткоподібних форм завдовжки від 0,7 до 8,0 мкм, поодинокі або в ланцюжках. На морфологію клітин значно впливає хімічний склад довкілля. Молочнокислі бактерії, фото яких представлено нижче, виділені із йогуртової закваски.

Розмножуються лактобактерії в основному розподілом, описані випадки перешнурування клітини та розмноження за допомогою гонідій. Доведено наявність форм, що фільтруються, і процесу спороутворення.

Де мешкають молочнокислі бактерії

Лактобактерії не можуть самостійно синтезувати амінокислоти та деякі вітаміни. Тому їх немає ні в грунті, ні у воді. У природних умовах їх виділяють із вмісту кишечника людини та тварин, з поверхні рослин. Оптимальним середовищем для життєдіяльності молочнокислих бактерій є молоко та молочні продукти.

Джерела харчування для лактобактерій - це моно-і дисахариди. Деякі різновиди зброджують полісахариди, наприклад декстрозу. Також як джерело енергії ці мікроорганізми за певних умов використовують органічні кислоти: яблучну, оцтову, піровиноградну, мурашину, фумарову та лимонну. За відсутності вуглецевмісних субстратів для харчування можуть переробляти амінокислоти.

Молочнокислі бактерії не здатні до синтезу органічного азоту, тому вимогливі для його вмісту в живильному середовищі. Також потребують вони вітамінів, особливо пуринових підставах: біотині, тіаміні, пантотенової, фолієвої кислотах. Усі форми лактобацил стійкі до підвищеної концентрації спирту. При цьому вони повільніше розмножуються, але живуть довше. Так, у освітлених винах молочнокислі бактерії зберігаються до 7 місяців.

Мікроб є мезофільним, рідше термофільним. Оптимальна температура для життєдіяльності становить + 25 °С... +30 °С. При + 15 ° С бродіння значно сповільнюється, а за + 45 ° С лактобацили перестають розмножуватися. Середовище проживання молочнокислих бактерій може бути як кисневим, так і без доступу повітря. Кисень їм не потрібен, здебільшого він пригнічує розвиток мікробів та перешкоджає нормальному процесу бродіння.

Молочнокисле бродіння

Молочнокислим бродінням називається процес анаеробного окислення вуглеводів, у якому виділяється молочна кислота. В результаті молочнокислого бродіння бактерії отримують енергію, що реалізується для зростання та розмноження у безкисневих умовах. При цьому лактобактерії знижують рН до значень нижче 5, пригнічуючи зростання інших мікроорганізмів.

Гетероферментативне бродіння - складніший процес. Залежно від умов та мікробної культури з вуглеводів утворюється різне поєднання молочної та оцтової кислоти з виділенням діоксиду вуглецю та етанолу.

Молочнокисле бродіння у чистому вигляді застосовують у хімічній промисловості для отримання молочної кислоти. Її широко використовують для вироблення шкіри, у фарбувальному виробництві, у фармацевтиці, при виготовленні пластмаси та пральних порошків. У харчовій промисловості молочна кислота потрібна для виробництва кондитерських виробів та безалкогольних напоїв.

Не завжди молочнокисле бродіння корисне для людської діяльності. Мимовільний процес, що починається в молоці, вині, безалкогольних напоях, призводить до псування продуктів. Органолептично це виражається в прокисанні, помутнінні та ослизненні субстрату.

Харчова промисловість та лактобактерії

Для виробництва та консервації різних продуктів широко використовуються молочнокислі бактерії. Значення їх особливо велике у молочній справі.

• Молочна промисловість.

Для отримання молочнокислих продуктів стерилізоване молоко чи вершки сквашують шляхом внесення чистих культур. Вони звуться «стартових заквасок». Залежно від типу закваски одержують різні продукти.

Для виробництва кефіру та кумису застосовують культури, які, крім молочнокислого, забезпечують і спиртове бродіння. Закваску готують на основі кефірних зерен, що є джерелом великої спільноти ще до кінця не вивчених мікроорганізмів (молочнокислі палички та стрептококи, мікрококи та дріжджі).

У процесі виготовлення сирів молочнокислі бактерії працюють першому етапі, забезпечуючи згортання казеїну, потім їх змінюють пропионовокислые мікроорганізми.

Для отримання кисломолочного масла вершки вносять культуру Str. lactis, Str. cremoris та Leuconostoc cremoris. При додаванні в гомогенезоване молоко L. bulgaricus та Str. thermophilus отримують йогурт.

У виробництві сиру та сирів німецької групи в молоко вносять закваски, що містять Str. lactis або L. bulgaricus та Str. thermophilus. А для виготовлення твердих сирів на стадії дозрівання використовують культуру L. casei та Str. lactis.

• Виноробство.

При виробництві вин широко застосовують три роди лактобактерій: Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc. В основному це гетероферментативні коки, що забезпечують бродіння по яблучно-молочному типу висококислотних винах. При цьому вони зброджують яблучну кислоту і не торкаються інших хімічних компонентів вина. Лактобактерії можуть зіпсувати напій, спричинивши молочнокисле бродіння. В результаті з'являються такі вади вина, як прогоркання, ожиріння, розкладання винної кислоти.

• Хлібопечення.

У хлібі виявляють близько 70 смакових та ароматичних речовин, серед них 28 кислот, 11 спиртів, 28 карбонільних сполук, 6 ефірів, метилмеркаптан та аміак. Молочнокислі бактерії беруть участь у освіті більшості їх. Найбільше значення лактобацили мають для виробництва житнього хліба. Закваска надає тесту пружність, розпушує його та сприяє підйому. Кислотність тесту – важливий показник якості. При виробництві пшеничного хліба лактобактерії відіграють незначну роль, переважно процес залежить від дріжджових культур. Основними складовими молочнокислих заквасок для підготовки тесту є L. brevis, L. plantarum та L. fermenti.

• Консервування м'яса та риби.

Молочнокислі бактерії застосовуються при виготовленні салямі та сервелату, інших ковбасних виробів, при дозріванні риби слабкого посолу. Молочна кислота прискорює процес консервування та надає продуктам цінних смакових якостей.

• Біологічне консервування овочів та фруктів.

Заготівлі проводяться за тим самим принципом, що й силосування корму. Вуглеводи рослин під впливом молочнокислих бактерій перетворюються на молочну та оцтову кислоти, які є чудовими консервантами.

Квашена капуста та огірки, мочені яблука, помідори та кавуни – ось приклад простих заготовок на зиму. Так, у порізаній та добре утрамбованій капусті з невеликим додаванням солі починається спонтанний процес бродіння, в якому беруть участь спочатку Leuconostoc, а пізніше L. plantarum.

Роль у сільському господарстві

Силосування корму - це найкращий спосіб заготівлі та збереження зеленої маси. Для створення необхідних умов вихідну сировину (траву, зелену масу кукурудзи, бадилля) укладають у спеціальні силосні ями, ретельно утрамбовують та накривають шаром землі. У цьому створюються умови, у яких переважна більшість мікробів гине, а молочнокислі бактерії переробляють вуглеводи рослин до того часу, поки концентрація молочної кислоти становитиме 60 % і більше, а кислотність силосу досягне рН 4.5. Крім молочної, у силосі накопичується і оцтова кислота. Для завершення процесу потрібно близько місяця.

Мікрофлора в кишечнику людини

У кишечнику людини живе безліч молочнокислих мікроорганізмів, званих лакто- і біфідобактеріями. Продукт їх метаболізму - молочна кислота - має низку позитивних моментів.

• Стимулює перистальтику кишківника.
• Зменшує газоутворення.
• Стимулює виділення травних соків.
• Покращує засвоюваність кальцію, фосфору та заліза.

Крім того, лактобактерії мають здатність протистояти різним патогенним мікробам. За рахунок вироблення біологічно активних речовин (органічні кислоти, перекис водню, антибіотики та бактеріоцини) відбувається витіснення небезпечних для діяльності кишківника мікроорганізмів. Якщо у вмісті хімусу молочнокислі бактерії знижені за кількістю, їхнє місце займає умовно-патогенна мікрофлора. На основі виділених з кишечника людини та тварин штамів розроблені ліки, що покращують стан хворого при багатьох інфекціях.

Що таке пробіотики

Ще на початку XX століття знаменитий російський учений Ілля Ілліч Мечников провів низку експериментів щодо відновлення мікрофлори кишечника людини за допомогою культури молочнокислої палички L. bulgaricus. В результаті досліджень Мечников розробив перший пробіотик - «мечниковську кисле молоко», яку протягом багатьох років вживав сам, призначав пацієнтам і рекомендував пити всім знайомим.

В даний час пробіотики – клас лікарських препаратів, спрямований на відновлення природного середовища організму. Багаторічні дослідження довели ефективність застосування пробіотиків (у тому числі лактобактерій) у різних клінічних випадках.

Молочнокислі пробіотичні бактерії широко застосовуються в медицині для профілактики та лікування гострих та хронічних захворювань кишечника, дихальних шляхів, для відновлення кишкової мікрофлори та стимуляції імунітету. Приймати культури пробіотиків можна як у вигляді таблеток і порошків, так і в натуральному вигляді (кефір, кисле молоко, ацидофільне молоко, йогурти та інші продукти молочної промисловості).