Гнилостная микрофлора. Исследовательская работа «Гнилостные бактерии, бактерия сенная палочка. Значение бактерий гниения

Краткая характеристика микроорганизмов кормов

Микробиологические процессы, происходящие при силосовании.

Количественный и качественный (видовой) состав сообщества микроорганизмов, участвующих в созревании силоса зависит от ботанического состава зеленой массы, содержания в ней растворимых углеводов и протеина, влажности исходной массы. Так, например, сырье богатое белками (клевер, люцерна, донник, эспарцет) в отличие от сырья, богатого углеводами (кукуруза, просо и др.), силосуется при длительном участии в процессах гнилостных бактерий и при замедленном нарастании численности молочнокислых бактерий.

После закладки растительной массы в хранилище наблюдается массовое размножение микроорганизмов. Их общее количество уже через 2-9 суток может значительно превышать количество микроорганизмов, попадающих с растительной массой.

При всех способах силосования в созревании силосов участвует сообщество микроорганизмов, состоящее из двух диаметрально противоположных групп по характеру воздействия на растительный материал: вредные (нежелательные) и полезные (желательные) группы.

В процессе силосования происходит замена гнилостных микроорганизмов молочнокислыми, которые вследствие образования молочной и частично уксусной кислот снижают рН корма до 4,0-4,2 и тем самым создают неблагоприятные условия для развития гнилостных микроорганизмов (табл.2).

Условия для существования (потребность в кислороде, отношение к температуре, активной кислотности и т.д.) для различных групп микроорганизмов неодинаковые. С точки зрения потребности в кислороде различают условно три группы микроорганизмов:

· размножающиеся только при полном отсутствии кислорода (облигатные анаэробы);

· размножающиеся только при наличии кислорода (облигатные аэробы);

· размножающиеся как при наличии кислорода, так и без него (факультативные анаэробы).

Чтобы ограничить деятельность вредных микроорганизмов и стимулировать размножение полезных бактерий следует знать особенности отдельных групп микроорганизмов.

Молочнокислые бактерии

Среди разнообразной эпифитной микрофлоры растений содержится лишь сравнительно небольшое количество неспорообразующих факультативных анаэробов, гомо, - гетероферментативных молочнокислых бактерий.

Основным свойством молочнокислых бактерий, по которым их объединяют в отдельную обширную группу микроорганизмов, является способность образовывать в качестве продукта брожения молочную кислоту:

Она создает в среде активную кислотность (рН 4,2 и ниже), неблагоприятно действующую на нежелательные микроорганизмы. Помимо этого, значение молочнокислых бактерий заключается в бактерицидном действии недиссоциированной молекулы молочной кислоты и способности их образовывать специфические антибиотические и др. биологически активные вещества.

Молочнокислые бактерии отличаются следующими особенностями, важными для силосования:

1. Нуждаются для обмена веществ, главным образом, в углеводах (сахар, реже крахмал);

2. Белок не разлагают (некоторые виды в ничтожном количестве);

3. Они факультативные анаэробы, т.е. развиваются без кислорода и при наличии кислорода;

4. Температурный оптимум чаще всего составляет 30 0 С (мезофильные молочнокислые бактерии), но у некоторых форм он достигает 60 0 С (термофильные молочнокислые бактерии);

5. Выдерживают кислотность до рН 3,0;

6. Могут размножаться в силосе с очень высоким содержанием сухого вещества;

7. Легко переносят высокие концентрации NаClи обладают устойчивостью к некоторым другим химическим препаратам;

8. Помимо молочной кислоты, которая играет решающую роль в подавлении нежелательных типов брожения, молочнокислые бактерии выделяют биологически активные вещества (витамины группы В и др.). Они обладают профилактическими (или лечебными) свойствами, стимулируют рост и развитие с.-х. животных.

При благоприятных условиях (достаточное содержание в исходном растительном материале водорастворимых углеводов, анаробиоз) молочнокислое брожение заканчивается всего за несколько дней и рН достигает оптимального значения – 4,0-4,2.

Маслянокислые бактерии

Маслянокислые бактерии (Clostridiumsp.) - спорообразующие, подвижные, палочковидные анаэробные маслянокислые бактерии (клостридии) широко распространены в почве. Присутствие клостридий в силосе является результатом загрязнения почвой, поскольку их численность на зеленой массе кормовых культур, как правило, очень низка. Почти сразу же после заполнения хранилища зеленой массой маслянокислые бактерии начинают интенсивно размножаться вместе с молочнокислыми в первые несколько дней.

Высокая влажность растений, обуславливающаяся наличием в измельченной силосной массе клеточного сока растений и анаэробные условия в силосохранилище – идеальные условия для роста клостридий. Поэтому уже к концу первых суток их численность возрастает и в дальнейшем зависит от интенсивности молочнокислого брожения. В случае слабого накопления молочной кислоты и снижения рН маслянокислые бактерии энергично размножаются и число их достигает максимума (10 3 -10 7 клеток/г) в несколько суток.

По мере увеличения влажности (при содержании в силосной массе 15% сухого вещества) чувствительность клостридий к кислотности среды снижается даже при рН 4,0 (4)

Для возбудителей маслянокислого брожения характерны следующие основные физиолого-биохимические особенности:

1. Маслянокислые бактерии, являясь облигатными анаэробами, начинают развиваться в условиях сильного уплотнения силосной массы;

2. Разлагая сахар, они конкурируют с молочнокислыми бактериями, а используя белки и молочную кислоту, приводят к образованию сильнощелочных продуктов распада белка (аммиака) и токсичных аминов;

3. Маслянокислые бактерии нуждаются для своего развития во влажном растительном сырье и при высокой влажности исходной массы имеют наибольшие шансы подавить все остальные типы брожения;

4. Оптимальные температуры для маслянокислых бактерий колеблются от 35-40 0 С, но их споры переносят более высокие температуры;

5. Чувствительны к кислотности и прекращают свою деятельность при рН ниже 4,2.

Эффективными мерами против возбудителей маслянокислого брожения являются – быстрое подкисление растительной массы, подвяливание влажных растений. Существуют биопрепараты на основе молочнокислых бактерий для активации молочнокислого брожения в силосе. Кроме того, разработаны химические вещества, которые оказывают бактерицидное (подавляющее) и бактериостатическое (тормозящее) действие на маслянокислые бактерии.

Гнилостные бактерии (Bacillus, Pseudomonas).

Представители рода бацилл (Bac.mesentericus, Вac.megatherium) сходны по своим физиолого-биохимическим особенностям с представителями клостридий, но в отличие от них способны развиваться в аэробных условиях. Поэтому они одними из первых включаются в процесс ферментации. Эти микроорганизмы являются активными продуцентами разнообразных гидролитических ферментов. Они используют в качестве питательных веществ различные белки, углеводы (глюкозу, сахарозу, мальтозу и др.) и органические кислоты.

Важным свойством гнилостных бактерий, которое имеет значение для протекающих в кормовой массе процессов, является их способность к спорообразованию.

О основными особенностями для возбудителей гнилостного брожения являются следующие:

1. Они не могут существовать без кислорода, поэтому в герметичном хранилище гниение невозможно;

2. Гнилостные бактерии разлагают прежде всего белок (до аммиака и токсичных аминов), а также углеводы и молочную кислоту (до газообразных продуктов);

3. Гнилостные бактерии размножаются при рН выше 5,5. При медленном подкислении корма значительная часть белкового азота переходит в аминную и аммиачную формы;

4. Важным свойством гнилостных бактерий является их способность к спорообразованию. В случае длительного хранения и скармливания силоса, в котором дрожжи и маслянокислые бактерии разложат большую часть молочной кислоты или она будет нейтрализована продуктами разложения белка, гнилостные бактерии, развиваясь из спор, могут начать свою разрушительную деятельность.

Главным условием ограничения существования гнилостных бактерий является быстрое заполнение, хорошая трамбовка, надежная герметизация силосохранилища. Потери, вызываемые возбудителями гнилостного брожения, можно снизить при помощи химических консервантов и биопрепаратов.

Плесневые грибы и дрожжи.

Оба эти типа микроорганизмов относятся к грибам и являются весьма нежелательными представителями микрофлоры силоса. Они легко переносят кислую реакцию среды (рН 3,2 и ниже). Поскольку плесневые грибы (Penicillium,Aspergillusи др.) являются облигатными аэробами, то они начинают развиваться сразу после заполнения хранилища, но с исчезновением кислорода развитие их прекращается. В правильно заполненном силосохранилище с достаточной степенью уплотнения и герметизацией это происходит уже через несколько часов. Если в силосе есть очаги плесени, значит вытеснение воздуха было недостаточным или герметизация была неполной.

Дрожжи (Hansenula,Pichia,Candida,Saccharomyces, Тorulopsis) развиваются непосредственно после заполнения хранилищ, т.к. они являются факультативными анаэробами и могут развиваться при незначительных количествах кислорода в силосе. Кроме того они обладают высокой устойчивостью к температурному фактору и низкому рН.

Дрожжевые грибы прекращают свое развитие только при полном отсутствии кислорода в силосохранилище, но небольшие их количества обнаруживаются в поверхностных слоях силоса.

В анаэробных условиях они используют простые сахара (глюкозу, фруктозу, маннозу, сахарозу, галактозу, рафинозу, мальтозу, декстрины) по гликолитическому пути и развиваются за счет окисления сахаров и органических кислот:

Полное использование последних приводит к тому, что кислая среда силоса сменяется щелочной, создаются благоприятные условия для развития маслянокислой и гнилостной микрофлоры.

В результате этого снижается качество силоса из кукурузы, а также из «глубоко» провяленных трав, т.е. кормов с наилучшими показателями по продуктам брожения.

Таким образом, для плесневых грибов и дрожжей свойственно:

1. Плесневые грибы и дрожжи относятся к нежелательным представителям аэробной микрофлоры;

2. Негативное действие плесневых грибов и дрожжей в том, что они вызывают окислительный распад углеводов, белков и органических кислот (в т.ч. молочной);

3. Легко переносят кислую реакцию среды (рН ниже 3,0 и даже 1,2);

4. Плесневые грибы выделяют опасные для здоровья животных и людей токсины;

5. Дрожжи, являясь возбудителями вторичных процессов брожения, приводят к аэробной нестабильности силосов.

Ограничение доступа воздуха путем быстрой закладки, трамбовки и герметизации, правильная выемка и скармливание – решающие факторы, ограничивающие развитие плесневых грибов и дрожжей. Для подавления развития возбудителей вторичного брожения рекомендованы препараты с фунгистатической (фунгицидной) активностью (приложение 2).

Похожая информация.

Возникает гнилостная инфекция только в тех ранах, в которых присутствуют омертвевшая ткань, подвергающаяся распаду в результате активности гнилостных бактерий. Подобный патологический процесс является осложнением обширных поражений мягких тканей, пролежней и открытых переломов. Гнилостная природа связана с активной жизнедеятельностью неклостридиальных анаэробов, присутствующих в области слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, женских органов мочеполовой системы и дыхательных путей.

Гнилостный распад тканей представляет собой анаэробный окислительный процесс белкового субстрата. В развитии этой патологии принимают участие такие микробы гниения, как грамотрицательные палочки (Fusobacterium, Bactericides), грамположительные палочки (Eubacterium, Propionibacterium, Actinomyces), протей, кишечная палочка и Veilonella.

Многие специалисты утверждают, что только 10% хирургических инфекций не относятся к эндогенному происхождению. Это связано с тем, что практически вся микрофлора человека состоит из анаэробов. Анаэробная и смешанная флора и является составляющим наиболее значительных форм гнойно-воспалительных болезней в организме человека. Особенно часто такие процессы присутствуют в развитии гинекологических, абдоминальных и стоматологических заболеваний. Инфекции мягких тканей появляются аналогично при наличии смешанной или анаэробной микрофлоры.

Смешанная микрофлора является не простой совокупностью бактерий, потому как большинство патологических процессов прогрессируют только тогда, когда соединяются два участника ассоциации.

Не только аэробы создают подходящие условия для жизнедеятельности анаэробов. Обратный эффект также возможен. В качестве активаторов подавляющего большинства анаэробных патологических процессов инфекционного характера выступают полимикробы. Именно поэтому положительный результат от проводимого лечения достигается только при воздействии на каждую разновидность микроорганизмов.

Чаще всего гнилостные очаги возникают при следующих поражениях:

• заражение мягких тканей;
• заболевание легких;
• болезни брюшины.

Существует несколько гнилостных микробов, которые могут спровоцировать развитие подобной инфекции в качестве самостоятельного заболевания. Обратить внимание следует на сочетание Spirochete bucallis и Bac. fusiformis. Совокупность данных микроорганизмов называется фузоспириллярным симбиозом. Самой грозной формой патологического процесса считается гнилостная флегмона, которая развивается на дне ротовой полости и называется также ангиной Людовика.

Симптоматика гнилостно процесса

В качестве самостоятельного процесса гнилостная инфекция развивается в области поражения мягких тканей достаточно редко, чаще она присоединяется к развитым анаэробным и гнойным инфекционным процессам. Именно поэтому клиническая картина подобного осложнения практически во всех случаях нечеткая и сливается с проявлениями гнойных или анаэробных очагов.

Гнилостная форма инфекции протекает в сопровождении следующей симптоматики:

• ярко выраженного подавленного состояния;
• характерного снижения аппетита;
• появления сонливости в дневное время;
• скороспешного развития анемии.

В качестве самого раннего признака наличия в организме человека гнилостного распада выступает появление внезапного озноба. Наличие экссудата (зловония) также считается важным первичным признаком развития патологических изменений в организме. Неприятный резковатый запах является ничем иным, как последствием жизнедеятельности гнилостных бактерий.

Не все разновидности анаэробов способствуют образованию веществ, вызывающих зловонный запах. Чаще всего причиной тому является строгий и факультативный вид микроорганизмов. Отсутствие зловонности наблюдается иногда и при сочетании аэробов с анаэробами. Именно поэтому отсутствие столь неприятного симптома не может указывать на то, что инфекция имеет не гнилостное происхождение!

Данная инфекция имеет такие вторичные симптомы, как гнилостный характер повреждения мягких тканей. В очагах поражения присутствуют омертвевшие ткани, ограниченные правильными очертаниями. Чаще всего серо-зеленый или серый бесструктурный детрит заполняет межтканевые щели или же приобретает разнообразные формы. Окраска экссудата чаще неоднородная и в некоторых случаях варьируется до коричневого цвета. В нем содержатся небольшие капельки жира.

Гнилостная инфекционная природа раны может давать такие симптомы, как большое скопление гноя. В данном случае экссудат в клетчатке разжижается. При поражении мышечной ткани его количество мизерно и в основном наблюдается в качестве диффузной пропитки поврежденной ткани. Если присутствует аэробная инфекция, то гной приобретает густую консистенцию. Цвет его варьируется от белого до желтого, окрас однородный, запах нейтральный.

Следует также обратить внимание на такие симптомы, как отсутствие отечности, гнойного заплыва, газообразования и крепитации на начальных развитиях патологического процесса. Часто внешние признаки поражения мягкой ткани не соответствуют его глубине. Отсутствие гиперемии кожи приводит в замешательство многих хирургов, поэтому своевременная хирургическая обработка патологического очага может быть проведена несвоевременно.

Гнилостная инфекция начинает распространяться в области подкожной клетчатки, переходя в межфасциальное пространство. При этом происходит некроз мышц, сухожилий и фасций.

Гнилостная инфекция развивается в трех формах:

• присутствуют симптомы шоковых явлений;
• отмечается бурно прогрессирующее течение;
• отмечается вялое течение.

При первых двух формах инфекция протекает в сопровождении общей интоксикации: повышения температуры, появления озноба, развития почечной или печеночной недостаточности и снижения артериального давления.

Как справиться с данной патологией

Инфекция гнилостной природы является серьезной угрозой для здоровья человека, поэтому лечение прогрессирующего процесса должно быть начато как можно раньше. Для эффективного устранения подобного заболевания проводятся следующие мероприятия:

• создаются неблагоприятные условия для жизнедеятельности бактерий (удаление омертвевшей ткани, проведение антибактериальной терапии и широкого дренирования тканей);
• назначение детоксикационной терапии;
• проведение коррекции иммунного статуса и гемостаза.

Прогрессирующая инфекция гнилостного характера требует удаления пораженных тканей. Лечение практически всегда требует хирургического вмешательства в связи с анатомическим расположением, особенностью течения и распространением патогенных микроорганизмов, радикальных результатов добиться получается не во всех случаях. При низкой эффективности ранее принятых мер лечение проводится при помощи широких разрезаний гнойных очагов, иссечения некротизированной ткани, местного введения антисептиков и дренирования раны. Профилактика распространения гнилостного процесса в области здоровых тканей заключается в осуществлении ограничивающих хирургических разрезов.

Если инфекция имеет анаэробный характер, то лечение осуществляется при помощи постоянной перфузии или орошения раны растворами, содержащими перманганат калия и перекись водорода. Эффективно в данном случае использование мазей, имеющих полиэтиленоксидную основу (Левомеколь, Левосин). Данные средства способствуют эффективному всасыванию экссудата, что сопровождается быстрым очищением раны.

Лечение антибиотиками проводится под контролем антибиотикограммы. Такое заболевание, как гнилостное поражение мягких тканей, может быть вызвано микроорганизмами, обладающими устойчивостью перед антибактериальной терапией. Именно поэтому подобное лечение должно осуществляться также и под наблюдением врача.

Медикаментозное лечение такого состояния, как инфекция гнилостно характера проводится при помощи следующих средств:

• антибиотики – линкомицин, тиенам, рифампицин;
• метронидазоловые противомикробные препараты – метрагил, метронидазол, тинидазол.

Лечение и профилактика детоксикации и гомеостаза назначается и проводится индивидуально в соответствии с симптоматикой и характером течения патологического процесса для каждого случая. При бурном септическом течении принимают интракорпоральные детоксикационные меры: проводят эндолимфатическую терапию и назначают гемоинфузионную детоксикацию. В обязательном порядке показано проведение таких процедур, как УФОК (ультрафиолетового облучения крови) и ВЛОКА (внутривенного лазерного облучения крови). Рекомендуется проведение аппликационной сорбации, которая подразумевает наложение сорбентов, антибиотиков и иммобилизированных ферментов на пораженный участок тканей. В случае развития осложнений в виде печеночной недостаточности назначается гемодиализ и применяется плазмаферез и гемсорбация.

Последствия

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 8 г. Поронайска

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

ГНИЛОСТНЫЕ БАКТЕРИИ, БАКТЕРИЯ СЕННАЯ ПАЛОЧКА

Выполнили: Коноватникова Александра,

Мхитарян Арам, Мхитарян Арпине

Руководитель: учитель биологии

Поронайск, 2013

ВВЕДЕНИЕ

Бактерии – очень древние организмы, появившиеся около трёх миллиардов лет назад. Бактерии микроскопически малы, но их скопления или колонии видны невооружённым глазом. В природе бактерии встречаются повсюду, и выполняю на планете гигантскую работу.

Бактерии являются разрушителями органического вещества, очищая планету от остатков погибших животных и растений. Встречаются бактерии-симбионты, которые живут в организмах растений и животных, принося им пользу (клубеньковые бактерии). Известны и хищные бактерии, поедающие других бактерий.

Цель работы: используя методику получения культуры гнилостных бактерий и культуры сенной палочки, вырастить и пронаблюдать указанные микроорганизмы.

Задачи работы:

составить представление о гниении;

изучить методику выращивания культуры гнилостных бактерий и сенной палочки;

выполнить и описать лабораторные работы, наблюдение культур.

Метод работы: теоретический и экспериментальный

Практическая значимость:

научимся ставить микробиологические опыт, работать с электронным микроскопом, писать небольшие исследовательские работы.

I. ГНИЕНИЕ

Гниение – распад белковых и других азотистых веществ под влиянием гнилостных бактерий сопровождающийся образованием зловонных продуктов. Развитию процессов гниения способствуют: влажности , надлежащая t°. Белки под влиянием гниения подвергаются глубоким и сложным изменениям, в результате которых белковая молекула распадается на длинный ряд мелких молекул. Начало изучению процессов гниения белков было положено Ненцким, Бауманом, братьями Зальковскими, Готье, Этаром и Бригером. Гнилостное расщепление вызывается разложением белковых веществ микроорганизмами. Белки являются важнейшей составной частью живого и отмершего органического мира, содержатся во многих пищевых продуктах.

Способность разрушать белковые вещества присуща многим микроорганизмам. Одни микроорганизмы вызывают неглубокое расщепление белка, другие могут разрушать его более глубоко. Гнилостные процессы постоянно протекают в природных условиях и нередко возникают в продуктах и изделиях, содержащих белковые вещества. Конечными продуктами гниения являются аминокислоты и газообразные зловонные продукты (аммиак , сероводород, индол, скатол, меркаптаны и др.).

Чаще других гниение вызывают следующие аэробные бактерии (живут в кислородной среде): бациллус субтилис (сенная палочка) и бациллус мезентерикус (картофельная палочка). Обе эти бактерии подвижны и образуют споры, отличающиеся устойчивостью к высоким температурам.

Сенная палочка постоянно обитает на сене, благодаря чему и получила своё название. Развивается на сенном настое в виде пленки. Сенная палочка способна вырабатывать антибиотические вещества, подавляющие жизнедеятельность многих болезнетворных и неболезнетворных бактерий. При разложении ею белков выделяется много аммиака.

Картофельная палочка обладает большей активностью в разрушении белков, чем сенная. Картофельная палочка (сенная палочка в меньшей мере) способна вызывать картофельную болезнь печеного хлеба, вследствие чего он становится тягучим и липким. Такой хлеб в пищу непригоден. Обе бактерии могут вызывать порчу многих других продуктов – молочных и кондитерских изделий, картофеля, плодов и др.

Оптимальная температура развития для большей части гнилостных микроорганизмов находится в пределах 25-35°С. Низкие температуры не вызывают их гибели, а лишь приостанавливают развитие. При температуре 4-6° С жизнедеятельность гнилостных микроорганизмов подавляется.

II. ВЫРАЩИВАНИЕ КУЛЬТУРЫ ГНИЛОСТНЫХ БАКТЕРИЙ И СЕННОЙ ПАЛОЧКИ

1. Лабораторные работы «Выращивание культуры микроорганизмов»

А) Методика приготовления элективной накопительной культуры гнилостных бактерий

Ход работы

1) В простерилизованную баночку положить кусочек любого мяса, кусочек вареной колбасы

2) Плотно закрыть крышкой, пробкой.

3) Поставить в тёплое место

4) По окончании опыта микроскопировать культуру.

В соответствии с описанием работы были выполнены все действия, в течение недели проводились наблюдения за ростом колоний сенной палочки и гнилостных бактерий.

Таблица 1. Наблюдения Мхитарян Арпине

	Наблюдения Мхитарян Арпине
Куриное мясо	Варёная колбаса
	Заложен опыт	Заложен опыт
	Изменений нет	Колбаса стала белой. Неприятный запах.
	Мясо почернело. На поверхности появилась плёнка. Неприятный запах.	Колбаса стала белой. Неприятный запах.
	Мясо почернело, вздулось. На поверхности мяса появилась плёнка. Неприятный запах.	Колбаса стала белой. Неприятный запах.
	Почерневшее мясо плавает в дурно пахнущей жидкости, появилась серая плёнка	На поверхности дурно пахнущей колбасы появилась серая плёнка
	Микроскопирование

Таблица 2. Наблюдения Мхитарян Арама.

	Наблюдения Мхитарян Арама
Мясо рыбы	Варёная колбаса
	Заложен опыт	Заложен опыт
	Изменений нет	Колбаса стала белой. Неприятный запах.
	Мясо побелело, неприятный запах	Баночку с гниющей колбасой вынесли на холод
	Баночку с гниющим мясом вынесли на холод
	Баночку с гниющим мясом вынесли на холод	Баночку с гниющей колбасой вынесли на холод
	Микроскопирование

Таблица 3. Наблюдения Коноватниковой Александры.

	Наблюдения Коноватниковой Александры
Куриное Мясо	Варёная колбаса
	Заложен опыт	Заложен опыт
	Изменений нет	Колбаса стала белой. Неприятный запах.
	Мясо вздулось, выделяется жёлтая жидкость	Колбаса стала белой. Неприятный запах.
	Мясо вздулось, выделяется жёлтая жидкость, сильный гнилостный запах	Колбаса стала белой. Неприятный запах. Образовалась белая плёнка
	На кусочке мяса образовалась плёнка
	Баночку с гниющим мясом вынесли на холод	Баночку с гниющей колбасой вынесли на холод
	Микроскопирование

Таким образом, процессы гниения во всех опытах протекают одинаково, сопровождаются выделением дурно пахнущих веществ, образованием налёта и жидкости

Б) Методика приготовления элективной накопительной культуры сенной палочки (Bacillus subtilis)

Накопительными элективными культурами называются такие, в которых создаются условия для роста микроорганизмов одного вида и подавляется рост других видов. В данной работе кипячение является фактором, убивающим неспороносные формы, вследствие чего сенная палочка образует настоящую колонию

Оборудование и материалы: колба термостойкая на 250 мл, стеклянная палочка, ватно-марлевая пробка, сенная труха или солома, толченый мел, электроплитка или водяная баня, кипяток, стеклограф, ножницы.

Ход работы:

Получение культуры сенной палочки

1) Простерилизовать посуду.

2) Отвесить навеску 10-15 г сена или соломы.

3) Поместить в колбу. Залить кипятком, так, чтобы солома была полностью покрыта водой.

4) Засыпать 0,5 ч. л. мела. Кипятить 15 мин.

5) Закрыть пробкой и поставить в шкаф.

6) По окончании микроскопировать.

На поверхности сенного отвара через 5 дней появилась сероватая пленка, состоящая из особей сенной палочки.

2. Наблюдение микроорганизмов

Приготовление микропрепаратов

Оборудование:

1. Предметные стёкла, покровные стёкла, пипетка, салфетка, стакан.

2. Вычистили покровные стёкла.

3. Из колбы, где находились культуры, слили раствор с микроорганизмами в стакан.

4. Капельку с культурой наносили на предметное стекло, окрашивали лакмусом, метиловым оранжевым накрывали покровным стеклом.

Рисунок 2. 1, 2 – гнилостных бактерии. Альтами школьный.

Увеличение в 400 раз. Выполнила Мхитарян Арпине

https://pandia.ru/text/78/151/images/image008_26.gif" width="236" height="15">

Рисунок 3. 1, 2 - гнилостные бактерии. Фото Альтами школьный.

Увеличение в 400 раз. Выполнил Мхитарян Арам

Вывод: работа с микропрепаратами позволяет сделать вывод о том, что гнилостные бактерии и бактерии сенной палочки имеют одинаковую форму, движение. Установлено сходство бактерий с картофельной палочкой, что позволяет предположить, что мы получили культуры микроорганизмов сходные и, возможно, одинаковые.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведённой исследовательской работы мы научились выращивать культуры микроорганизмов гнилостных бактерий и сенной палочки, готовить окрашенные микропрепараты, наблюдать бактерии в микроскоп, делать фотографии, описывать результаты работы.

В процессе работы поняли, что гниение в природе играет большую положительную роль. Оно является составной частью круговорота веществ. Гнилостные процессы обеспечивают обогащение почвы такими формами азота, которые необходимы растениям. Однако гнилостные микроорганизмы могут вызывать порчу многих пищевых продуктов и материалов, содержащих белковые вещества. Для предотвращения порчи продуктов гнилостными микроорганизмами следует обеспечивать такой режим их хранения, который исключал бы развитие этих микроорганизмов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Соколов, животных, первый том [Текст] / . – М.: Просвещение, 1984. – 463 с.

2. Гиляров, словарь юного биолога [Текст] / . – М.: Педагогика, 1896. – 352 с.

3. Википедия [Электронный ресурс] /

Смрад выгребных ям и свалок, гниющие органические останки - все это вызывает у людей стойкое чувство отвращения. Но, когда первая реакция проходит, и включается здравый смысл, приходит понимание, что это обязательный процесс жизни. За любым гниением можно увидеть зарождающуюся новую жизнь. Это вечный круговорот веществ в природе. И как ни разнообразны живые организмы на планете, удивительно, что единственные из них, которые отвечают за разложение - это бактерии гниения.

Что разлагается

Процессы разложения - это весь спектр реакций, в результате которых сложные вещества разлагаются до простых и более стойких. Процессом гниения (аммонификацией) называют разложение до простых молекул органических веществ, содержащих азот и серу. Сходный процесс - брожение - это разложение безазотистых органических веществ - сахаров или углеводов. И тот и другой процессы осуществляют микроорганизмы. Выяснение механизма данных процессов началось с опытов Луи Пастера (1822-1895). Если же посмотреть на бактерии гниения исключительно с химической точки зрения, то мы увидим, что причинами этих процессов является нестойкость органических соединений и микроорганизмы выступают лишь как возбудители химических реакций. Но и белок, и кровь, и животные под воздействием бактерий подвергаются разным типам гниения, то главенствующая роль именно микроорганизмов неоспорима.

Изучение предмета продолжается

Гниение имеет огромное значение как в экономии природы, так и в человеческой деятельности: от технических производств до развития болезней. Прикладная бактериология родилась всего порядка 50 лет назад, трудности изучения и сегодня громадны. Но перспективы огромны:

Кто же они - эти деструкторы?

Бактерии - это целое царство одноклеточных прокариотических (не имеющих ядра) организмов, которое начитывает порядка 10 тысяч видов. Но это нам известных, а вообще предполагается существование более миллиона видов. Они появились на планете задолго до нас (3-4 миллиона лет назад), были первыми ее обитателями и во многом именно благодаря им Земля стала пригодной для развития других форм жизни. Впервые в собственноручно деланный микроскоп «анималькули» увидел в 1676 году голландский натуралист Антони ван Левенгук. Только в 1828 году они получили свое название благодаря работам Христиана Эренберга. Развитие увеличительной техники позволило Луи Пастеру в 1850 году описать физиологию и метаболизм бактерий гниения и брожения, в том числе болезнетворных. Именно Пастер, изобретатель вакцины против сибирской язвы и бешенства, читается основателем бактериологии - науки о бактериях. Второй выдающийся бактериолог - немецкий врач Роберт Кох (1843-1910), открывший холерный вибрион и туберкулезную палочку.

Такие простые и такие сложные

По форме бактерии могут быть шаровидные (кокки), прямые палочки (бациллы), выгнутые (вибрионы), спиральные (спириллы). Они могут объединяться - диплококки (два кокка), стрептококки (цепочка кокков), стафилококки (гроздь кокков). Клеточная стенка из муреина (полисахарида в соединении аминокислотами) придает форму организму и защищает содержимое клетки. Мембрана клетки из фосфолипидов может впячиваться и одержит комплексы органов движения (жгутиков). В клетках нет ядра, а в цитоплазме находятся рибосомы и кольцевая ДНК (плазмид). Органелл нет, а функции митохондрий, хлоропластов выполняют мезосомы - выпячивания мембраны. У некоторых имеются вакуоли: газовые выполняют функцию перемещения в толще воды, а в запасающих находятся гликоген или крахмал, жиры, полифосфаты.

Как они питаются

По типу питания бактерии бывают автотрофные (сами синтезируют органические вещества) и гетеротрофные (потребляют готовые органические вещества). Автотрофы могут быть фотосинтетиками (зеленые и пурпурные) и хемосинтетиками (нитрифицирующие, серобактерии, железобактерии). Гетеротрофы бывают сапротрофами (используют продукты жизнедеятельности, отмершие останки животных и растений) и симбионты (используют органику живых организмов). Гниение и брожение осуществляют сапротрофные бактерии. Для осуществления обмена веществ одним бактериям необходим кислород (аэробы), а другим он не нужен (анаэробы).

Армии нашей не счесть

Бактерии обитают везде. Буквально. В каждой капле воды, в каждой луже, на камнях, в воздухе и почве. Перечислим лишь некоторые группы:

Оптимальные условия

Для гниения необходимы определенные условия, и именно лишение бактерий этих условий лежит в основе нашей кулинарии (стерилизация, пастеризация, консервирование и так далее). Для интенсивного процесса гниения необходимо:

• Наличие самих бактерий.
• Внешние условия - влажная среда, температура +30-40 °С.

Варианты возможны различные. Но вода является неотъемлемым атрибутом гидролиза органических веществ. А ферменты работают только в определенном температурном режиме.

Главные аммонификаторы

Бактерии гниения, живущие в почве земли, это самая распространенная группа прокариот. Они играют важную роль в круговороте азота и возвращают в почву минеральные вещества (минерализуют) так необходимые растениям для процессов фотосинтеза. Форма бактерий, их отношение к наличию кислорода и способы питания разнообразны. Основные представители данной группы это спорообразующие клостридии, бациллы и неспорообразующие энтеробактерии.

Этапы разложения органики

Стадии разложения органических веществ бактериями гниения с химической точки зрения довольно сложны. В целом этот процесс осуществляется следующим образом:

Сенная палочка

Самая изученная бактерия - Bacillus subtilis, очень эффективный аммонификатор. Лучше нее изучена только кишечная палочка (Escherichia coli), наш кишечный симбионт. Сенная палочка - это аэробная бактерия гниения. На ее поверхности находятся ферменты-катализаторы протеазы, выработанные бактерией и используемые для получения жизненной энергии. Протеазы вступают в реакции гидролиза с белками внешней среды и разрушают его пептидные вязи с высвобождением начала крупных цепочек аминокислот, а потом все более мелких. Все, что ей необходимо, поступает в клетку, а что не нужно, отдается. И остаются токсичные вещества - сероводород и аммиак. Именно из-за этих газов места обитания сенных палочек так неприятно пахнут.

Наши соседи

В нашем кишечнике живет примерно 50 триллионов различных микроорганизмов, это где-то два килограмма. А это в 1,5 раза больше, чем общее количество клеток всего организма человека. И кто здесь хозяин, а кто симбионт? Это, конечно, шутка. Но среди этого многообразия соседей есть и бактерии гниения. Польза и вред для организма от них зависит от их количества и патогенности. В нашей ротовой полоти обитает до сорока тысяч бактерий. Кислую среду нашего желудка могут выдержать лактобациллы, некоторые стрептококки и сарцины. В двенадцатиперстную кишку выделяется сок поджелудочной железы с агрессивными пищеварительными ферментами (липазы и амилазы) и делают ее почти полностью стерильной.

В тонком и толстом кишечнике среда щелочная, тут сосредоточена вся масса микрофлоры. Именно тут бактерии помогают нам усваивать витамины (бифидобактерии), синтезировать витамины (К и В) и подавлять патогенную флору (кишечная палочка), расщеплять крахмал и целлюлозу, белки и жиры (аммонифицирующие бактерии) и это далеко не весь список полезных функций наших соседей. С калом каждый человек выделяет порядка 18 миллиардов бактерий, а это больше, чем людей на всей планете. Но те же бактерии могут при определенных условиях вызвать болезни. Именно поэтому многие из них считаются условно патогенными.

Значение бактерий гниения

Первые живые организмы этой планеты, самые эффективные в части занятия всех существующих на планете Земля экологических ниш - бактерии. Они минерализуют почву, делая ее плодородной. Возвращают в круговорот неорганические вещества. Утилизируют трупы и продукты жизнедеятельности всех живых организмов планеты. Обеспечивают человечество природными ресурсами. Делают нашу жизнь легче и помогают в усвоении пищевых компонентов. Этот список можно продолжать еще долго. Конечно, негативное значение гнилостных бактерий также велико. Но природа знала, что делала и наша задача на этой планете не нарушить то хрупкое равновесие, к которому пришел за эти почти четыре миллиона лет мир вокруг нас.

В группу гнилостных бактерий входят микроорганизмы, вызыва­ющие глубокий распад белков. При этом образуется ряд веществ, обладающих неприятным запахом, вкусом, нередко и ядовитыми свой­ствами. Гнилостные бактерии могут быть как аэробы, так и анаэро­бы, споровые и бесспоровые.

К факультативно аэробным бесспоровым гнилостным бактериям часто встречающимся в молоке, относятся грамотрицательные па­лочки Proteus vulgaris (протей), способные активно пептонизировать молоко с выделением газа. При развитии этих микроорганизмов в молоке кислотность его вначале несколько повышается (вследствие образования жирных кислот), а затем снижается в результате на­копления щелочных продуктов. Бесспоровые бактерии, например Proteus vulgaris, могут попадать в молоко с оборудования, из воды и других источников. При пастеризации молока Proteus vulgaris по­гибают.

К аэробным споровым бактериям относятся Вас. subtilis (сеннаяая палочка), Вас. mesentericus (картофельная палочка), Вас. mycoides, Вас. megatherium и пр. Все они подвижны, красятся по Граму положительно, быстро развиваются в молоке, активно разлагая белки. При этом сна­чала молоко свертывается без существенного повышения кислотно­сти, затем с поверхности сгустка наступает пептонизация молока. У некоторых споровых палочек (например, сенной) пептонизацпя молока начинается без предварительного свертывания казеина. Из анаэробных споровых гнилостных бактерий в молоке встре­чаются Вас. putrificus и Вас. polymyxa.

Вас. putrificus - подвижная палочка, разлагающая белки с обиль­ным образованием газов (аммиака, углекислоты, водорода, серово­дорода), Вас. polymyxa - подвижная палочка, образующая в молоке газ, кислоты (уксусную, муравьиную), этиловый и бутиловый спир­ты и другие продукты.

Высокая чувствительность к понижению реакции среды харак­терна для всех гнилостных бактерий. Этой особенностью определя­ются крайне ограниченные возможности для развития данной груп­пы бактерий при производстве кисломолочных продуктов. Очевидно, что во всех случаях, когда молочнокислый процесс развивается ак­тивно, жизнедеятельность гнилостных бактерий прекращается. В производстве кисломолочных продуктов развитие гнилостных бактерий возможно только в исключительных случаях (в результа­те развития бактериофага полностью пли в значительной мере ос­тановлен молочнокислый процесс, утрачена активность закваски и т. д.). Споры многих гнилостных бактерий могут содержаться в пасте­ризованном молоке. Однако практически они не играют роли при производстве и хранении этого продукта. Это объясняется тем, что основную остаточную микрофлору после пастеризации составляют молочнокислые бактерии, они же обсеменяют молоко при розливе, поэтому на фоне развития (хотя и слабого, из-за низких температур

хранения) молочнокислого процесса возможность размножения спо­ровых микроорганизмов в пастеризованном молоке ничтожна. При производстве же и хранении стерилизованного молока спо­ровые бактерии играют немаловажную роль. Даже незначительные нарушения режимов стерилизации могут привести к попаданию спор в стерилизованное молоко и вызвать в последующем его пор­чу при хранении.

ДРОЖЖИ

В основу классификации дрожжей положены различия в харак­тере их вегетативного размножения (деление, почкование). спорообразования, а также морфологические и физиологические признаки.

По способности к спорообразованию дрожжи делят на спорообразующие и неспорообразующие. В кисломолочных продуктах из спорообразующих встречаются дрожжи родов Saccharomyces, Zygosacc-haromyces, Fabospora и Debaromyces, из неспоровых - родов Torulopsis it Candida. С. А.

Королев (1932) разделил дрожжи, встречающиеся в молоч­ных продуктах, по их биохимическим свойствам на три группы.

Первая группа - дрожжи, не способные к спиртовому брожению, хотя и потребляющие некоторые углеводы путем непосредственного окисления; к ним относятся виды Mycoderma, цветные бесспоровые дрожжи Tornla.

Вторая группа - дрожжи, не сбраживающие лактозу, но сбражи­вающие другие сахара; могут развиваться лишь в совместной культу­ре с микроорганизмами, обладающими ферментом лактазой, гпдролизующей молочный сахар на моносахара; к ним относятся отдель­ные виды дрожжей рода Saccharomyces. Как показали исследования В. И. Кудрявцева (1954) и A.M. Скородумовой (1969), в кисломолочных продуктах, приготовленных на естественных заквасках, основ­ными представителями этого рода являются дрожжи вида Sacch. cartilaginosus, сбраживающие мальтозу и галактозу. По мнению В. И. Кудрявцева, дрожжи этой группы могут положительно влиять на вкус и аромат кисломолочных продуктов, однако при чрезмерном их развитии возникает порок - вспучивание. Они относятся к так называемым диким дрожжам и при производстве кисломолочных продуктов их не применяют. Однако возможно, что среди дрожжей этой группы могут быть найдены производственно-ценные куль­туры.

Третья группа - дрожжи, сбражнвающпе лактозу. Исследования А. М. Скородумовой (1969) показали, что среди дрожжей, выделен­ных из кисломолочных продуктов (приготовленных на естественной закваске), число дрожжей, самостоятельно сбраживающих лактозу, сравнительно невелико - из 150 штаммов - 32 (21%). Наибольший процент дрожжей, сбражпвающих лактозу, был выделен из кефир ных грибков и закваски (34,1%). Дрожжи, сбраживающие лактозу, были идентифицированы А. М. Скородумовой как Fabospora fragilis, Saccharomyces lactis, реже Zygosaccharomyces lactis. Способностью сбраживать лактозу обладают также некоторые ви­ды Candida и Torulopsis - Candida pseudotropicalis var. lactosa, Torulopsis kefir, Torylopsis sphaerica, выделенные из кефир­ного грибка (В. И. Буканова, 1955).

Исследования, проводившиеся в Японии Т. Наканиши и Дж. Араи (1968, 1969), показали также, что наиболее распространенны­ми видами лактозосбраживающих дрожжей, выделенных из сырого молока, являются Saccharomyces lactis, Torulopsis versatilis, Toru­lopsis sphaerica, Candida pseudotropicalis.

Для установления отношения дрожжей к сахарам культуры па­раллельно высевают в молочно-пептонную сыворотку, содержащую только лактозу, и на сусло, содержащее мальтозу. После выдержки при оптимальной температуре отмечают наличие пли отсутствие га­за.

Оптимальная температура развития дрожжей 25-30° С, что следует учитывать при выборе температуры для созревания продук­тов, в состав микрофлоры которых они входят. По данным В. II. Букановой (1955) основным фактором, регулирующим развитие дрож­жей разных видов в кефире, является температура. Так, повышен­ная температура (30-32° С) стимулирует развитие Torulopsis sphaerica п дрожжей, не сбраживающих лактозу. Дрожжи, сбраживающие лактозу, достаточно хорошо развиваются и при 18-20° С, однако повышение температуры до 25 и 30° С, как правило, стимулирует их размножение.

Большинство дрожжей предпочитает для своего развития кислую реакцию среды. Следовательно, в кисломолочных продуктах условия для них благоприятны.

Дрожжи очень широко распространены в кисломолочных продук­тах и могут быть обнаружены почти в любом образце продукта, при­готовленного на естественных заквасках. Однако дрожжи развива­ются гораздо медленнее, чем молочнокислые бактерии, поэтому в кис­ломолочных продуктах они обнаруживаются в меньшем количестве, чем молочнокислые бактерии.

Роль дрожжей и производстве кисломолочных продуктов исклю­чительно велика. Обычно дрожжи рассматривают главным образом как возбудителей спиртового брожения. Но эта функция, по-види­мому, не основная. Дрожжи активизируют развитие молочнокис­лых бактерий, витаминизируют продукты (С. Аскалонов, 1957). Дрожжи, сбраживающие лактозу и другие сахара, способны выра­батывать антибиотические вещества, активные против туберкулез­ной палочки и других микроорганизмов (А. М. Скородумова, 1951, 1954; В. И. Буканова, 1955).

Интенсивное развитие дрожжей незаквасочного происхождения нередко приводит к вспучиванию и изменению вкуса таких продук­тов, как сметана, творог и сладкие творожные изделия. Излишнее развитие дрожжей, содержащихся в кефирной закваске при наруше­нии технологических режимов, также может вызвать газообразова­ние в кефире (“глазки”) и даже его вспучивание.