Министерство
образования и науки Российской Федерации
Федеральное
государственное бюджетное образовательное
учреждение
Высшего
профессионального образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА
Контрольная работа по курсу
Микробиология
Выполнил
Студент 2 курса
4426 группы
Виноградов А. О.
Санкт-Петербург
2014
год
А-2
1. Температура среды. Ее влияние
на рост и размножение микроорганизмов.
Психрофильные, мезофильные и термофильные
микроорганизмы
Микроорганизмы подвержены
постоянному воздействию факторов внешней
среды. Влияние этих факторов может быть
благоприятным либо неблагоприятным.
Неблагоприятные воздействия могут приводить
к гибели микроорганизмов. то есть окзывзть
микробицидный эффект {например. фунги-
или вирулицидный), либо подавлять размножение
микробов, оказывая статическое действие
(например, бактериостатическое).
Неблагоприятное воздействие
на микроорганизмы факторов внешней среды
люди использовали с древнейших времён.
Например. погреба часто окуривали серой;
во время эпидемий для обезззрэживзния
предметов их прокаливали или обрабатывали
специальными составами (например. смесью
уксуса и винного спирта). Открытие и изучение
свойств патогенных микроорганизмов стало
началом направленной разработки метопов
подавления жизнедеятельности микробов.
Было установлено. что некоторые воздействия
оказывают избирательный эффект на отдельные
виды, другие — проявляют широкий спектр
активности.
Микробы приспосабливаются
к изменениям температуры окружающей
среды. Выделяют оптимальную температуру
(благоприятную для роста и размножения),
минимально и максимально приемлемые
(за их пределами рост прекращается). По
отношению к температурным условиям микроорганизмы
разделяют на мезофильные. психрофильные
и термофильные.
Мезофильные виды [от греч. mesos.
средний, промежуточный. + phileo. любить]
лучше растут в пределах 20-40 =С; к ним относится
большинство патогенных и условно-патогенных
микроорганизмов.
Термофильные виды [от греч.
therm{e), тепло. + phileo. любить] быстрее растут
при температуре выше 40 гС. верхний
предел 70 =С (примеры
— Thermoactinomyces vulgaris. Bacillus stearothermophilus). К термотолерантным
относят микробов, растущих при повышении
температуры до 50 "С (например, Methytococcus C3psul3tus); к крайне
термофильным — виды, для которых оптимальная
температура роста превышает 65 SC (Sulfolobus).
Отдельные виды бактерий способны расти
при температуре выше 70 гС: Sulfolobus acidoc3ld3rius рзстёт
при 80 гС. з Pyrodiclium
occultum (строгий знээроб. восстанавливающий
серу) — при 105 =С.
Психрофильные виды [от греч.
psychros, холод. + phileo. любить] растут в диапазоне
температур 0-10 =С; к ним относится
большинство сапрофитов, обитающих в почве,
пресной и морской воде (например, морские
светящиеся бактерии. некоторые железобактерии
рода Galionella).
Высокая температура вызывает
коагуляцию структурных белков и ферментов
микроорганизмов. Большинство вегетативных
форм гибнет при 60 С в течение 30 мин. з при
80-100 гС — через
1 мин. Для сохранения жизнеспособности
относительно благоприятны низкие температуры
(например, ниже 0 гС), безвредные
для большинства микробов. Бактерии выживают
при температуре ниже -100 С: споры бактерий
и вирусы годами сохраняются в жидком
азоте. Простейшие и некоторые бактерии
(спирохеты, риккетсии и хламидии) менее
устойчивы ктемперзтурным воздействиям.
2.Лимоннокислое брожение: характеристика
возбудителей, химизм, практическое значение
Лимоннокислое брожение — биохимический процесс, при
котором под воздействием плесневых грибов
из родов Aspergillus и Penicillum, происходит
окисление углеводов, некоторых спиртов
и органических кислот до лимонной кислоты C6H8O7.
При лимоннокислом брожении
микроскопические грибы называет окисление глюкозы
C6H12O6 в лимонную
кислоту. Данный тип брожения можно представить
следующей суммарной формулой (глюкоза
+ кислород → лимонная кислота + вода +
энергия):
2C6H12O6 + 3O2 → 2C6H8O7 + 4H2O + E
Возбудителем лимоннокислого
брожения в промышленности является гриб Aspergillus niger.Сырьём
для производства лимонной кислоты служит
меласса, сахаросодержащий продукт, отход
свеклосахарного производства. Мелассный
раствор, включающий около 15-20 % сахара
и необходимые грибу питательные вещества
(минеральные соли), разливают в плоские
открытые сосуды и засевают спорами гриба.
Затем сосуды помещаются в хорошо проветриваемые
бродильные камеры. Процесс лимоннокислого
брожения продолжается в течение 6-8 дней
при температуре около 30-32°С.После окончании
брожения мелассный раствор из-под плёнки
гриба сливаются, и из него выделяют лимонную
кислоту, которую подвергают очистке и
кристаллизации. Выход лимонной кислоты
составляет 50-60 % от количества израсходованного
сахара.Более новый метод — гриб находится
не на поверхности сбраживаемого субстрата,
а внедряется своим мицелием в толщу субстрата,
который насыщают воздухом.Лимонная кислота
широко применяется в промышленности,
особенно в пищевой, например она используется
при изготовлении кондитерских и кулинарных
изделий, безалкогольных напитков, пищевых
концентратов, виноделии, в приготовлении
сиропов и пр.Также лимонная кислота используется
в фармацевтической промышленности, в
том числе при переливании крови, а также
для приготовления косметических средств
.Лимонная кислота — хороший хелатирующий
(комплексообразующий) агент, благодаря
чему она широко используется в процессах
электрогальванизации, дубления кож, окраски
тканей, приготовления чернил, очистки
паровых котлов, изготовления синтетических
моющих средств.Применяется лимонная
кислота и в химической промышленности,
в том числе при производстве алкидных
смол, а её эфиры служат пластификаторами
при производстве лаков.
Плесени в процессе дыхания
также окисляют углеводы нередко не до
СО2 и Н2О, поэтому в среде накапливаются
продукты неполного окисления — различные
органические кислоты (щавелевая, янтарная,
яблочная, лимонная и др.). Образование
грибами лимонной кислоты применяют в
промышленности.
Б-2
1. Микрофлора кисломолочных
продуктов (обязательная и посторонняя).
Закваски. Изготовление кисломолочных
продуктов при помощи мезофильных
и термофильных молочнокислых бактерий
(привести примеры)
Бифидобактерии составляют
основу микрофлоры желудочно-кишечного
тракта человека. В настоящее время род
Bifidobacterium включает 32 вида. В табл.1 приведены
виды бифидобактерий, наиболее часто обнаруживаемые
в пищеварительном тракте.
Таблица 1.
Виды бифидобактерий, наиболее
часто обнаруживаемые
в желудочно-кишечном тракте человека.
|
Bifidobacterium bifidum
B.adolescentis
B.animalis
B.boum
B.breve
B.choerinum
B.dentium |
Bifidobacterium ericsonii
B.globosum
B.infantis
B.longum
B.pseudolongum
B.suis
B.thermophilum |
Впервые эти микроорганизмы
были изолированы из фекалий грудных детей
учеником И.И. Мечникова французским исследователем
Henry Tissier в 1899 году. Эти грамположительные
анаэробные, не образующие споры, палочковидные,
полиморфные бактерии, нередко с бифрукациями
на концах, были названы им Bacillus bifidus communis.
В последующем было установлено, что эти
микроорганизмы на 99% составляют флору
кишечника здорового грудного ребёнка.
И в больших количествах присутствуют
в микробиоценозе толстого кишечника
взрослых людей. Основываясь на высокой
частоте встречаемости этих бактерий
в пищеварительных трактах . И.И. Мечников
и Henry Tissier ещё в 1905 году пытались применить
препараты из бифидобактерий больным
с кишечными дисфункциями.
Проведённая российскими исследователями
статистическая обработка данных о видовом
составе бифидобактерий у различных возрастных
групп населения России показала, что
у здорового грудного ребёнка, находящегося
на грудном вскармливании, B.Bifidum, B.longum,
B.breve, B.infantis, встречаются в соотношении
35%, 42%, 17%, 12%. Штаммы B.adolescentis обнаруживаются
у 1.5% детей отсутствуют в фекальном содержимом.
У детей на искусственном вскармливании
содержание доминирующих видов бактерий
падает до 3-5%, в то время как представители
вида B. adolescentis, встречаются в 22% случаев.
У взрослых в толстом кишечнике
обнаруживаются преимущественно представители
B.Bifidum, B.longum и B.adolescentis. В кишечнике лиц
старше 35 лет представители вида B.adolescentis
начинают превалировать в бифидофлоре,
достигая 60-75% в пожилом возрасте. В кишечном
содержимом человека одновременно могут
обнаруживаться от 1 до 5 видов биоваров
бифидобактерий.
Фруктозо-6-фосфатаза – ключевой
фермент в метаболизме углеводов бифидобактериями.
Этот фермент расщепляет фруктозо-6-фосфат
на ацетил-1-фосфат и эритрозу-4-фосфат.
На обнаружении у бактерий фруктозо-6-фосфат
фосфокетолазы основан энзиматически-калориметрический
метод количественного определения в
материале бифидобактерий. Бифидобактерии
образуют уксусною и молочную кислоты
в молярном отношении 3:2, но не образуют
углекислый газ. Оптимум температуры для
роста этих бактерий 37-40°С, оптимум pH 6.5-7.0. Подавляющее
большинство бифидобактерий демонстрируют
наличие у них a и b- галактозидаз; N-ацетил-b-глюкозаминидаза, главным образом,
обнаруживается у видов бифидобактерий
изолируемых от детей грудного возраста.
Исследование электрофоретической подвижности b-галактозидаз, присутствующий
у бифидобактерий позволяет дифференцировать
виды между собой.
Для выявления бифидобактерий
в биоматериале (кисломолочные продукты)
рекомендуется производить высев на специальные
селективные среды и модифицированную
MRS-среду, содержащую 100 ммоль c-a-Gal. На последней бифидобактерии
в анаэробных условиях формируют колонии
голубого цвета. Хорошо растут бифидобактерии
в присутствии таких редуцирующих агентов,
как аскорбиновая кислота, цистеин или
тиогликолат. Для своего роста данные
микроорганизмы нуждаются в источнике
углерода (различные углеводы, бикарбонат
или углекислый газ). Напротив, органические
кислоты, жирные кислоты и и аминокислоты
не могут быть для них источником С. Цистеин
или цистин служат необходимым для них
источником азота. Обнаружена потребность
отдельных штаммов бифидобактерий в аланине,
изолейцине, лизине, аргинине и глутаминовой
кислоте. Добавление в среду пантотеновой
кислоты, биотина, рибофлавина, никотиновой
кислоты, парааминобензойной кислоты,
пуринов и пиримидинов также требуется
для поддержания многих штаммов бифидобактерий,
свежевыделенных из кишечного содержимого
детей и взрослых.
Именно бифидобактериям принадлежит
ведущая роль в поддержании и нормализации
микробиоценоза кишечника, сохранении
неспецифической резистентности организма,
улучшении белкового, витаминного и минерального
обмена и др.
Антогонистическая активность
бифидобактерий связанная с продукцией
органических кислот (ацетата и лактата)
и бактериоцинов с широким спектром антимикрбного
действия (ингибирования роста кишечных
палочек, клостридий, сальмонелл, шигелл,
листерий, кампилобактеров, вибрионов
и др.) так же как и блокирование рецепторов
на слизистой кишечника, предотвращающее
фиксацию на них потенциально патогенных
микроорганизмов в колонизационной резистентности.
Снижение количества бифидобактерий (или
их даже полное исчезновение) является
одним из патогенетических механизмов
длительных кишечных инфекций у детей
и взрослых . Оно ведёт к нарушению минерального
обмена, процессов кишечного всасывания,
белкового и жирового обмена, к формированию
хронических расстройств пищеварения.
Имеются сведения, что бифидобактерии
являются «поставщиком» ряда незаменимых
аминокислот, в т.ч. триптофана, витаминов,
установлена их антиканцерогенная и антимутагенная
активность, способность снижать уровень
холестерина в крови и т.д.
Все эти положительные эффекты
позволили рассматривать бифидобактерии
как одну из основных категорий функционального
питания.
б) Лактобациллы.
Лактобациллы- микрофильные
грамположительные бактерии, не образующие
спор и не продуцирующие каталазу. На основании
продукции углекислоты из глюкозы,
потребности в тиамине, ферментации фруктозы
до маннита и продукции фруктозодифосфатальдолазы
лактобациллы делят на две группы: гомо-
и гетероферментативные.
В настоящее время род Lactobacillus
объединяет 56 видов, из которых 5 подразделяются
на 2 и больше подвидов. На основании нуклеозидной
последовательности 16-S и p-РНК лактобациллы
подразделяют на 3 филогенетические группы
(L.delbrulckii, L.casei-pediococcus, L.leuconostoc), внутри которых
наблюдаются широкие вариации ГЦ-пар в
ДНК.
У здоровых взрослых людей в
содержимом желудка, тощей, подвздошной
кишок и фекалий лактобациллы обнаруживаются
в количестве равном соответственно 103, 104, 102-5, 106-8, KOЕ lg/г. И они преимущественно
представлены видами Lactobacillus acidophilus, L.salivarius,
L.casei, L.plantarum и L.brevis, которые образуют всевозможные
сочетания.
Анализ формирования комплекса
лактобактерий у здоровых детей на протяжении
первых трёх месяцев жизни и роли матери
в колонизации детей этими микроорганизмами,
показал, что у 40% рожениц в первую неделю
после родов лактобациллы присутствуют
в грудном молоке. У всех женщин эти бактерии
обнаруживаются в отделяемом вагинального
тракта и фекальном содержимом. Наиболее
часто в исследуемых образцах рожениц,
в толстом кишечнике детей первых месяцев
жизни выявляются L.reuteri, L.cosei/paracasei, L.acidophilus.
К трем месяцам жизни у 94% детей лактобациллы
постоянно присутствуют в образцах фекалий.
Эти данные дали основание сделать заключение,
что источниками лактобацилл, колонизирующих
пищеварительный тракт новорожденных
и детей первых трёх месяцев жизни, являются
урогенитальный и желудочно-кишечный
тракт матери и грудное молоко.
Главным конечным продуктом
метаболизма этих грамположительных неподвижных
бактерий является D- и L- молочная кислота.
У представителей гетероферментативных
видов лактобацилл в качестве конечных
продуктов, кроме того, образуется уксусная
кислота и углекислый газ. Некоторые штаммы
лактобацилл обладают необычайной метаболической
активностью (продуцируют α-амилазы, гидролизуют
мочевину, разрушают щавелевую кислоту
и холестерин, редуцируют нитраты, декарбоксилируют
аминокислоты или разрушают амины, разрушают
значительные количества экзополисахаридов
различной химической природы, нейтрализуют
энтеротоксины и т.д.).