Охарактеризуйте відмінності у будові еукаріотичної та прокаріотичної мікробних клітин та їх вплив на життєдіяльність мікроорганізмів.

Охарактеризуйте відмінності у будові еукаріотичної та прокаріотичної мікробних клітин та їх вплив на життєдіяльність мікроорганізмів.

Вищі протисти (еукаріоти) - клітини, що мають відокремлене ядро і великі рибосоми; нижчі протисти (прокаріоти) - доядерні організми, в клітинах яких немає відокремленого ядра, рибосоми дрібні й розсіяні в цитоплазмі, у більшості випадків також без будь-яких інших мембранних органел та одноклітинні, але є виключення.

За розмірами діаметра і об’єму еукаріоти більші від прокаріотів. Джгутики еукаріотів: складні з розташуванням мікротрубочок, а прокаріотів: прості (мікротрубочки відсутні).

У прокаріотів клітинний центр, ендоплазматична сітка, мітохондрії, комплекс Гольджі, лізосоми відсутні, у еукаріотів є.

Вкажіть основні ознаки фенотипової та філогенетичної ідентифікації мікроорганізмів, надайте їх коротку характеристику.

Фенотипова ідентифікація мікроорганізмів

Існують два види ідентифікації мікроорганізмів: філогенетичний і фенотиповий. До фенотипової ідентифікації відносять біохімічні і фізіологічні способи ідентифікації. фізіологічні ознаки -відношення до кисню, способи одержання енергії, залежність від температури і рН середовища, потреба у факторах росту, біохімічні - хімічний склад клітинної стінки, капсул, пігментів, запасних речовин, нагромадження продуктів метаболізму та ін.

До філогенетичної ідентифікації належать морфологічні та культуральні ознаки.Морфологічні властивості вивчають у клітин мікроорганізмів при мікроскопуванні підготовленого мікропрепарату (форма, розміри та угрупування бактерій, наявність джгутиків, капсул, фарбування за Грамом), культуральні (особливості росту на твердих і рідких поживних середовищах).

Розмір мікроорганізмів – характерні розміри клітин прокаріотів та еукаріотів, вірусних тіл; вплив розмірів клітини на життєдіяльність мікроорганізмів. Механізми і значення рухливості клітини у життєдіяльності прокаріотів.

Прокаріоти- це найменші клітинні організми.За розміром прокаріотичні клітини, зазвичай, у 10 разів менші, ніж клітини еукаріотів. Середні розміри цих істот становлять від 0,1 до 10 мкм.

Зазвичай еукаріотичні клітини більші за розмірами, ніж прокаріотичні — їх середній діаметр становить біля 5-20 мікрон.

Віруси: розміри від 10-300 мілімікрометрів.

Надайте характеристику систематики та спрощеної класифікації дріжджів, опишіть їх практичне значення у виробництві та обігу харчових продуктів.

За спрощеною класифікацією дріжджі поділяються на родини, роди і види. Дріжджі поділяються на родини сахароміцетів і несахароміцетів. Родина сахароміцетів включає такі роди: сахароміцес, шизосахароміцес, зігосахароміцес; родина несахароміцетів включає роди торула, мікодерма, кандіда, криптококус та ін. Деякі види дріжджів з давніх пір використовуються людиною при приготуванні алкогольних напоїв (пива, вина, квасу та ін.) і хліба. Також дріжджі використовують у виробництві спирту. Також дріжджі використовують як корма для сільськогосподарських тварин. Дріжджі викликають псування деяких продуктів. Наприклад дріжджі роду Торула викликають псування вершкового масла та кефіру. Деякі дріжджі викликають псування мяса, прокисання і пігментацію ковбасних виробів.

Охарактеризуйте способи та динаміку розмноження еубактерій. Надайте характеристику сутності основних способів підрахунку кількості мікроорганізмів при визначенні мікробіологічних показників споживних товарів.

Бактерії розмножуються тільки шляхом простого поділу клітини. Коли бактерії знаходяться в сприятливих для розвитку умовах, тобто в умовах відповідних температур, забезпечені достатньою кількістю поживних речовин, тоді вони розмножуються дуже швидко. Приблизно через 20-30 хв відбувається поділ клітини. Насправді ж у природі немає таких ідеальних умов, за яких бактерії могли б безперервно розмножуватися. Нестача живлення, несприятливі температурні умови, згубний вплив виділених продуктів обміну, поїдання бактерій іншими організмами та інші фактори негативно впливають на розмноження бактерій.У процесі поділу бактеріальної клітини починає формуватися перегородка, яка ділить цитоплазму материнської клітини на дві дочірні. Далі синтезується оболонка й утворюються дві нові клітини, які в свою чергу також діляться.

Розрізняють 3 групи методів щодо кількісного обліку мікрофлори: 1.безпосередній підрахунок під мікроскопом (у лічильниз камерах,у фіксованих препаратах,за допомогою приладів-лічильників.2.чашковий метод,тобто метод культивування (попередні десятикратні розведення далі висів на тверді поживні середовища та підрахунок колоній)3.титраційний метод тобто метод крайніх розведень(попередні десятикратні розведення,потім висів на поживні середовища,реєстрація росту після інкубації та розрахунок НВЧ клітин в одиниці об’єму субстрату за таблицями. У свіжому мясі повинно міститись не більше 10 клітин бактерій. У цукрі плісеней 13,дріжджів 24 на 10г.

Потреби мікроорганізмів у поживних речовинах: у хімічних елементах, у вітамінах, в азоті, у вуглецю.

Створення:

варіння

встановлення оптимальної величини рН

очищення від зависі і фільтрація

розлив

стерилізація

контроль

розлив агарових середовищ у чашки Петрі

Класифікація:

За складом: природні, штучні, синтетичні.

За фізичним станом (консистенцією): рідкі, тверді, сухі.

За призначенням:стандартні, елективні, диференційно-діагностичні

 

Охарактеризуйте особливості хімічного складу мікроорганізмів. Опишіть роль основних макро- та мікронутрієнтів у життєдіяльності мікроорганізмів. Назвіть основні ростові речовини мікроорганізмів та охарактеризуйте їх вплив на перебіг мікробіологічних процесів у споживних товарах.

Мікроорганізми містять близько 70-ти елементів. Клітини мікроорганізмів складаються з води (75-85%) і сухого залишку. Переважаючими хімічними елементами у мікробній клітині є азот, вуглець, водень та кисень (90-97% сухого залишку), їх називають органогенами, тому що вони утворюють органічні сполуки і при спалюванні виділяються у вигляді газоподібних речовин. Азот складає 8-15% сухого залишку, вуглець - 40-45%, кисень -30%, водень - 6-8%. Решту елементів, які входять до складу мікробної клітини, називають мінеральними або зольними (3-10% сухого залишку) у зв'язку з тим, що вони при спалюванні утворюють золу.

Макронутрієнти виконують наступні функції: обробка та збереження інформації, транспорт, отримання та перетворення енергії, фотосинтез, запасання енергії, побудова клітинних мембран.

Мікронутрієнти відіграють значну роль у регуляції внутрішньоклітинного осмотичного тиску, беруть участь у синтезі ферментів, активізують їх.
Ростові речовини — фактори росту, біоактиватори — найважливіші регулятори обмінних процесів, росту і розмноження мікроорганізмів. Ростові речовини - (вітаміни, фрагменти нуклеїнових кислот (азотисті основи) і амінокислоти) - регулюють ріст клітини.
Вітаміни беруть участь в різних реакціях, необхідних для обміну речовин.

 

13. Охарактеризуйте основні ознаки метаболізму мікроорганізмів. Зазначте характерні риси анаболізму та катаболізму еубактерій, їх роль у мікробіологічних процесах в продовольчі сировині та харчових продуктах.

Особливості мікробного метаболізму: висока активність-за добу одна клітина здатна споживати масу їжі у 30-40 разів більшу за масу свого тіла, велика різноманітність внаслідок здатності використовувати як джерела енергій і вихідних субстратів широкий набір органічних і неорганічних сполук, різні шляхи метаболізування вихідних субстратів, висока здатність пристосування до умов зовнішнього середовища. Порівняно з аеробним окисненням, бродіння є еволюційно давнішим і енергетично менш вигідним, хоча для деяких видів організмів бродіння є єдиним джерелом енергозабезпечення.

При молочнокислому бродінні утворюються молочна кислота, оцтова кислота, спирти, СО2 Гомоферментативне молочнокисле бродіння здійснюють молочнокислі стрептококки та палички; гетероферментативне – бактерії. Молочнокисле бродіння застосовують у виробництві молочнокислих продуктів; молочної кислоти з побічного продукту цукрової промисловості, гідролізатах відходів сільського господарства; у консервуванні харчових та кормових продуктів.

Процес спиртового бродіння відбувається під впливом дріжджів роду Saccharomyces і лежить в основі біотехнологічного виробництва пива, вина; спирту із зерна; картоплі або з побічного продукту цукрового виробництва – меляси.

14.Наведіть класифікацію та зазначте основні відмінності різних груп мікроорганізмів за потребами у поживних речовинах та за джерелами енергії.

Організми можна класифікувати за джерелами поглинання енергії таким чином:

- хемотрофи синтезують органічні речовини за рахунок енергії хімічних зв'язків.

- фототрофи синтезують органічні речовини за рахунок енергії світла. Процес фототрофного живлення називається фотосинтезом.

За типами вуглецевого живлення мікроорганізми класифікують на: автотрофи(мікроби, які живляться самостійно), гетеротрофи (джерелом вуглецю є готові органічні сполуки), гетеротрофи в свою чергу поділяються на сапрофіти та паразити. Також розрізняють азотне живлення і засвоєння зольних елементів.

Охарактеризуйте класифікацію ферментів мікроорганізмів за основними ознаками субстратної активності та специфічності. Наведіть приклади ідентифікації мікроорганізмів за ферментною активністю. Охарактеризуйте роль ферментів у метаболізмі мікроорганізмів та характерні риси ферментативних реакцій. Опишіть будову ферментів та її вплив на каталітичну активність останніх.

абсолютна субстратна специфічність - це здатність ферменту каталізувати перетворення тільки одного, чітко визначеного субстрату;

відносна субстратна специфічність - здатність ферменту каталізувати перетворення кількох, подібних за будовою, субстратів;

стереоспеціфічность - здатність ферменту каталізувати перетворення певних стереоізомерів.

Ферменти входять до складу кожної живої клітини і визначають характер обміну речовин.Вони мають білкову природу, і за своїм природнім складом поділяються на 2 групи:протеїни і протеїди, що складаються із білка та небілкового компонента простетичної групи. Ця група у кожного фермента різна. В неї входять вітаміни,їх похідні,метали,азотисті сполуки. Ферменти – це біологічні каталізатори білкової природи, що виробляються живою клітиною. У життєдіяльності мікроорганізмів вони є рушійною силою процесів обміну речовин – живлення та дихання.Ферменти дуже активні (1г амілази може перетворитиу цукор тонну крохмалю)Поділяються на екзоферменти та ендоферменти.Ендоферменти містяться всередині клітини і беруть участь у внутріклітинних процесах обміну речовин. Практичне використання ферментативних властивостей мікробів: процеси бродіння, гриби в пивоварінні і виноробстві, обробка шкур, для пом'якшення; консервування. Приготування біодобавок до пральних порошків, для видалення білкових забруднень, так як вони розщеплюють білки до водорозчинних.
За допомогою ферментів отримують вітаміни, гормони, алкалоз.

Каталітична активність ферменту –це здатність ферменту перетворювати визначену кількість молекул субстрату, тоді як сам він до кінця реакції залишається незмінним.

16. Назвіть основні види енергетичних процесів, характерних для прокаріотів та мікроміцетів та надайте порівняльну оцінку їх енергетичної ефективності. Охарактеризуйте їх господарське значення

За сучасною класифікацією типи живлення прокаріотів розрізняють залежно від джерела Карбону і енергії. За джерелом Карбону всі мікроорганізми можна поділити на дві групи: автотрофи і гетеротрофи. Чимало мікроорганізмів є міксотрофами, тобто вони здатні переходити від одного типу живлення до іншого. Переважна більшість прокаріотів є гетеротрофами, які можуть добувати органічні сполуки з відмерлих решток (сапротрофи), живих організмів (паразитотрофи) та отримують завдяки співіснуванню (симбіотрофи). За способом використання різних джерел енергії серед мікробів вирізняються такі групи: а) фототрофи, які використовують сонячне світло, як джерело енергії; б) хемотрофи, джерелом енергії для яких є різні неорганічні і органічні сполуки.

17.Назвіть речовини з макроергічними зв’язками, використовувані клітиною у енергетичному обміні. Вкажіть запасні енергоємні речовини, використовувані різними групами мікроорганізмів. Наведіть приклади гліко-, ліпо-, протеолітичних мікроорганізмів.

Макроергічні сполуки - це біомолекули, що мають зв’язки, стандартна вільна енергія гідролізу яких складає -15 -5 ккал/моль. Основною макроергічною сполукою живих організмів є молекула АТФ, яка містить два макроергічні зв’язки. Макроергічні сполуки утворюються в реакціях катаболізму, а енергія гідролізу їх макроергічних зв’язків використовується для синтезу нових сполук (жирні кислоти, холестерин, глікоген, фосфоліпіди тощо), або безпосередньо АТФ (фосфоенолпіруват, 1,3-дифосфогліцерат креатинфосфат). Такий шлях синтезу АТФ за рахунок енергії макроергічних сполук називається субстратным фосфорилуванням Основним шляхом утворення АТФ у тваринних організмах є окислювальне фосфорилування, яке відбувається в мітохондріях.
В ролі запасних поживних речовин зустрічаються основні групи органічних сполук – вуглеводи, ліпіди та білки
Стафілококи та молочнокислі бактерії.

Охарактеризуйте основні закономірності перетворення ліпідів мікроорганізмами та їх роль у формуванні споживних властивостей харчових продуктів. Наведіть приклади мікроорганізмів з вираженою ліполітичною активністю.

Перетворення ліпідів при зберіганні м'яса є переважно не мікробного походження. Проте, деякі мікроорганізми мають ферментні системи, що викликають окисні і гідролітичні перетворення ліпідів. Легше за все окислювальному перетворенню піддаються ліпіди, що містять ненасичені жирні кислоти та низькомолекулярні жирні кислоти. Ліпази мікроорганізмів каталізують гідроліз ліпідів.

Жири розкладаються шляхом розщеплення на гліцерин і жирні кислоти. Доведено негативний вплив продуктів окислення жирів на організм людини, який обумовлений їх прямою токсичною дією.
Бацили, стафілококи

Охарактеризуйте основні закономірності мікробіологічного перетворення органічних азотистих сполук мікроорганізмами та їх роль у формуванні споживних властивостей харчових продуктів і кругообігу речовин у природі.

Гниття — це розкладання азотовмісних органічних сполук (переважно білків) мікроорганізмами (як аеробними, так і анаеробними). За участю ферментів білки розщеплюються до амінокислот. Врешті-решт утворюються такі сполуки, як аміак, сірководень, двоокис вуглецю тощо. Серед цих речовин є токсичні й такі, що мають неприємний запах. Гниття відбувається в ґрунті, водоймах, кишечному тракті тварин і людини. Бродіння — це процес анаеробного розкладання сполук, що містять вуглець, за участю ферментів. Внаслідок бродіння вуглеводи розкладаються неповністю, і при цьому утворюються такі сполуки, як етиловий спирт (спиртове бродіння), молочна кислота (молочнокисле бродіння). Кругообіг речовин у природі-це процес синтезу і розпаду органічних речовин.

Первісний синтез органічних речовин у природі здійснюється зеленими рослинами. Вони засвоюють вуглець з повітря, а азот і воду із грунту. Із цих простих мінеральних речовин рослини синтезують білки, жири, вуглеводи. Тварини та людина не здатні синтезувати органічні речовини із мінеральних. Тому їм потрібно готові органічні сполуки, які вони отримують, споживаючи продукти рослинного й тваринного походження. Залишки тварин і рослин потрапляють у грунт, але під впливом гнильних бактерій та інших мікроорганізмів відбувається їхня мінералізація. В результаті, в грунт повертаються джерела мінерального азоту, а повітря поповнюється вуглекислим газом. Таким чином, рослини знову отримують матеріал для побудови органічних речовин.

 

Охарактеризуйте процес розвитку колонії мікроорганізмів. Опишіть будову типового хемостату Наведіть приклади біотехнологічних процесів отримання певних речовин чи культивування мікроорганізмів для застосування у технології споживних товарів

Хемостат - апарат, використовуваний для вирощування бактерій і культур клітин, в якому автоматично регулюється видалення частини культури і надходження свіжої живильного середовища; конструкція Х. передбачає можливість зміни окремих параметрів культивування з метою оцінки їх впливу на бактеріальну культуру. Один з компонентів живильного середовища в X. лімітується, що забезпечує постійний експоненціальне зростання популяції і дозволяє регулювати його швидкість (субстратних лімітування). Недолік одного з живильних речовин призводить до уповільнення швидкості росту. Для усунення цього недоліку застосовують апарати (турбідостати), в яких надходження свіжої живильного середовища автоматично регулюється фотонефелометріческім способом.

Хемостат складається з посудини, в який вводять з постійною швидкістю живильний розчин. По мірі надходження живильного розчину з нього витікає суспензія мікроорганізмів з тією ж швидкістю. При культивуванні в умовах Хемостат підтримується постійна концентрація одного з компонентів середовища (наприклад, вуглецю). Завдяки цьому в умовах Хемостат підтримується постійна швидкість росту культури. Культура мікроорганізму знаходиться в умовах динамічної рівноваги.

Розвиток мікробних популяцій відбувається у вигляді S-подібною кривою, на якій умовно визначені межі між 6 фазами росту.

1. початкова фаза відноситься до проміжку часу, протягом якого біомаса не змінюється, а іноді знижується. Тривалість цієї фази залежить від якості поживних середовищ, віку і фізіологічних особливостей мікроорганізмів,

2. Фаза прискорення зростання відноситься до невеликого проміжку часу, коли збільшується швидкість росту популяції від нуля до максимальної.

3. Експоненціальна, або логарифмічна, фаза (лог-фаза) характеризується максимальною і практично постійною швидкістю росту популяції даного виду. У цій фазі поживні речовини і продукти життєдіяльності не лімітують ріст і розмноження мікроорганізмів.

5. Кінцева негативна фаза розвитку, коли сильно зменшується концентрація поживних речовин.

6. Фаза прискореного відмирання характеризується зменшенням загальної чисельності популяції і концентрації біомаси за рахунок автолітічних процесів.

Приклади процесів

Промислове вирощування мікроорганізмів, рослинних і тваринних клітин використовують для одержання багатьох цінних сполук — ферментів, гормонів, амінокислот, вітамінів, антибіотиків, метанолу, органічних кислот (оцтової, лимонної, молочної) тощо. За допомогою мікроорганізмів здійснюють біотрансформацію одних органічних сполук в інші (наприклад, сорбіту Багато промислових технологій заміняються технологіями, що використовують ферменти і мікроорганізми. Такі біотехнологічні методи переробки сільськогосподарських, промислових і побутових відходів, очищення і використання стічних вод для одержання біогазу і добрив. У ряді країн за допомогою мікроорганізмів одержують етиловий спирт, що використовують як пальне для автомобілів. На спроможності різноманітних бактерій переносити метали в розчинні сполуки або накопичувати їх у собі заснований витяг багатьох металів із бідних руд або стічних вод.

Надайте характеристику основних шляхів транспорту поживних речовин у мікробну клітину. Вкажіть способи гальмування мікробіологічних процесів у харчових продуктах, які ґрунтуються на порушенні транспортних процесів між клітиною та навколишнім середовищем.

Мікробам притаманний голофітний тип живлення, тобто вони здатні поглинати живильні речовини тільки в розчиненому вигляді.

Однак деякі субстрати не розчиняються у воді (білки, полісахариди), або утворюють колоїдні розчини, які не проникають у клітину. В такому випадку клітинні екзоферменти, які виділяються в навколишнє середовище, викликають гідроліз цих субстанцій, розщеплюючи їх до більш простих і дрібних молекул і переводячи в розчинний стан.

Виділяють декілька механізмів проникнення речовин. Пасивна дифузія функціонує тоді, коли створюється градієнт концентрації речовини всередині бактеріальної клітини та зовні. Вона відбувається пасивно, тому що не вимагає затрат енергії.

Полегшена дифузія здійснюється за рахунок особливих білків - пермеаз, які містяться в цитоплазматичній мембрані. Цей процес також не вимагає енергетичного забезпечення.

Однак більшість поживних речовин, метаболітів, іонів проникають у клітину за допомогою активного транспорту. Його також забезпечують білки-пермеази, але вони є високоспецифічними й здатні переносити тільки певні субстрати. Цей процес відбувається за рахунок енергії, яку генерує клітина, тому можливий перенос і проти градієнта концентрації речовини. Якщо цьому процесу передує певна хімічна модифікація молекули, його називають транслокацією хімічних груп. Виділяють також механізм іонного транспорту, при якому відбувається перенос у клітину окремих неорганічних іонів.

Речовини, що надходять через оболонку до цитоплазми клітини із зовнішнього середовища, не можуть виділятися через цю ж оболонку назад. Майже завжди процеси засвоєння поживних речовин та процеси біосинтезу в клітині переважають над процесами розпаду речовин протоплазми. Поступлення поживних речовин шляхом полегшеної дифузії відбувається за рахунок різниці осмотичного тиску у зовнішньому середовищі та в клітині. Осмотичний тиск - це тиск розчинених у воді речовин на стінки замкненої судини Чим більша різниця осмотичних тисків з обох сторін оболонки клітини, тим інтенсивніше дифундує через оболонку вода у розчин з більшим осмотичним тиском. Разом з водою через оболонку дифундують речовини. також є пасивна дифузія,яка відбувається без витрат енергії,низька швидкість,дифундує кисень,вода,жирні к-ти.

Типове

Спиртове бродіння – це процес розкладу цукру на спирт і вуглекислий газ у результаті життєдіяльності мікроорганізмів. Збудники бродіння – дріжджі Sacch. Ellipsoideus, деякі представники мукорових грибів і бактерій.

Хімізм спиртового бродіння. Процес спиртового бродіння відбувається за складною схемою, з утворенням цілої низки побічних продуктів. Біохімічні реакції проходять з участю різних ферментів клітин. Умов цей процес можна поділити на 7 стадій.

Побічні продукти спиртового бродіння: гліцерин, оцтова к-та, оцтовий альдегід, складні ефіри, сивушні олії

Оптимальні умови протікання спиртового бродіння: концентрація цукру 15%, зР середовище 4-5, температура 30⁰С, відсутність кисню.

Типи бродіння:

Верхове: проходить дуже швидко при температурі, близькій до оптимальної, супроводжується сильним виділенням СО₂ і піни, які й виносять на поверхню дріжджі; застосовується при виробництві спирту і вина.

Низове: проходить спокійніше і повільніше при температурі 10⁰С, піни утворюється значно менше, тому дріжджі весь час залишаються на дні; використовується при пивоварінні.

Нетипове

Нетипове дріжджове спиртове бродіння відбувається під дією дріжджів роду Торулопсіс, що у свою чергу є представниками родини Несахароміцетів. Ця родина об'єднує дріжджі, які не здатні утворювати спори і розмножуються тільки брунькуванням. Дріжджі роду Торулопсіс дуже дрібні, мають кулясту форму, не здатні утворювати псевдоміцелій, вуглеводи зброджують слабо. Вони є збудниками спиртового бродіння і нагромаджують не більше 3% спирту.

Наведіть класифікацію, надайте характеристику загальних морфологічних та біохімічних властивостей молочнокислих бактерій. Наведіть приклади поживних середовищ, призначених для їх культивування. Вкажіть основні сфери застосування чистих культур молочнокислих бактерій.

1. Найважливішими представниками типових молочнокислих бактерій є:

Streptococcus lactis (молочний стрептокок) - коки, діаметром майже Імк, з'єднані в короткі ланцюжки або попарно. Вони завжди присутні в молоці і найчастіше викликають його самоскисання. Опти­мальною температурою для їхнього розвитку є 36°С. Вони є відносно слабкими кислотоутворювачами, накопичують не більше 1% молочної кислоти. Вища концентрація кислоти діє на них згубно. Тому кисле молоко, яке отримують в домашніх умовах самоскисанням без застосування спеціальних заквасок, ніколи не буває надто кислим. Молочнокислі стрептококи ферментують лактозу, мальтозу, глюкозу і галактозу.

Str. cremoris - коки, діаметр клітини яких не більше 0,7 мк, утворюють довгі ланцюги. Ферментують лактозу, глюкозу і галактозу; мальтозу і сахарозу не перетворюють. Оптимальна температура розвитку 30° С.

Bact bulgaricum (болгарська паличка) - довжина клітини майже 5 мк. Палички з'єднані в ланцюги. Ферментують глюкозу, фруктозу, галактозу, лактозу; сахарозу і мальтозу не ферментують. Оптимальна температура розвитку 4О...45°С, тобто болгарська па­личка належить до термофільних бактерій. Вона накопичує значну кількість молочної кислоти - до 3,5%. Треба зауважити, що термо­філи більш активні кислотоутворювачі, ніш мезофіли, і в цілому паличкоподібні молочнокислі бактерії активніші кислотоутворювачі порівняно з стрептококами.

Bact casei (сирна паличка) — довжина клітини майже 6 мк. Ферментує мальтозу, лактозу, глюкозу і фруктозу. Оптимальна температура 40°С. Використовується під час виробництва сиру.

Bact. acidophylum (ацидофільна паличка) - довжина клітини майже 5 мк. Ферментує лактозу, мальтозу, сахарозу і глюкозу. Оптимальна температура 40°С. Накопичує до 2,5 % кислоти. Деяківиди ацидофільної палички здатні до слизоутворення (утворюють слизисті капсули). Ацидофільні бактерії поряд з молочною кислотою продукують антибіотичні речовини, які згубно діють на збудників кишкових захворювань. Ацидофільні закваски використовують під час виробництва ацидофільних молочнокислих продуктів. Із чистих культур ацидофільних бактерій виготовляють біопрепарати, які застосовують для лікування і профілактики шлунково-кишкових захворювань людини та сільськогосподарських тварин.

Bact. delbrueckii (дельбрюківська паличка) - довжина кліти­ни 7 мк. Палички розміщуються поодиноко або короткими ланцюжками. Ферментує всі цукри, за винятком лактози, тому в молоці не розвивається. Використовується для отримання молочної кислоти із цукру, а також у випічці хліба. Оптимальна температура розвитку 45...50°С, мінімальна 20°С. В субстраті накопичує до 2,5% кислоти.

Bact. cucumeris fermentati і Bact. plantarum - коротенькі палички довжиною 2 мк, часто з'єднані попарно. Вони є збудниками молочнокислого бродіння під час квашення овочів і під час силосування кормів. Мезофіли, температурний оптимум майже 30°С.

Нетипових молочнокислих бактерій надзвичайно багато. Практичний інтерес представляють так звані ароматоутворюючі бактерії видів Str. paracitrovorum, Str. citrovorum, Str. diacetilactis. Ці бактерії утворюють значну кількість летких кислот, вуглекислого газу і ацетилметилкарбінолу, який під час окиснення переходить в діацетил. Останній надає продуктам особливого аромату. Завдяки цьому названі культури широко використовуються у різних галузях молочної промисловості, зокрема в маслоробній.

Ароматоутворюючі молочнокислі бактерії, поряд з цукром, перетворюють солі лимонної кислоти, яка завжди є в молоці. Ацетилметилкарбінол, а далі діацетил і ацетоін утворюються саме із солей лимонної кислоти.

Із інших гетероферментативних молочнокислих бактерій можна назвати: Zeuconostoc cremoris - витягнені коки, що можуть розташовуватись поодиноко, парами, або у вигляді коротких лан­цюжків. Вони, крім цукру, перетворюють лимонну кислоту та її солі з утворенням діацетату. Оптимальна температура розвитку - 20...25°С. Вживаються в комбінованих заквасках з метою ароматизації про­дукту. Деякі види Zeuconostoc є активними слизоутворювачами. Суб­страти, в яких розвиваються ці види молочнокислих бактерій, Поступово окиснюючись під дією різних мікроорганізмів, жирні кислоти перетворюються

2. Для культивування молочнокислих використовують такі поживні середовища:блікфельдта;МРС,гідролізоване молоко;Редді;М-17; М-17; рогози та МРС;Агар поживний з сахарозою,Mayeux;Lee;дріжджове;Брігс у модифікації Шарпс.

3 Молочнок-лі б-ї застосовують під час вироб-ва всіх дієтичних молочнок-х напоїв.ацидофільної пасти,кисломолочного сиру,сметани.Молочнок-лі напої мають лікувально-профілактичне з-я,завдяки наявності живих молочнок-х б-ій. Нормалізують міклофлору кишкового тракту,знищують там зб гниття.Молочнок-лі б-ї можуть приживатись в кишковому тракті і перетв залишки поживи,яка вміщує цукор,з утв молочної к-ти.Особливо корисні молочнок-лі про-ти,виготовлені з використанням ацидофільної палички(акт кислоутворювач і найкраще приживається в кишковому тракті).МБ вик також при виготов житнього хліба(сприяє набряканню білків,р-ку дріжджів);квашення овочів.МК бродіня застос для отримання молочної к-ти,яку викор у шкіряній промисловості для усунення вапна із шкіри;в текстилі,як протрава під час фарбування;харч пром.-замість лимонної к-ти під час в-ва кондитерс виробів,безалкогол напоїв,консервів.

 

25. Опишіть морфологічні та біохімічні властивостей біфідобактерій. Наведіть приклади поживних середовищ, призначених для їх культивування. Охарактеризуйте їх застосування у харчовій промисловості.

Біфідобактерії – рід облігатно анаеробних грам-позитивних бактерій, які не утворюють спор і відрізняються гільчастою морфологією. Це сахаролітичні бактерії товстого кишечника, є представниками нормальної мікрофлори кишечника, кількісно складають більшу частину бактерій товстого кишечника. Клітини біфідобактерій являють собою зігнуті палички, поліморфні на кінцях (роздвоєні, потовщені), довжиною 2 – 5 мкм. Спори не утворюють.

Біфідобактерії є суворими анаеробами,їх потреба в атмосфері бл.10% СО2.переважно утворюють оцтову к-ту,виражена потреба у вітамінах:Leuconostoc cremoris-витягнуті коки,що можут розташовуватись поодиноко,парами,або у вигляді коротких ланцюгів. Оптимальна температура розвитку 20-25..деякі види є слизоутворювачами. Субстрати,в яких розвиваються ці види мають густу слизисту оболонку. Біфідобактерії,які наявні у кисломолочних напоїв нормалізують мікрофлору кишкового тракту. Для культивування біфідобактерій використовують середовище Блаурокк,кукурудзяно-лактозне, молочно-гідролізатне,сухе розчинне біфідум-середовище.

Деякі види Lactobacillus знайшли застосування в промисловості для виробництва кефіру, йогурту, сирів. Лактобактерії беруть участь в процесах засолювання овочів, в приготуванні маринадів і інших продуктів, використовують також синтетичну і біотехнологічну молочну кислоту.

Бродіння силосу призводить до гальмування розвитку плісінні, що забезпечує тварин цінним кормом.

 

Вкажіть збудників та охарактеризуйте основні закономірності протікання гомо- та гетероферментативного молочнокислого бродіння. Охарактеризуйте роль та способи використання збудників молочнокислого бродіння у харчовій промисловості. Дайте визначення та назвіть основні ознаки пробіотиків, наведіть приклади пробіотичних мікроорганізмів.

Охарактеризуйте процес утворення та властивості мікробних біоплівок та опишіть їх роль у динаміці мікрофлори у довкіллі і виробництві та обігу споживних товарів. Вкажіть основні способи боротьби з утворенням біоплівок у робочому середовищі.

Біоплівка — складний організований шар мікроорганізмів, що характеризується генетичним різноманіт- тям, складними взаємодіями в межах угрупо- вання і позаклітинною матрицею. Біоплівки існують як у природі, так і в спорудах, створе- них людиною. Вони виникають на межі поділу фаз: рідина—повітря; рідина—тверде тіло; твер- да поверхня—газ; двох рідин, що не змішують- ся. Біоплівка в природних умовах складається з багатьох видів мікроорганізмів, поєднаних мат- рицею з полімерів, які виділені самими мікро- організмами. Будова її різноманітна, вона може бути пронизана порами, пустотами і ходами, а товщина може досягати кількох сантиметрів. Біоплівки можуть утворюватись в екстремаль- них умовах: при підвищених солоності і темпе- ратурі, а також можуть утворюватись як з чис- тої монокультури, так і з різних видів мікроор- ганізмів.

Біоплавка може містити багато різних видів мікроорганізмів, наприклад бактерій, архей, найпростіших і водоростей; кожна група, виконує специфічні метаболічні функції. Бактерії, що звичайно живуть в біоплівках, мають значно відмінні властивості від вільно плаваючих бактерій тих же видів, оскільки щільне і захищене оточення біоплівки дозволяє їм співробітничати різними шляхами. Основні властивості біоплівок:взаємодіюча сукупність різних типів мікроорганізмів, мікроорганізму в біоплівках притаманний тип зв’язку, утв. біоплівки підвищує стійкість до чинників довкілля, внутрішнє середовище мікроколонії відрізняється від навколишнього.

Назвіть основних збудників мікробіологічного розкладу білків та охарактеризуйте їх загальні морфологічні і біохімічні властивості, опишіть загальні риси мікробного протеолізу. Зазначте його екологічне і господарське значення.

 

Білки - складні органічні речовини різні за будовою і властивостями. Процес гниття починається з розкладу білків під впливом протеолітичних ферментів, які мікроорганізми виділяють у навколишнє середовище. Первинними продуктами гідролізу є пептони і поліпептиди, які розщеплюються далі до амінокислот. Амінокислоти мінералізуються до вуглекислого газу, аміаку, води, сірководню, водню.

Такі білки, як нуклеопротеїди під впливом гнильних бактерій розщеплюються на білковий комплекс, який розкладається до амінокислот та нуклеїнові кислоти, які розпадаються на фосфорну кислоту, вуглеводи і суміш азотовмісних основ.

Гниття — це розкладання азотовмісних органічних сполук (переважно білків) мікроорганізмами (як аеробними, так і анаеробними). За участю ферментів білки розщеплюються до амінокислот. Врешті-решт утворюються такі сполуки, як аміак, сірководень, двоокис вуглецю тощо.

Крім бактерій білки розкладають різні плісеневі гриби: Alternaria, Aspergillus, Cladosporium, Tricoderma.. Продовольчі товари, багаті на білки можуть піддаватися швидкому гнильному псуванню. Також псуються шкіри тварин та ін. багаті на білки матеріали. Але є і позитивні моменти в процесі розкладу білків: розклад органічних залишків тварин і рослин приводить до збагачення грунту мінеральним азотом, а повітря вуглекислим газом.

Збудники: протей - найбільш причина псування м’яса, риби та інший білкових продуктів. Картопляна паличка – спричиняє гниття м’яса, риби, а також так звану «тягучу хворобу» хліба. Сінна паличка причиною псування білкових субстратів. Bac. Mycoides одна з найбільш поширених збудників гниття різних білкових залишків у грунті.,Bac. Psendomonas. У виробництві харчових продуктів та при їх зберіганні гнильні мікроорганізми є шкідниками, що призводить до псування цих товарів.

Протеоліз- процес поступового розщеплення (гідролізу) білків на пептиди и амінокислоти під дією ферментів-протеаз. Відбувається у живих організмах та у НАВКОЛИШНЬОГО середовіщі під Вплив мікроорганізмів.

Віділяють две форми протеолізу: обмеження и неспеціфічній. Ограниченной протеоліз відіграє важліву роль в утворенні ферментів, гормонів та Біологічно активних пептидів з їхніх неактивних попередніків. Неспеціфічній протеоліз виробляти до розщеплення білків до амінокіслот з подалі Використання їх у метаболізмі.

Руйнування білків у клітині