Пропионовокислое брожение

 

Пропионовокислое брожение осуществляется бакте-

риями рода Propionibacterium. Они представляют собой

неподвижные грамположительные палочки, полиморф-

ные, образующие булавовидные формы; располагаются

 

робы, оптимальная температура роста 30–37С, рН 7.

Эти бактерии встречаются на растениях, в почве, в желу-

дочно-кишечном тракте жвачных животных. Источни-

ками энергии для них служат углеводы, органические

кислоты, спирты и другие вещества. Пропионовокислые

бактерии способны сбраживать молочную кислоту, обра-

зовавшуюся в результате брожения, вызванного молоч-

нокислыми бактериями.

чения витамина B

пропионовая и уксусная кислоты, СО и вода.

12

2

70

ГЛАВА 4

 

Конечные продукты пропионовокислого брожения —

 

Пропионовокислые бактерии используют для полу-

, который они образуют в значитель-

ных количествах.

 

 

Маслянокислое брожение

 

Маслянокислое брожение обусловливают некоторые

бактерии из рода Clostridium. Типичный представи-

тель — Cl. butyricum. Это крупная палочка длиной от

2 до 10 мкм, подвижна, грамположительна, образует

споры, анаэроб. В качестве источника углерода исполь-

зуют моно- и дисахариды, некоторые полисахариды

(декстрин, крахмал), молочную, пировиноградную кис-

лоты, маннит, глицерин и другие соединения. Источни-

ком азота служат разнообразные вещества — аминокис-

лоты, аммиачные соединения и др.

Маслянокислое брожение начинается с разложения

сахаров в пировиноградную кислоту. Конечные продук-

ты из пировиноградной кислоты образуются в резуль-

тате цепи реакций, катализируемых несколькими фер-

ментными системами.

Маслянокислые бактерии являются виновниками пор-

чи силоса, растительных масел и жиров животного проис-

хождения, также семян сои и подсолнечника. Например,

при размножении в силосуемых (заквашиваемых) расте-

ниях белковая часть корма разлагается, образуемая ма-

сляная кислота ухудшает качество корма, происходит его

прогоркание. Животные плохо поедают такой корм.

 

 

Уксуснокислое брожение

 

Микробиологический процесс, при котором этиловый

спирт окисляется до уксусной кислоты под влиянием

уксуснокислых бактерий. Бактериальная природа этого

процесса была установлена в 1868 г. Л. Пастером.

Оптимальная температура для промышленного культи-

ПРЕВРАЩЕНИЯ МИКРООРГАНИЗМАМИ СОЕДИНЕНИЙ

71

 

Уксуснокислые бактерии — короткие палочки, под-

вижные и неподвижные, грамотрицательные, не обра-

зующие спор, строгие аэробы. Все виды (25) уксусных
бактерий объединены в род Acetobacter. Типичными

представителями являются A. aceti, A. pasteurianum
и др. A. aceti — короткая палочка, неподвижная, грамо-

трицательная, располагается цепочками. На поверхно-

сти питательного субстрата (пива, не крепленных спир-

том сухих вин) образует различной плотности пленку.

 

вирования 30–34С. Уксуснокислые бактерии использу-

ют для производства пищевого уксуса из вина и спирта в

промышленных условиях.

 

4.3. ПРЕВРАЩЕНИЕ
        МИКРООРГАНИЗМАМИ ФОСФОРА,

        ЖЕЛЕЗА И СЕРЫ

 

Фосфор

 

Имеет большое значение в жизнедеятельности ор-

ганизма. Без него не могут синтезироваться белки, он

входит в состав ядерного вещества и многих ферментов.

В почве содержится в основном в органической, не усвоя-

емой растением форме и в виде трудноусвояемых мине-

ральных соединений. Органические соединения фосфо-

ра попадают в почву вместе с растительными остатками,

трупами животных и отмершими микроорганизмами.

Они представлены нуклеопротеидами, нуклеиновыми

кислотами и др. Роль микробов в превращении фосфо-

ра сводится к двум процессам: минерализации фосфора,

входящего в состав органических веществ, и превраще-

нию фосфорнокислых солей из слаборастворимых в хо-

рошо растворимые, доступные для растений.

Органические и неорганические соединения фосфора

разлагаются бактериями родов Pseudomonas, Bacillus

(Вас. megaterium), грибами из родов Penicillium, Asper-

gillus, Rhizopus и др.

3+

+4

72

ГЛАВА 4

 

Железо

 

Широко распространено в природе, встречается в виде

органических и минеральных соединений, входит в со-

став животных и растительных организмов. Содержится

в гемоглобине крови и дыхательных ферментах-цито-

хромах. При недостатке железа у животных развивается

анемия, растения теряют зеленую окраску. Железо быва-

ет в форме нерастворимого окисного Fe и растворимого

закисного Fe . Перевод органического железа из окис-

ного в закисное и наоборот осуществляется в основном

микроорганизмами, получившими название железобак-

терий. К ним относятся нитчатые бактерии (Leptothrix,

Crenothrix), бактерии рода Galiionella и др.

Железобактерии — аэробы, встречаются в болотах,

прудах, железистых источниках. В таких водоемах они

окисляют закиси железа. В процессе деятельности желе-

зобактерий образуется окись железа. Скопление отмер-

ших железобактерий (гидрат окиси железа) образует на

дне стоящих водоемов залежи болотной руды.

 

 

Сера

 

Содержится в организме животных и растений, вхо-

дит в состав серосодержащих аминокислот (цистеин,

цистин, метионин), витаминов группы В (биотин, ти-

амин), много ее в волосах и перьях. Органические сое-

динения серы в почве представлены останками живот-

ных и растений. При разложении в почве органических

серосодержащих веществ, а также при восстановлении

солей серной, сернистой и серноватистой кислот образу-

ется сероводород, ядовитый для растений и животных.

Сероводород окисляется серобактериями в безвредные,

доступные для растений соединения. Серобактерии

представлены несколькими различными группами: нит-

чатые, тионовые и фотосинтезирующие пурпурные и зе-

леные серобактерии.

7.

6.

ПРЕВРАЩЕНИЯ МИКРООРГАНИЗМАМИ СОЕДИНЕНИЙ

73

 

Нитчатые серобактерии представлены несколькими

родами: Beggiatoa, Thiothrix и др. Представляют собой

длинные нити, которые состоят из множества клеток,

аэробы, подвижные и неподвижные, окисляют серово-

дород до серной кислоты.

Тионовые бактерии относятся к роду Thiobacilus. Это

грамотрицательные палочки, подвижные, спор не обра-

зуют, окисляют серу и ее соединения.

Фотосинтезирующие зеленые и пурпурные серобак-

терии представляют собой различные морфологические

формы — кокки, палочки, спириллы, живут в строго

анаэробных условиях и развиваются на свету при нали-

чии в среде сероводорода или тиосульфита натрия.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Какое значение имеют микроорганизмы в круговороте

веществ в природе?

2. Какие микроорганизмы обусловливают аммонификацию

белков?

3. Какие микроорганизмы обусловливают нитрификацию и

денитрификацию?

4. Какие микроорганизмы обусловливают разложение клет-

чатки?

5. Расскажите о микроорганизмах, вызывающих гомо- и

гетероферментативное молочнокислое брожение.

Назовите микроорганизмы, вызывающие пропионово-

кислое и масляное брожение.

Какие микроорганизмы осуществляют превращение

фосфора, железа и серы в природе?

К

Глава 5

 

ДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ
СРЕДЫ НА МИКРООРГАНИЗМЫ

 

ДЕЙСТВИЕ

       ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

 

 

числу основных физических факторов, воздействую-

щих на микроорганизмы, как в естественной сре-

де обитания, так и в условиях лаборатории, относятся

температура, свет, влажность, осмотическое давление,

электричество, высушивание, лучистая энергия и др.

Температура окружающей среды является одним из

важнейших факторов, влияющих на жизнь микробов.

Каждый вид микроорганизмов может развиваться лишь

в определенных пределах температуры. Самая низкая

температура, при которой они еще могут развиваться,

называется минимальной, самая высокая — максималь-

ной; температура наиболее активного развития называ-

ется оптимальной.

По отношению к температуре микроорганизмы обыч-

но подразделяются на три физиологические группы.

Психрофильные (от греч. psichrio — холодный,

phileo — люблю) — для них минимальной является тем-

ствуют при биотермическом обезвреживании навоза,

плый) — для них оптимальной является довольно высо-

ные микроорганизмы. Для них минимальной является

ДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА МИКРООРГАНИЗМЫ

75

пература от 0 до 10С, оптимальной в пределах 10–15С
и максимальной 25–30С. К этой группе относятся плес-

невые грибы, бактерии, обитающие в почве полярных

районов, в воде северных морей, а также в холодильных

камерах, где происходит их естественный отбор.

Мезофильные бактерии (от греч. mesos — средний) —

к ним относятся большинство сапрофитов и все патоген-

 

температура в пределах от 5 до 10С, оптимальной —
температура от 25 до 35С и максимум 45–50С.

Термофильные бактерии (от греч. termos — те-

 

кая температура — от 55 до 65С, максимальной — 70–
80С, температурный минимум — не ниже 30С.

Термофильные микроорганизмы широко распростра-

нены в природе, встречаются в поверхностных слоях по-

чвы, на поверхности растений, кормов. Они принимают

участие в процессах самосогревания рыхло уложенных

кормов, влажного сена и зерна, именно они активно уча-

 

когда вся масса разогревается до 70–80С, в результате

гибнут вегетативные формы бактерий.

Термофильные бактерии имеют большое значение

и в пищевой промышленности, их наличие в пищевых

продуктах свидетельствует о нарушении температурно-

го режима пастеризации и стерилизации. Возможность

существования термофилов при высокой температуре

обусловлена особым составом липидных компонентов

клеточных мембран, высокой термостабильностью бел-

ков и ферментов.