Bakterije - splošna značilnost. Razvrstitev, zgradba, prehrana in vloga bakterij v naravi

12.09.202227.05.2017

Svet okoli nas preseneča z raznolikostjo vrst svojih prebivalcev. Po zadnjem popisu te »populacije« Zemlje živi 6,6 milijona vrst na kopnem, še 2,2 milijona pa jih tava po oceanskih globinah. Vsaka vrsta je člen v eni verigi biosistema našega planeta. Med njimi so najmanjši živi organizmi bakterije. Kaj se je človeštvu uspelo naučiti o teh drobnih bitjih?

Kaj so bakterije in kje živijo?

Bakterije - To so enocelični organizmi mikroskopske velikosti, ena od vrst mikrobov.

Njihova razširjenost na Zemlji je res neverjetna. Živijo v ledu Arktike in na oceanskem dnu, v vesolju, v vročih vrelcih - gejzirjih in v najbolj slanih vodnih telesih.

Skupna teža teh "očarljivih malčkov", ki so zasedli človeško telo, doseže 2 kg! To je kljub dejstvu, da njihove velikosti redko presegajo 0,5 mikrona. V telesu živali živi ogromno bakterij, ki tam opravljajo različne funkcije.

Živo bitje in bakterije v njegovem telesu vplivajo druga na drugo na zdravje in dobro počutje. Ko živalska vrsta izumre, umrejo tudi njene edinstvene bakterije.

Če pogledamo njihov videz, se lahko samo čudimo iznajdljivosti narave. Ti "čari" so lahko paličaste, sferične, spiralne in druge oblike. pri čemer večina jih je brezbarvnih, le redke vrste so obarvane zeleno in vijolično. Poleg tega se v milijardah let spreminjajo samo znotraj, njihov videz pa ostaja nespremenjen.

Odkritelj bakterij

Prvi raziskovalec mikrosveta je bil nizozemski naravoslovec Anthony Van Leeuwenhoek. Njegovo ime je zaslovelo zaradi dejavnosti, ki ji je posvetil ves svoj prosti čas. Bil je navdušen nad proizvodnjo in je v tej zadevi dosegel neverjeten uspeh. Njemu pripada čast, da je izumil prvi mikroskop. Pravzaprav je bila majhna leča s premerom grahovega zrna, ki je omogočala 200-300-kratno povečavo. Uporabili so ga lahko samo s pritiskom na oko.

Leta 1683 je odkril in pozneje opisal »žive živali«, ki jih je skozi lečo videl v kapljici deževnice. V naslednjih 50 letih je proučeval različne mikroorganizme in opisal več kot 200 njihovih vrst. Svoja opažanja je poslal v Anglijo, kjer so sivolasi znanstveniki z napudranimi lasuljami samo zmajevali z glavami, začudeni nad odkritji tega neznanega samouka. Zahvaljujoč Leeuwenhoekovemu talentu in vztrajnosti se je rodila nova znanost - mikrobiologija.

Splošne informacije o bakterijah

V preteklih stoletjih so se mikrobiologi veliko naučili o svetu teh drobnih bitij. Izkazalo se je točno tako Naš planet dolguje rojstvo večceličnih življenjskih oblik bakterijam. Imajo pomembno vlogo pri vzdrževanju kroženja snovi na Zemlji. Generacije ljudi se zamenjujejo, rastline odmirajo, gospodinjski odpadki in zastarele lupine različnih bitij se kopičijo – vse to se izkoristi in s pomočjo bakterij razgradi v procesu razpada. In kemične spojine, ki nastanejo v tem primeru, se vrnejo v okolje.

Kako sobivata človeštvo in svet bakterij? Omenimo, da obstajajo "dobre in slabe" bakterije. »Slabe« bakterije so odgovorne za širjenje ogromnega števila bolezni, od kuge in kolere do navadnega oslovskega kašlja in griže. V naše telo pridejo kapljično, skupaj s hrano, vodo in skozi kožo. Ti zahrbtni spremljevalci lahko živijo v različnih organih in medtem ko se naša imuniteta spopada z njimi, se ne manifestirajo na noben način. Hitrost njihovega razmnoževanja je neverjetna. Vsakih 20 minut se njihovo število podvoji. To pomeni, da en sam patogeni mikrob v 12 urah ustvari večmilijonsko vojsko iste bakterije, ki napadajo telo.

Obstaja še ena nevarnost, ki jo predstavljajo bakterije. Oni povzročajo zastrupitev ljudje, ki uživajo pokvarjeno hrano - konzervirana hrana, klobase itd.

Poraz v zmagoviti vojni

Velik preboj v boju s patogenimi bakterijami je bil odkritje penicilina leta 1928- prvi antibiotik na svetu. Ta razred snovi lahko zavira rast in razmnoževanje bakterij. Prvi uspehi antibiotikov so bili ogromni. Možno je bilo ozdraviti bolezni, ki so bile prej usodne. Bakterije pa so odkrile neverjetno prilagodljivost in sposobnost spreminjanja na način, da so bili obstoječi antibiotiki nemočni v boju tudi proti najpreprostejšim okužbam. to sposobnost bakterij, da mutirajo, je postala resnična grožnja zdravju ljudi in privedlo do pojava neozdravljivih okužb (ki jih povzročajo superbakterije).

Bakterije kot zaveznice in prijateljice človeštva

Zdaj pa govorimo o "dobrih" bakterijah. Razvoj živali in bakterij je potekal vzporedno. Zgradba in funkcije živih organizmov so postopoma postale bolj zapletene. Tudi bakterije niso dremale. Živali, tudi ljudje, postanejo njihov dom. Naselijo se v ustih, na koži, v želodcu in drugih organih.

Večina jih je izjemno uporabnih, saj pomaga pri prebavi hrane, sodeluje pri sintezi nekaterih vitaminov in nas celo ščiti pred njihovimi patogenimi dvojniki. Slaba prehrana, stres in neselektivna uporaba antibiotikov lahko povzročijo motnje mikroflore, kar nujno vpliva na dobro počutje osebe.

Zanimivo, bakterije Občutljivi so na okusne preference ljudi.

Pri Američanih, ki tradicionalno uživajo visokokalorično hrano (hitra hrana, hamburgerji), so bakterije sposobne prebaviti živila z visoko vsebnostjo maščob. In nekateri Japonci imajo črevesne bakterije prilagojene za prebavo alg.

Vloga bakterij v gospodarski dejavnosti človeka

Uporaba bakterij se je začela, še preden je človeštvo vedelo za njihov obstoj. Že od pradavnine so ljudje delali vino, fermentirali zelenjavo, poznali recepte za pripravo kefirja, kislega mleka in kumisa ter izdelovali skuto in sire.

Mnogo kasneje so ugotovili, da so v vse te procese vpletene drobne pomočnice narave – bakterije.

Ko se je znanje o njih poglabljalo, se je njihova uporaba širila. »Usposobili« so jih za boj proti rastlinskim škodljivcem in bogatenje tal z dušikom, silažo zelene krme in čiščenje odpadnih voda, v katerih dobesedno požirajo različne organske ostanke.

Namesto epiloga

Torej smo ljudje in mikroorganizmi medsebojno povezani deli enega samega naravnega ekosistema. Med njimi, skupaj s tekmovanjem v boju za življenjski prostor, obstaja obojestransko koristno sodelovanje (simbioza).

Da bi se obranili kot vrsta, moramo svoje telo zaščititi pred vdorom patogenih bakterij in biti izredno previdni tudi pri uporabi antibiotikov.

Hkrati si mikrobiologi prizadevajo razširiti področje uporabe bakterij. Primer je projekt ustvarjanja svetlobno občutljivih bakterij in njihove uporabe za proizvodnjo biološke celuloze. Ko je izpostavljena svetlobi, se proizvodnja začne, ko je ugasnjena, pa se proizvodnja ustavi.

Organizatorji projekta so prepričani, da organi, ustvarjeni iz tega naravnega biološkega materiala, v telesu ne bodo doživeli zavrnitve. Predlagana tehnika svetu odpira neverjetne priložnosti za ustvarjanje medicinskih vsadkov.

Če bi bilo to sporočilo koristno za vas, bi bil vesel vašega obiska

Mikrobiološki procesi se pogosto uporabljajo v različnih sektorjih nacionalnega gospodarstva. Mnogi procesi temeljijo na presnovnih reakcijah, ki nastanejo med rastjo in razmnoževanjem določenih mikroorganizmov.

S pomočjo mikroorganizmov nastajajo krmne beljakovine, encimi, vitamini, aminokisline, organske kisline itd.

Glavne skupine mikroorganizmov, ki se uporabljajo v prehrambeni industriji, so bakterije, kvasovke in plesni.

Bakterije. Uporabljajo se kot aktivatorji mlečnokislinske, ocetnokislinske, maslenokislinske in aceton-butilne fermentacije.

Gojene mlečnokislinske bakterije se uporabljajo pri proizvodnji mlečne kisline, pekarstvu in včasih pri proizvodnji alkohola. Pretvorijo sladkor v mlečno kislino po enačbi

C6H12O6 ® 2CH3 – CH – COOH + 75 kJ

Pri izdelavi rženega kruha sodelujejo prave (homofermentativne) in neprave (heterofermentativne) mlečnokislinske bakterije. Homofermentativi sodelujejo samo pri tvorbi kisline, medtem ko heterofermentativi skupaj z mlečno kislino tvorijo hlapne kisline (predvsem ocetno kislino), alkohol in ogljikov dioksid.

V alkoholni industriji se mlečnokislinska fermentacija uporablja za nakisanje kvasne pivine. Divje mlečnokislinske bakterije negativno vplivajo na tehnološke procese proizvodnje fermentacije in poslabšajo kakovost končnega izdelka. Nastala mlečna kislina zavira vitalno aktivnost tujih mikroorganizmov.

Maslenokislinsko vrenje, ki ga povzročajo maslenokislinske bakterije, se uporablja za proizvodnjo maslene kisline, katere estri se uporabljajo kot aromatične snovi.

Bakterije maslene kisline pretvorijo sladkor v masleno kislino po enačbi

C6H12O6 ® CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + H2 + Q

Ocetnokislinske bakterije se uporabljajo za proizvodnjo kisa (raztopine ocetne kisline), ker sposobni so oksidirati etilni alkohol v ocetno kislino v skladu z enačbo

C2H5OH + O2 ® CH3COOH + H2O +487 kJ

Ocetnokislinsko vrenje je škodljivo za proizvodnjo alkohola, saj vodi do zmanjšanja izkoristka alkohola, v pivovarstvu pa povzroči kvarjenje piva.

kvas. Uporabljajo se kot sredstva za fermentacijo pri proizvodnji alkohola in piva, v vinarstvu, pri proizvodnji krušnega kvasa in v pekarstvu.

Za pridelavo hrane so pomembne kvasovke - Saccharomyces, ki tvorijo spore, in nepopolne kvasovke - non-Saccharomycetes (kvasovkam podobne glive), ki ne tvorijo spor. Družina Saccharomyces je razdeljena na več rodov. Najpomembnejši rod je Saccharomyces (saccharomycetes). Rod delimo na vrste, posamezne varietete vrste pa imenujemo rase. Vsaka industrija uporablja ločene vrste kvasa. Obstajajo prašni in flokulirani kvasovke. Pri praškastih celicah so celice izolirane druga od druge, pri kosmičastih pa se zlepijo skupaj, tvorijo kosmiče in se hitro usedejo.

Gojene kvasovke spadajo v družino Saccharomyces S. cerevisiae. Optimalna temperatura za razmnoževanje kvasovk je 25-30 0C, najnižja pa okoli 2-3 0C. Pri 40 0C se rast ustavi, kvasovke odmrejo, pri nizkih temperaturah pa se preneha razmnoževanje.

Obstajajo kvasovke zgornjega in spodnjega vrenja.

Med gojenimi kvasovkami so kvasovke spodnjega vrenja večina vinskih in pivskih kvasovk, kvasovke zgornjega vrenja pa alkoholne, pekovske in nekatere vrste pivskih kvasovk.

Kot je znano, v procesu alkoholne fermentacije iz glukoze nastaneta dva glavna produkta - etanol in ogljikov dioksid, ter vmesni sekundarni produkti: glicerin, jantarna, ocetna in piruvična kislina, acetaldehid, 2,3-butilen glikol, acetoin. , etri in fuzelna olja (izoamil, izopropil, butil in drugi alkoholi).

Fermentacija posameznih sladkorjev poteka v določenem zaporedju, ki ga določa hitrost njihove difuzije v celico kvasovk. Glukozo in fruktozo najhitreje fermentirata kvasovke. Saharoza kot taka izgine (invertira) v mediju na začetku fermentacije pod delovanjem kvasnega encima b – fruktofuranozidaze, pri čemer nastaneta glukoza in fruktoza, ki ju celica zlahka uporabi. Ko v mediju ni več glukoze in fruktoze, kvas porabi maltozo.

Kvas ima sposobnost fermentacije zelo visokih koncentracij sladkorja - do 60%, prenašajo tudi visoke koncentracije alkohola - do 14-16 vol. %.

V prisotnosti kisika se alkoholno vrenje ustavi in kvasovke dobijo energijo z dihanjem kisika:

C6H12O6 + 6O2 ® 6CO2 + 6H2O + 2824 kJ

Ker je postopek energijsko bogatejši od procesa fermentacije (118 kJ), kvas porablja sladkor veliko bolj ekonomično. Prenehanje fermentacije pod vplivom atmosferskega kisika imenujemo Pasteurjev učinek.

Pri proizvodnji alkohola se uporablja vrsta kvasovke S. cerevisiae, ki ima največjo fermentacijsko energijo, proizvede največ alkohola in fermentira mono- in disaharide ter nekatere dekstrine.

Pri pekovskem kvasu so cenjene hitro rastoče vrste z dobro dvižno močjo in stabilnostjo pri skladiščenju.

V pivovarstvu se uporabljajo kvasovke spodnjega vrenja, prilagojene relativno nizkim temperaturam. Biti morajo mikrobiološko čisti, imeti sposobnost tvorjenja kosmičev in se hitro usedati na dno fermentacijskega aparata. Temperatura fermentacije je 6-8 0C.

V vinarstvu je kvas cenjen, ker se hitro razmnožuje, ima sposobnost zatiranja drugih vrst kvasovk in mikroorganizmov ter daje vinu ustrezno cvetico. Kvas, ki se uporablja v vinarstvu, spada v vrsto S. vini in močno fermentira glukozo, fruktozo, saharozo in maltozo. V vinarstvu so skoraj vse proizvodne kulture kvasovk izolirane iz mladih vin na različnih območjih.

Zigomicete– plesni, imajo pomembno vlogo proizvajalcev encimov. Glive iz rodu Aspergillus proizvajajo amilolitične, pektolitske in druge encime, ki se uporabljajo v alkoholni industriji namesto slada za saharifikacijo škroba, v pivovarstvu pri delni zamenjavi slada z nesladnimi surovinami itd.

Pri proizvodnji citronske kisline je A. niger povzročitelj citronskokislinskega vrenja, ki pretvarja sladkor v citronsko kislino.

Mikroorganizmi imajo v prehrambeni industriji dvojno vlogo. Po eni strani so to kulturni mikroorganizmi, po drugi strani pa okužba vstopi v proizvodnjo hrane, tj. tuji (divji) mikroorganizmi. Divji mikroorganizmi so pogosti v naravi (na jagodah, sadju, zraku, vodi, zemlji) in pridejo v pridelavo iz okolja.

Za vzdrževanje ustreznih sanitarnih in higienskih razmer v živilskih podjetjih je učinkovit način za uničevanje in zatiranje razvoja tujih mikroorganizmov dezinfekcija.

Preberite tudi:

II. ZAHTEVE VARSTVA PRI DELU ZA ORGANIZACIJO DELA (PROIZVODNIH PROCESOV) PRI PRIDOBANJU IN PREDELAVI RIB IN MORSKIH SADEŽEV
Tema: Informationstechnologien (Informacijska tehnologija)
V. Konkurenca med uvozom in domačo proizvodnjo
Avtomatizirana proizvodnja.
Aktivni del osnovnih sredstev
Analiza uporabe proizvodne opreme.
Analiza izkoriščenosti proizvodnih zmogljivosti.
Analiza glavnih ekonomskih kazalnikov predelovalnih dejavnosti
ANALIZA PROIZVODNE IN GOSPODARSKE DEJAVNOSTI KMETIJSKE ORGANIZACIJE
Analiza proizvodnih rezerv Kursk OJSC "Pribor"

Preberite tudi:

Pomen bakterij v našem življenju. Odkritje penicilina in razvoj medicine. Rezultati uporabe antibiotikov v flori in favni. Kaj so probiotiki, načelo njihovega delovanja na telo ljudi in živali, rastline, prednosti uporabe.

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Uporaba mikroorganizmov v medicini, kmetijstvu; prednosti probiotikov

Rodnikova Inna

UVOD

Ljudje so bili tisočletja biotehnologi: pekli so kruh, varili pivo, izdelovali sir in druge mlečnokislinske izdelke, pri čemer so uporabljali različne mikroorganizme, ne da bi sploh vedeli za njihov obstoj.

Pravzaprav se je sam izraz »biotehnologija« v našem jeziku pojavil ne tako dolgo nazaj, namesto tega so se uporabljale besede »industrijska mikrobiologija«, »tehnična biokemija« itd. Verjetno najstarejši biotehnološki proces je bila fermentacija. To potrjuje opis postopka izdelave piva, odkrit leta 1981.

med izkopavanji Babilona na tablici, ki sega približno v 6. tisočletje pr. e. V 3. tisočletju pr. e. Sumerci so proizvajali do dva ducata vrst piva. Nič manj starodavni biotehnološki procesi so vinarstvo, peka kruha in proizvodnja mlečnokislinskih izdelkov.

Iz zgoraj navedenega vidimo, da je človeško življenje že dolgo časa neločljivo povezano z živimi mikroorganizmi. In če smo ljudje že toliko let uspešno, čeprav nezavedno, »sodelovali« z bakterijami, bi se bilo logično vprašati, zakaj pravzaprav moramo širiti svoje znanje na tem področju?

Navsezadnje se zdi, da je vse v redu, znamo speči kruh in variti pivo, delati vino in kefir, kaj še potrebujemo? Zakaj potrebujemo biotehnologijo? Nekaj odgovorov lahko najdete v tem eseju.

ZDRAVILA IN BAKTERIJE

V zgodovini človeštva (do začetka dvajsetega stoletja) so imele družine veliko otrok, ker...

zelo pogosto otroci niso dočakali polnoletnosti, umirali so zaradi številnih bolezni, celo zaradi pljučnice, ki je v našem času zlahka ozdravljiva, da o tako resnih boleznih, kot so kolera, gangrena in kuga, sploh ne govorimo. Vse te bolezni povzročajo patogeni mikroorganizmi in so veljale za neozdravljive, vendar so končno medicinski znanstveniki ugotovili, da lahko druge bakterije ali izvlečki iz njihovih encimov premagajo »zlobne« bakterije.

Alexander Fleming je bil prvi, ki je to opazil na primeru elementarne plesni.

Izkazalo se je, da se nekatere vrste bakterij dobro razumejo s plesnijo, streptokoki in stafilokoki pa se v prisotnosti plesni niso razvili.

Številni predhodni poskusi razmnoževanja škodljivih bakterij so pokazali, da so nekatere od njih sposobne uničiti druge in ne dovolijo njihovega razvoja v splošnem okolju. Ta pojav so poimenovali "antibioza" iz grškega "anti" - proti in "bios" - življenje. Med iskanjem učinkovitega protimikrobnega sredstva se je Fleming tega dobro zavedal. Ni dvomil, da je na skodelici s skrivnostno plesnijo naletel na pojav antibioze. Začel je skrbno pregledovati plesen.

Čez nekaj časa mu je celo uspelo iz plesni izolirati protimikrobno snov. Ker je imela plesen, s katero se je ukvarjal, latinsko ime vrste Penicilium notatum, je nastalo snov poimenoval penicilin.

Tako je leta 1929 v laboratoriju londonskega St. Mary je rodila dobro znani penicilin.

Preliminarni testi snovi na poskusnih živalih so pokazali, da tudi ob vbrizganju v kri ne povzroča škode, hkrati pa v šibkih raztopinah odlično zavira streptokoke in stafilokoke.

Vloga mikroorganizmov v tehnologiji pridelave živil

Flemingov asistent dr. Stuart Graddock, ki je zbolel za gnojnim vnetjem tako imenovane maksilarne votline, je bil prvi, ki se je odločil jemati izvleček penicilina.

V njegovo votlino so vbrizgali majhno količino izvlečka plesni in v treh urah je bilo jasno, da se je njegovo zdravje občutno izboljšalo.

Tako se je začela doba antibiotikov, ki so rešili milijone življenj, tako v miru kot v času vojne, ko ranjenci niso umirali zaradi resnosti ran, temveč zaradi okužb, povezanih z njimi. Kasneje so bili razviti novi antibiotiki na osnovi penicilina in metode za njihovo proizvodnjo za široko uporabo.

BIOTEHNOLOGIJA IN KMETIJSTVO

Posledica preboja v medicini je bila hitra demografska rast.

Število prebivalcev se je močno povečalo, kar pomeni, da je bilo potrebno več hrane, zaradi propadanja okolja zaradi jedrskih poskusov, industrijskega razvoja in izčrpavanja humusa obdelovalne zemlje pa so se pojavile številne bolezni rastlin in živine.

Sprva so ljudje zdravili živali in rastline z antibiotiki in to je prineslo rezultate.

Upoštevajmo te rezultate. Da, če med rastno sezono obdelate zelenjavo, sadje, zelišča itd. z močnimi fungicidi, bo to pomagalo zatreti razvoj nekaterih patogenov (ne vseh in ne popolnoma), vendar, prvič, to vodi do kopičenja strupov in toksinov v plodovih, kar pomeni, da se koristne lastnosti zarodka zmanjšajo, in drugič, škodljivi mikrobi hitro razvijejo imunost na snovi, ki jih zastrupljajo, zato je treba nadaljnje zdravljenje izvajati z vse močnejšimi antibiotiki.

Enak pojav opažamo v živalskem svetu in na žalost tudi pri ljudeh.

Poleg tega antibiotiki v telesu toplokrvnih živali povzročajo številne negativne posledice, kot so disbioza, deformacije ploda pri nosečnicah itd.

Kako biti? Odgovor na to vprašanje daje narava sama! In ta odgovor je PROBIOTIK!

Vodilni inštituti za biotehnologijo in genski inženiring se že dolgo ukvarjajo z razvojem novih in selekcijo znanih mikroorganizmov, ki imajo neverjetno odpornost in sposobnost »zmagovanja« v boju z drugimi mikrobi.

Ti elitni sevi, kot sta "bacillus subtilis" in "Licheniformis", se pogosto uporabljajo za zdravljenje ljudi, živali in rastlin, neverjetno učinkovito in popolnoma varno.

Kako je to mogoče? Takole: telo ljudi in živali nujno vsebuje veliko bistvenih bakterij. Sodelujejo pri procesih prebave, tvorbi encimov in sestavljajo skoraj 70 % človeškega imunskega sistema. Če se človeku iz kakršnega koli razloga (jemanje antibiotikov, slaba prehrana) poruši bakterijsko ravnovesje, potem je človek nezaščiten pred novimi škodljivimi mikrobi in v 95% primerov ponovno zboli.

Enako velja za živali. In elitni sevi, ko vstopijo v telo, se začnejo aktivno razmnoževati in uničevati patogeno floro, ker že omenjeno, imajo večjo vitalnost. Tako je s pomočjo sevov elitnih mikroorganizmov mogoče ohranjati zdrav makro organizem brez antibiotikov in v harmoniji z naravo, saj ti sevi sami po sebi v telesu prinašajo samo korist in ne škode.

Boljši od antibiotikov so tudi zato, ker:

Odziv mikrokozmosa na uvedbo superantibiotikov v poslovno prakso je očiten in izhaja iz eksperimentalnega materiala, s katerim znanstveniki že razpolagajo - rojstva supermikroba.

Mikrobi so osupljivo popolni samorazvijajoči in samoučeči se biološki stroji, ki si lahko v svojem genetskem spominu zapomnijo mehanizme, ki so jih ustvarili za zaščito pred škodljivimi učinki antibiotikov in prenašajo informacije svojim potomcem.

Bakterije so nekakšen »bioreaktor«, v katerem nastajajo encimi, aminokisline, vitamini in bakteriocini, ki tako kot antibiotiki nevtralizirajo povzročitelje bolezni.

Vendar pa ni odvisnosti od njih ali stranskih učinkov, značilnih za uporabo kemičnih antibiotikov. Ravno nasprotno, sposobni so očistiti črevesne stene, povečati njihovo prepustnost za esencialna hranila, vzpostaviti biološko ravnovesje črevesne mikroflore in spodbuditi celoten imunski sistem.

Znanstveniki so izkoristili naravni način ohranjanja zdravja makroorganizma v naravi, in sicer so iz naravnega okolja izolirali bakterije – saprofite, ki imajo lastnost zatiranja rasti in razvoja patogene mikroflore, tudi v prebavilih toplote. krvave živali.

Milijoni let evolucije življenja na planetu so ustvarili tako čudovite in popolne mehanizme za zatiranje patogene mikroflore z nepatogeno, da o uspešnosti tega pristopa ni nobenega dvoma.

Nepatogena mikroflora v nesporni večini primerov zmaga v konkurenci in če ne bi bilo tako, vas in mene danes ne bi bilo na našem planetu.

Na podlagi zgoraj navedenega so tudi znanstveniki, ki proizvajajo gnojila in fungicide za kmetijsko uporabo, poskušali preiti s kemičnega na biološki pogled.

In rezultati se niso kmalu pokazali! Izkazalo se je, da se isti bacillus subtilis uspešno bori proti kar sedemdesetim vrstam patogenih predstavnikov, ki povzročajo bolezni vrtnih pridelkov, kot so bakterijski rak, fuzarijska uvelost, koreninska in bazalna gniloba itd., ki so prej veljale za neozdravljive bolezni rastlin, ki jih ni bilo mogoče zdraviti. NOBEN FUNGICID tega ne zmore!

Poleg tega imajo te bakterije očitno pozitiven učinek na rastno sezono rastline: skrajša se čas polnjenja in zorenja sadja, povečajo se koristne lastnosti sadja, zmanjša se vsebnost nitratov v njih itd.

strupenih snovi, in kar je najpomembneje, potreba po mineralnih gnojilih se znatno zmanjša!

Pripravki, ki vsebujejo seve elitnih bakterij, že zasedajo prva mesta na ruskih in mednarodnih razstavah, osvajajo medalje za učinkovitost in prijaznost do okolja. Mali in veliki kmetijski proizvajalci so jih že začeli aktivno uporabljati, fungicidi in antibiotiki pa postopoma postajajo preteklost.

Izdelki podjetja Bio-Ban so pripravki "Flora-S" in "Fitop-Flora-S", ki ponujata suha šotno-humusna gnojila, ki vsebujejo koncentrirane huminske kisline (in nasičen humus je ključ do odlične letine) in sev bakterije "bacillus subtilis" za boj proti boleznim. Zahvaljujoč tem zdravilom lahko hitro obnovite izčrpano zemljo, povečate produktivnost zemlje, zaščitite svoje pridelke pred boleznimi in, kar je najpomembneje, na tveganih kmetijskih območjih je mogoče dobiti odlične letine!

Menim, da so zgornji argumenti dovolj za oceno koristi probiotikov in razumevanje, zakaj znanstveniki trdijo, da je dvajseto stoletje stoletje antibiotikov, enaindvajseto pa stoletje probiotikov!

Podobni dokumenti

Selekcija mikroorganizmov

Pojem in pomen selekcije kot vede o ustvarjanju novih in izboljšanju obstoječih pasem živali, rastlinskih sort in sevov mikroorganizmov.

Ocena vloge in pomena mikroorganizmov v biosferi ter značilnosti njihove uporabe. Oblike mlečnokislinskih bakterij.

predstavitev, dodana 17.03.2015

Biologija živali

Pomen pajkov in žuželk v medicini in kmetijstvu, zatiranje škodljivcev. Kriteriji za delitev vretenčarjev na anamnije in amniote. Življenjski cikel malarijskega plazmodija.

test, dodan 5.12.2009

Gensko spremenjeni organizmi. Načela pridobivanja, uporaba

Glavne metode pridobivanja gensko spremenjenih rastlin in živali. Transgeni mikroorganizmi v medicini, kemični industriji, kmetijstvu.

Škodljivi učinki gensko spremenjenih organizmov: toksičnost, alergije, onkologija.

predmetno delo, dodano 11.11.2014

Metode vzreje živali in mikroorganizmov

Razlike med živalmi in rastlinami.

Značilnosti izbire živali za vzrejo. Kaj je hibridizacija, njena klasifikacija. Sodobne sorte selekcije živali. Področja uporabe mikroorganizmov, njihove koristne lastnosti, metode in značilnosti izbire.

predstavitev, dodana 26.05.2010

Klasifikacija mikroorganizmov. Osnove morfologije bakterij

Preučevanje predmeta, glavnih nalog in zgodovine razvoja medicinske mikrobiologije.

Sistematika in klasifikacija mikroorganizmov. Osnove morfologije bakterij. Preučevanje strukturnih značilnosti bakterijske celice. Pomen mikroorganizmov v življenju človeka.

predavanje, dodano 12.10.2013

Značilnosti mlečnokislinskih mikroorganizmov, bifidobakterij in propionskokislinskih bakterij, ki se uporabljajo pri izdelavi biosladoleda

Probiotiki so bakterije, ki so za človeka nepatogene in delujejo antagonistično proti patogenim mikroorganizmom.

Uvod v značilnosti probiotičnih laktobacilov. Analiza fermentiranih mlečnih izdelkov s probiotičnimi lastnostmi.

povzetek, dodan 17.4.2017

Sodobna doktrina o izvoru mikroorganizmov

Hipoteze o nastanku življenja na Zemlji.

Preučevanje biokemične aktivnosti mikroorganizmov, njihove vloge v naravi, življenju ljudi in živali v delih L. Pasteurja. Genetske študije bakterij in virusov, njihova fenotipska in genotipska variabilnost.

povzetek, dodan 26.12.2013

Izboljšanje potrošniških lastnosti probiotičnih pripravkov

Vpliv probiotikov na zdravje ljudi.

Imunostimulirajoče, antimutagene lastnosti bakterij propionske kisline. Vpliv joda na biokemične lastnosti probiotičnih bakterij. Kakovostne lastnosti jodiranih pripravkov, biokemični parametri.

članek, dodan 24.08.2013

Bioinženiring – uporaba mikroorganizmov, virusov, transgenih rastlin in živali v industrijski sintezi

Proizvodnja produktov mikrobne sinteze prve in druge faze, aminokislin, organskih kislin, vitaminov.

Obsežna proizvodnja antibiotikov. Proizvodnja alkoholov in poliolov. Glavne vrste bioprocesov. Presnovni inženiring rastlin.

tečajna naloga, dodana 22.12.2013

Uporaba koristnih mikroorganizmov

Vloga mikroorganizmov v naravi in kmetijstvu.

test, dodan 27.09.2009

MIKROBIOLOŠKA INDUSTRIJA, proizvodnja katerega koli izdelka z uporabo mikroorganizmov. Proces, ki ga izvajajo mikroorganizmi, imenujemo fermentacija; posoda, v kateri teče, se imenuje fermentor (ali bioreaktor).

Procese z bakterijami, kvasovkami in plesnimi človek že stoletja uporablja za proizvodnjo hrane in pijače ter za predelavo tekstila in usnja, vendar se je sodelovanje mikroorganizmov v teh procesih jasno pokazalo šele sredi 19. stoletja.

V 20. stoletju industrija je izkoristila raznolikost izjemnih biosintetskih sposobnosti mikroorganizmov in fermentacija zdaj zavzema osrednje mesto v biotehnologiji. Z njegovo pomočjo pridobivajo različne kemikalije visoke čistosti in zdravila, izdelujejo pivo, vino in fermentirano hrano.

V vseh primerih je proces fermentacije razdeljen na šest glavnih stopenj.

Ustvarjanje okolja. Najprej je treba izbrati ustrezen gojišče. Mikroorganizmi za rast potrebujejo organske vire ogljika, primeren vir dušika in različne minerale. Pri proizvodnji alkoholnih pijač mora medij vsebovati ječmenov slad, tropine sadja ali jagodičja.

Na primer, pivo je običajno narejeno iz sladne pivine, vino pa je običajno narejeno iz grozdnega soka. Ti izvlečki poleg vode in morebiti nekaterih dodatkov tvorijo rastni medij.

Okolja za proizvodnjo kemikalij in zdravil so veliko bolj zapletena. Najpogosteje se kot vir ogljika uporabljajo sladkorji in drugi ogljikovi hidrati, pogosto pa olja in maščobe, včasih pa tudi ogljikovodiki.

Vir dušika so običajno amoniak in amonijeve soli ter različni proizvodi rastlinskega ali živalskega izvora: sojina moka, sojina moka, moka iz bombaževih semen, arašidov moka, stranski produkti koruznega škroba, klavniški odpadki, ribja moka, izvleček kvasa. Oblikovanje in optimizacija gojišč je zelo kompleksen proces, recepti za industrijske gojišča pa ljubosumno varovana skrivnost.

Sterilizacija. Medij mora biti steriliziran, da se uničijo vsi kontaminirani mikroorganizmi. Sam fermentor in pomožna oprema sta tudi sterilizirana. Obstajata dve metodi sterilizacije: neposredno vbrizgavanje pregrete pare in segrevanje s toplotnim izmenjevalnikom.

Želena stopnja sterilnosti je odvisna od narave procesa fermentacije.

Glavne skupine mikroorganizmov, ki se uporabljajo v prehrambeni industriji

Pri jemanju zdravil in kemikalij mora biti največja. Zahteve za sterilnost pri proizvodnji alkoholnih pijač so manj stroge.

Za takšne procese fermentacije pravimo, da so »zaščiteni«, saj so v okolju ustvarjeni pogoji, v katerih lahko rastejo samo določeni mikroorganizmi. Na primer, pri proizvodnji piva se rastni medij preprosto prekuha in ne sterilizira; Tudi fermentor se uporablja čist, vendar ne sterilen.

Kultura sprejemanja. Pred začetkom procesa fermentacije je treba pridobiti čisto, visoko produktivno kulturo. Čiste kulture mikroorganizmov so shranjene v zelo majhnih količinah in pod pogoji, ki zagotavljajo njihovo sposobnost preživetja in produktivnost; to običajno dosežemo s skladiščenjem pri nizkih temperaturah.

Fermentor lahko sprejme nekaj sto tisoč litrov gojišča, postopek pa se začne z vnosom kulture (inokuluma) vanj, ki predstavlja 1-10% prostornine, v kateri bo potekala fermentacija. Zato je treba začetno kulturo gojiti postopoma (s subkulturami), dokler ni dosežena raven mikrobne biomase, ki zadostuje za potek mikrobiološkega procesa z zahtevano produktivnostjo.

Nujno je treba ves ta čas vzdrževati čistost kulture in preprečiti njeno kontaminacijo s tujimi mikroorganizmi.

Vzdrževanje aseptičnih pogojev je možno le ob skrbnem mikrobiološkem in kemijsko-tehnološkem nadzoru.

Rast v industrijskem fermentorju (bioreaktorju). Industrijski mikroorganizmi morajo rasti v fermentorju pod optimalnimi pogoji za nastanek želenega produkta.

Ti pogoji so strogo nadzorovani, da se zagotovi, da omogočajo rast mikrobov in sintezo izdelkov. Zasnova fermentorja vam mora omogočati uravnavanje rastnih pogojev - konstantna temperatura, pH (kislost ali alkalnost) in koncentracija kisika, raztopljenega v mediju.

Konvencionalni fermentor je zaprta cilindrična posoda, v kateri se mehansko mešajo medij in mikroorganizmi.

Zrak, včasih nasičen s kisikom, se črpa skozi medij. Temperatura se uravnava z vodo ali paro, ki teče skozi cevi izmenjevalnika toplote. Ta mešalni fermentor se uporablja, kadar proces fermentacije zahteva veliko kisika. Nekateri produkti pa nastajajo v pogojih brez kisika in v teh primerih se uporabljajo fermentorji drugačne izvedbe. Tako se pivo vari pri zelo nizkih koncentracijah raztopljenega kisika, vsebina bioreaktorja pa se ne prezračuje in ne meša.

Nekateri pivovarji še vedno tradicionalno uporabljajo odprte posode, vendar v večini primerov postopek poteka v zaprtih, neprezračenih cilindričnih posodah, ki se proti dnu zožijo, kar omogoča usedanje kvasovk.

Proizvodnja kisa temelji na oksidaciji alkohola v ocetno kislino s pomočjo bakterij.

Acetobacter. Proces fermentacije poteka v posodah, imenovanih acetatorji, z intenzivnim prezračevanjem. Zrak in medij se vsesata z vrtljivim mešalnikom in dovajata k stenam fermentorja.

Izolacija in čiščenje produktov. Po končani fermentaciji brozga vsebuje mikroorganizme, neporabljene hranilne sestavine gojišča, različne odpadne produkte mikroorganizmov in produkt, ki smo ga želeli proizvajati v industrijskem obsegu. Zato je ta izdelek prečiščen iz drugih sestavin juhe.

Pri proizvodnji alkoholnih pijač (vino in pivo) je dovolj, da s filtracijo preprosto ločimo kvasovke in filtrat dovedemo do kondicije. Vendar pa se posamezne kemikalije, proizvedene s fermentacijo, ekstrahirajo iz kompleksne juhe.

Čeprav so industrijski mikroorganizmi posebej selekcionirani zaradi svojih genetskih lastnosti, tako da je izkoristek želenega produkta njihove presnove maksimalen (v biološkem smislu), je njegova koncentracija še vedno majhna v primerjavi s tisto, ki jo dosežemo pri proizvodnji, ki temelji na kemični sintezi.

Zato se je treba zateči k kompleksnim metodam izolacije - ekstrakciji s topilom, kromatografiji in ultrafiltraciji. Recikliranje in odlaganje odpadkov fermentacije. Vsi industrijski mikrobiološki procesi ustvarjajo odpadke: brozgo (tekočina, ki ostane po ekstrakciji proizvodnega proizvoda); celice uporabljenih mikroorganizmov; umazana voda, ki se uporablja za pranje instalacije; voda, ki se uporablja za hlajenje; voda, ki vsebuje sledove organskih topil, kislin in alkalij.

Tekoči odpadki vsebujejo veliko organskih spojin; če se izpustijo v reke, bodo spodbudile intenzivno rast naravne mikrobne flore, kar bo povzročilo osiromašenje rečnih voda s kisikom in ustvarjanje anaerobnih razmer. Zato so odpadki pred odlaganjem podvrženi biološki obdelavi za zmanjšanje vsebnosti organskega ogljika. Industrijske mikrobiološke procese lahko razdelimo v 5 glavnih skupin: 1) gojenje mikrobne biomase; 2) pridobivanje presnovnih produktov mikroorganizmov; 3) pridobivanje encimov mikrobnega izvora; 4) pridobivanje rekombinantnih produktov; 5) biotransformacija snovi.

Mikrobna biomasa. Same mikrobne celice lahko služijo kot končni produkt proizvodnega procesa. V industrijskem obsegu se proizvajata dve glavni vrsti mikroorganizmov: kvas, potreben za peko, in enocelični mikroorganizmi, ki se uporabljajo kot vir beljakovin, ki se lahko dodajajo hrani ljudi in živali.

Pekovski kvas se v velikih količinah prideluje že od začetka 20. stoletja. in so ga med prvo svetovno vojno uporabljali kot prehrambeni izdelek v Nemčiji.

Tehnologija za proizvodnjo mikrobne biomase kot vira prehranskih beljakovin pa je bila razvita šele v zgodnjih šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Številna evropska podjetja so opozorila na možnost gojenja mikrobov na substratu, kot so ogljikovodiki, za pridobivanje t.i.

protein enoceličnih organizmov (SOO). Tehnološki triumf je bila izdelava izdelka, ki je bil dodan krmi za živino, sestavljen iz posušene mikrobne biomase, vzgojene v metanolu.

Proces je potekal kontinuirano v fermentorju delovne prostornine 1,5 milijona litrov

Vendar pa je zaradi naraščajočih cen nafte in njenih izdelkov ta projekt postal ekonomsko nerentabilen in se je umaknil proizvodnji sojine in ribje moke. Do konca 80. let so bili razstavljeni obrati za proizvodnjo biološko aktivnih odpadkov, s čimer se je končalo hitro, a kratko obdobje razvoja te veje mikrobiološke industrije. Drug postopek se je izkazal za bolj obetavnega - pridobivanje glivne biomase in mikoproteina glivičnega proteina z uporabo ogljikovih hidratov kot substrata.

Presnovni izdelki. Po dodajanju kulture v hranilni medij opazimo zaostanek, ko ne pride do vidne rasti mikroorganizmov; to obdobje lahko štejemo za čas prilagajanja. Nato se stopnja rasti postopoma povečuje in doseže konstantno, največjo vrednost za dane pogoje; To obdobje največje rasti se imenuje eksponentna ali logaritemska faza.

Postopoma se rast upočasni, in t.i stacionarna faza. Nato se število živih celic zmanjša in rast se ustavi.

Po zgoraj opisani kinetiki je mogoče spremljati tvorbo metabolitov na različnih stopnjah.

V logaritemski fazi nastajajo produkti, ki so vitalni za rast mikroorganizmov: aminokisline, nukleotidi, proteini, nukleinske kisline, ogljikovi hidrati itd. Imenujejo se primarni metaboliti.

Številni primarni presnovki imajo pomembno vrednost. Tako je glutaminska kislina (natančneje njena natrijeva sol) vključena v številna živila; lizin se uporablja kot aditiv za živila; Fenilalanin je predhodnik sladkornega nadomestka aspartama.

Primarne metabolite sintetizirajo naravni mikroorganizmi v količinah, ki so potrebne le za zadovoljevanje njihovih potreb. Zato je naloga industrijskih mikrobiologov ustvariti mutirane oblike mikroorganizmov - superproizvajalce ustreznih snovi.

Na tem področju je bil dosežen velik napredek: tako je bilo mogoče dobiti mikroorganizme, ki sintetizirajo aminokisline do koncentracije 100 g/l (za primerjavo, divji organizmi kopičijo aminokisline v količinah, izračunanih v miligramih).

V fazi upočasnitve rasti in v stacionarni fazi nekateri mikroorganizmi sintetizirajo snovi, ki se ne tvorijo v logaritemski fazi in nimajo jasne vloge pri presnovi. Te snovi imenujemo sekundarni metaboliti. Sintetizirajo jih ne vsi mikroorganizmi, ampak predvsem nitaste bakterije, glive in bakterije, ki tvorijo spore. Tako proizvajalci primarnih in sekundarnih metabolitov pripadajo različnim taksonomskim skupinam. Če je bilo vprašanje fiziološke vloge sekundarnih metabolitov v celicah proizvajalkah predmet resne razprave, potem je njihova industrijska proizvodnja nedvomno zanimiva, saj so ti metaboliti biološko aktivne snovi: nekateri od njih imajo protimikrobno delovanje, drugi so specifični zaviralci encimov. , in drugi so rastni dejavniki. , mnogi imajo farmakološko aktivnost.

Proizvodnja takšnih snovi je služila kot osnova za nastanek številnih vej mikrobiološke industrije. Prva v tem nizu je bila proizvodnja penicilina; Mikrobiološka metoda za proizvodnjo penicilina je bila razvita v 40. letih prejšnjega stoletja in je postavila temelje sodobne industrijske biotehnologije.

Farmacevtska industrija je razvila visoko sofisticirane metode za presejalno testiranje (množično testiranje) mikroorganizmov glede sposobnosti proizvajanja dragocenih sekundarnih metabolitov.

Sprva je bil namen presejanja pridobivanje novih antibiotikov, kmalu pa so ugotovili, da mikroorganizmi sintetizirajo tudi druge farmakološko aktivne snovi.

V osemdesetih letih prejšnjega stoletja je bila vzpostavljena proizvodnja štirih zelo pomembnih sekundarnih metabolitov. Ti so bili: ciklosporin, imunosupresiv, ki se uporablja za preprečevanje zavrnitve vsajenih organov; imipenem (ena od modifikacij karbapenema) je snov z najširšim spektrom protimikrobnega delovanja vseh znanih antibiotikov; lovastatin je zdravilo, ki znižuje raven holesterola v krvi; Ivermektin je anthelmintik, ki se uporablja v medicini za zdravljenje onhocercioze ali "rečne slepote", pa tudi v veterini.

Encimi mikrobnega izvora. V industrijskem obsegu se encimi pridobivajo iz rastlin, živali in mikroorganizmov. Prednost slednjega je, da omogoča proizvodnjo encimov v ogromnih količinah s standardnimi tehnikami fermentacije.

Poleg tega je veliko lažje povečati produktivnost mikroorganizmov kot rastlin ali živali, uporaba tehnologije rekombinantne DNA pa omogoča sintetizacijo živalskih encimov v celicah mikroorganizmov.

Tako pridobljeni encimi se uporabljajo predvsem v živilski industriji in sorodnih področjih. Sinteza encimov v celicah je genetsko nadzorovana, zato so bili obstoječi industrijski mikroorganizmi proizvajalci pridobljeni kot posledica ciljnih sprememb v genetiki divjih mikroorganizmov.

Rekombinantni izdelki. Tehnologija rekombinantne DNK, bolj znana kot genski inženiring, omogoča vgradnjo genov višjih organizmov v genom bakterij. Posledično bakterije pridobijo sposobnost sintetiziranja "tujih" (rekombinantnih) produktov - spojin, ki so jih prej lahko sintetizirali le višji organizmi.

Na tej podlagi je bilo ustvarjenih veliko novih biotehnoloških procesov za proizvodnjo človeških ali živalskih beljakovin, ki prej niso bile na voljo ali so bile uporabljene z velikim tveganjem za zdravje.

Sam izraz »biotehnologija« se je uveljavil v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja v povezavi z razvojem metod za proizvodnjo rekombinantnih izdelkov. Vendar pa je ta koncept veliko širši in vključuje vse industrijske metode, ki temeljijo na uporabi živih organizmov in bioloških procesov.

Prvi rekombinantni protein, proizveden v industrijskem obsegu, je bil človeški rastni hormon. Za zdravljenje hemofilije se uporablja eden od proteinov koagulacijskega sistema krvi, in sicer faktor

VIII. Preden so razvili metode za proizvodnjo tega proteina z genskim inženiringom, so ga izolirali iz človeške krvi; uporaba takega zdravila je bila povezana s tveganjem okužbe z virusom humane imunske pomanjkljivosti (HIV).

Dolgo časa so sladkorno bolezen uspešno zdravili z živalskim insulinom. Vendar pa so znanstveniki verjeli, da bi rekombinantni produkt povzročil manj imunoloških težav, če bi ga lahko pridobili v čisti obliki, brez primesi drugih peptidov, ki jih proizvaja trebušna slinavka.

Poleg tega je bilo pričakovati, da se bo število ljudi s sladkorno boleznijo sčasoma povečalo zaradi dejavnikov, kot so spremembe prehranjevalnih vzorcev, izboljšana zdravstvena oskrba nosečnic s sladkorno boleznijo (in posledično povečanje incidence genetske nagnjenosti k sladkorni bolezni), in končno pričakovano podaljšanje pričakovane življenjske dobe sladkornih bolnikov.

Prvi rekombinantni inzulin je prišel v prodajo leta 1982 in je do konca 80. let prejšnjega stoletja tako rekoč nadomestil živalski inzulin.

Številne druge beljakovine se sintetizirajo v človeškem telesu v zelo majhnih količinah in edini način za njihovo proizvodnjo v obsegu, ki zadostuje za klinično uporabo, je tehnologija rekombinantne DNA. Ti proteini vključujejo interferon in eritropoetin.

Eritropoetin skupaj z mieloidnim kolonije stimulirajočim faktorjem uravnava tvorbo krvnih celic pri človeku. Eritropoetin se uporablja za zdravljenje anemije, povezane z odpovedjo ledvic, in se lahko uporablja kot spodbujevalec trombocitov pri kemoterapiji raka.

Biotransformacija snovi. Mikroorganizme lahko uporabimo za pretvorbo določenih spojin v strukturno podobne, a bolj dragocene snovi. Ker lahko mikroorganizmi pokažejo svoj katalitični učinek le na določene snovi, so procesi, ki potekajo z njihovo udeležbo, bolj specifični od čisto kemičnih. Najbolj poznan proces biotransformacije je proizvodnja kisa s pretvorbo etanola v ocetno kislino.

Toda med produkti, ki nastanejo med biotransformacijo, so tudi tako zelo dragocene spojine, kot so steroidni hormoni, antibiotiki in prostaglandini. Poglej tudi GENSKI INŽENIRING. Industrijska mikrobiologija in napredek v genskem inženirstvu(posebna številka revije Scientific American).

M., 1984
Biotehnologija. Načela in uporaba. M., 1988

Proizvodnja Uporaba mikroorganizmov pri ljudeh.

Mikroorganizmi se pogosto uporabljajo v prehrambeni industriji, gospodinjstvih in mikrobiološki industriji za proizvodnjo aminokislin, encimov, organskih kislin, vitaminov itd.

Klasična mikrobiološka proizvodnja vključuje vinarstvo, pivovarstvo, pripravo kruha, mlečnokislinskih izdelkov in jedilnega kisa. Na primer, vinarstvo, pivovarstvo in proizvodnja kvašenega testa so nemogoči brez uporabe kvasa, ki je zelo razširjen v naravi.

Zgodovina industrijske proizvodnje kvasa se je začela na Nizozemskem, kjer je leta 1870 ᴦ. Ustanovljena je bila prva tovarna za proizvodnjo kvasa. Glavna vrsta izdelka je bil stisnjen kvas z vsebnostjo vlage približno 70%, ki se je lahko skladiščil le nekaj tednov.

Dolgotrajno skladiščenje je bilo nemogoče, saj so stisnjene celice kvasovk ostale žive in ohranile svojo aktivnost, kar je povzročilo njihovo avtolizo in odmrtje. Eden od načinov industrijskega konzerviranja kvasa je sušenje. V suhem kvasu je pri nizki vlažnosti celica kvasovke v anabiotskem stanju in lahko obstoja dolgo časa.

Prvi suhi kvas se je pojavil leta 1945. Leta 1972. Pojavila se je druga generacija suhega kvasa, tako imenovani instant kvas.

Uporaba mikroorganizmov v prehrambeni industriji

Od sredine devetdesetih let se je pojavila tretja generacija suhega kvasa: pekovski kvas Saccharomyces cerevisiae, ki združujejo prednosti instant kvasa z visoko koncentriranim kompleksom specializiranih encimov za peko v enem izdelku.

Ta kvas ne le izboljša kakovost kruha, ampak se tudi aktivno upira procesu zastajanja.

Pekovski kvas Saccharomyces cerevisiae Uporabljajo se tudi pri proizvodnji etilnega alkohola.

Vinarstvo uporablja veliko različnih ras kvasovk za proizvodnjo edinstvene znamke vina z edinstvenimi lastnostmi.

Mlečnokislinske bakterije sodelujejo pri pripravi živil, kot so kislo zelje, vložene kumare, vložene olive in mnogih drugih vloženih živil.

Mlečnokislinske bakterije pretvarjajo sladkor v mlečno kislino, ki ščiti živila pred gnilobnimi bakterijami.

S pomočjo mlečnokislinskih bakterij se pripravlja široka paleta mlečnokislinskih izdelkov, skute in sira.

Hkrati imajo številni mikroorganizmi negativno vlogo v življenju ljudi, saj so povzročitelji bolezni pri ljudeh, živalih in rastlinah; lahko povzročijo kvarjenje živil, uničenje različnih materialov itd.

Za boj proti takim mikroorganizmom so odkrili antibiotike - penicilin, streptomicin, gramicidin itd., Ki so presnovni produkti gliv, bakterij in aktinomicet.

Mikroorganizmi zagotavljajo človeku potrebne encime.

Tako se amilaza uporablja v prehrambeni, tekstilni in papirni industriji. Proteaza povzroča razgradnjo beljakovin v različnih materialih. Na vzhodu so proteazo iz gob pred nekaj stoletji uporabljali za pripravo sojine omake.

Danes se uporablja v proizvodnji detergentov. Pri konzerviranju sadnih sokov se uporablja encim, kot je pektinaza.

Mikroorganizmi se uporabljajo za čiščenje odpadnih voda in odpadkov predelave hrane. Anaerobna razgradnja organske snovi v odpadkih proizvaja bioplin.

V zadnjih letih so se pojavili novi proizvodni obrati.

Karotenoidi in steroidi se pridobivajo iz gob.

Bakterije sintetizirajo številne aminokisline, nukleotide in druge reagente za biokemijske raziskave.

Mikrobiologija je hitro razvijajoča se veda, katere dosežki so v veliki meri povezani z razvojem fizike, kemije, biokemije, molekularne biologije itd.

Za uspešen študij mikrobiologije je potrebno poznavanje naštetih ved.

Ta predmet se osredotoča predvsem na živilsko mikrobiologijo.

Številni mikroorganizmi živijo na površini telesa, v črevesju ljudi in živali, na rastlinah, na živilih in na vseh predmetih okoli nas. Mikroorganizmi se prehranjujejo z najrazličnejšimi živili in se izredno enostavno prilagajajo spreminjajočim se življenjskim razmeram: vročina, mraz, pomanjkanje vlage itd.

n. Οʜᴎ se zelo hitro razmnožujejo. Brez poznavanja mikrobiologije je nemogoče kompetentno in učinkovito voditi biotehnološke procese, vzdrževati visoko kakovost živilskih izdelkov v vseh fazah njihove proizvodnje in preprečevati uživanje izdelkov, ki vsebujejo povzročitelje bolezni in zastrupitev s hrano.

To je razloženo ne le z raznolikostjo in številčnostjo mikroflore v prehrambenih izdelkih, temveč tudi z uporabo mikroorganizmov pri proizvodnji mnogih od njih.

V zvezi s tem je treba pri mikrobiološki analizi kakovosti in varnosti živil ločiti dve skupini mikroorganizmov:

– posebna mikroflora;

- nespecifična mikroflora.

Specifično— ϶ᴛᴏ kulturne rase mikroorganizmov, ki se uporabljajo za pripravo določenega izdelka in so bistven člen v tehnologiji njegove proizvodnje.

Ta mikroflora se uporablja v tehnologiji proizvodnje vina, piva, kruha in vseh fermentiranih mlečnih izdelkov.

Nespecifično— ϶ᴛᴏ mikroorganizmi, ki vstopajo v živila iz okolja in jih onesnažijo.

Med to skupino mikroorganizmov ločimo saprofitne, patogene in oportunistične mikroorganizme ter mikroorganizme, ki povzročajo kvarjenje živil.

Stopnja kontaminacije je odvisna od številnih dejavnikov, ki vključujejo pravilno nabavo surovin, njihovo skladiščenje in predelavo, skladnost s tehnološkimi in sanitarnimi režimi za proizvodnjo izdelkov, njihovo skladiščenje in prevoz.

Mikroorganizmi se pogosto uporabljajo v prehrambeni industriji, gospodinjstvih in mikrobiološki industriji za proizvodnjo aminokislin, encimov, organskih kislin, vitaminov itd. Klasična mikrobiološka proizvodnja vključuje vinarstvo, pivovarstvo, pripravo kruha, mlečnokislinskih izdelkov in živilskega kisa. Na primer, vinarstvo, pivovarstvo in proizvodnja kvašenega testa so nemogoči brez uporabe kvasa, ki je zelo razširjen v naravi.

Zgodovina industrijske proizvodnje kvasa se je začela na Nizozemskem, kjer je bila leta 1870 ustanovljena prva tovarna za proizvodnjo kvasa. Glavna vrsta izdelka je bil stisnjen kvas z vsebnostjo vlage približno 70%, ki se je lahko skladiščil le nekaj tednov. Dolgotrajno skladiščenje je bilo nemogoče, saj so stisnjene celice kvasovk ostale žive in ohranile svojo aktivnost, kar je povzročilo njihovo avtolizo in odmrtje. Eden od načinov industrijskega konzerviranja kvasa je sušenje. V suhem kvasu je pri nizki vlažnosti celica kvasovke v anabiotskem stanju in lahko obstoja dolgo časa. Prvi suhi kvas se je pojavil leta 1945. Leta 1972 se je pojavila druga generacija suhega kvasa, tako imenovani instant kvas. Od sredine devetdesetih let se je pojavila tretja generacija suhega kvasa: pekovski kvas Saccharomyces cerevisiae, ki združujejo prednosti instant kvasa z visoko koncentriranim kompleksom specializiranih encimov za peko v enem izdelku. Ta kvas ne le izboljša kakovost kruha, ampak se tudi aktivno upira procesu zastajanja.

Pekovski kvas Saccharomyces cerevisiae Uporabljajo se tudi pri proizvodnji etilnega alkohola.

Vinarstvo uporablja veliko različnih ras kvasovk za proizvodnjo edinstvene znamke vina z edinstvenimi lastnostmi.

Mlečnokislinske bakterije sodelujejo pri pripravi živil, kot so kislo zelje, kisle kumarice, vložene olive in številne druge vložene jedi.

Mlečnokislinske bakterije pretvarjajo sladkor v mlečno kislino, ki ščiti živila pred gnilobnimi bakterijami.

S pomočjo mlečnokislinskih bakterij se pripravlja široka paleta mlečnokislinskih izdelkov, skute in sira.

Vendar pa imajo številni mikroorganizmi negativno vlogo v življenju ljudi, saj so povzročitelji bolezni pri ljudeh, živalih in rastlinah; lahko povzročijo kvarjenje živil, uničenje različnih materialov itd.

Za boj proti takim mikroorganizmom so odkrili antibiotike - penicilin, streptomicin, gramicidin itd., Ki so presnovni produkti gliv, bakterij in aktinomicet.

Mikroorganizmi zagotavljajo človeku potrebne encime. Tako se amilaza uporablja v prehrambeni, tekstilni in papirni industriji. Proteaza povzroča razgradnjo beljakovin v različnih materialih. Na vzhodu so proteazo iz gob pred nekaj stoletji uporabljali za pripravo sojine omake. Trenutno se uporablja v proizvodnji detergentov. Pri konzerviranju sadnih sokov se uporablja encim, kot je pektinaza.

Mikroorganizmi se uporabljajo za čiščenje odpadnih voda in odpadkov predelave hrane. Anaerobna razgradnja organske snovi v odpadkih proizvaja bioplin.

V zadnjih letih so se pojavili novi proizvodni obrati. Karotenoidi in steroidi se pridobivajo iz gob.

Bakterije sintetizirajo številne aminokisline, nukleotide in druge reagente za biokemijske raziskave.

Mikrobiologija je hitro razvijajoča se veda, katere dosežki so v veliki meri povezani z razvojem fizike, kemije, biokemije, molekularne biologije itd.

Za uspešen študij mikrobiologije je potrebno poznavanje naštetih ved.

Ta predmet se osredotoča predvsem na živilsko mikrobiologijo. Številni mikroorganizmi živijo na površini telesa, v črevesju ljudi in živali, na rastlinah, na živilih in na vseh predmetih okoli nas. Mikroorganizmi se prehranjujejo z najrazličnejšimi živili in se izredno enostavno prilagajajo spreminjajočim se življenjskim razmeram: vročini, mrazu, pomanjkanju vlage itd. Zelo hitro se razmnožujejo. Brez poznavanja mikrobiologije je nemogoče kompetentno in učinkovito voditi biotehnološke procese, vzdrževati visoko kakovost živil v vseh fazah njihove proizvodnje in preprečevati uživanje izdelkov, ki vsebujejo povzročitelje bolezni in zastrupitev s hrano.

Posebej je treba poudariti, da so mikrobiološke raziskave živil, ne samo z vidika tehnoloških lastnosti, ampak tudi, kar je nič manj pomembno, z vidika njihove sanitarne in mikrobiološke varnosti, najkompleksnejši predmet sanitarne mikrobiologije. . To je razloženo ne le z raznolikostjo in številčnostjo mikroflore v prehrambenih izdelkih, temveč tudi z uporabo mikroorganizmov pri proizvodnji mnogih od njih.

V zvezi s tem je treba pri mikrobiološki analizi kakovosti in varnosti živil ločiti dve skupini mikroorganizmov:

– posebna mikroflora;

- nespecifična mikroflora.

Specifično– to so kulturne rase mikroorganizmov, ki se uporabljajo za pripravo določenega izdelka in so bistven člen v tehnologiji njegove proizvodnje.

Ta mikroflora se uporablja v tehnologiji proizvodnje vina, piva, kruha in vseh fermentiranih mlečnih izdelkov.

Nespecifično so mikroorganizmi, ki pridejo v živila iz okolja in jih onesnažijo. Med to skupino mikroorganizmov ločimo saprofitne, patogene in oportunistične mikroorganizme ter mikroorganizme, ki povzročajo kvarjenje živil.

Eno od mnogih živalskih kraljestev so bakterije. V članku bomo govorili o vlogi bakterij v naravi in življenju ljudi ter predstavili patogene predstavnike tega kraljestva.

Bakterije v naravi

Ti živi organizmi so se med prvimi pojavili na našem planetu. Porazdeljeni so povsod. Bakterije živijo na dnu rezervoarjev, v zemlji, in lahko prenesejo nizke in visoke temperature.

Pomen teh organizmov v naravi je nesporen. Prav bakterije skrbijo za kroženje snovi v naravi, ki je temelj življenja na Zemlji. Pod njihovim vplivom se organske spojine spremenijo in razpadejo v anorganske snovi.

Procese nastajanja tal zagotavljajo talni mikroorganizmi. Ostanki rastlin in živali razpadejo in se spremenijo v humus in humus le po zaslugi bakterij.

V vodnem okolju se predstavniki tega kraljestva uporabljajo za čiščenje rezervoarjev in odpadnih voda. Zahvaljujoč svoji vitalni aktivnosti bakterije pretvarjajo nevarne organske snovi v varne anorganske.

riž. 1. Vloga bakterij v naravi.

Patogeni mikroorganizmi

Vendar pa obstajajo bakterije, ki povzročajo škodo drugim živim organizmom. Patogeni mikroorganizmi lahko povzročijo bolezni rastlin, živali in ljudi. Na primer:

Salmonela povzroča trebušni tifus;
Shigella - dizenterija;
Clostridium - tetanus in gangrena;
Tuberkulozni bacil - tuberkuloza
Stafilokoki in streptokoki - gnojenje itd.

Poti prenosa so lahko različne:

pri kihanju, govorjenju, kašljanju bolne osebe;
s fizičnim stikom;
s pomočjo nosilcev (žuželk, glodalcev);
s prodiranjem v rane.

Številne bolezni so usodne, bakterij zaradi njihove sposobnosti prilagajanja na zdravila ni tako enostavno uničiti. Sodobna znanost se aktivno bori proti patogenom s sproščanjem novih zdravil.

riž. 2. Patogeni mikroorganizmi.

Študij bakterijske fiziologije je ustanovil Louis Pasteur že v petdesetih letih 19. stoletja. Njegove raziskave sta nadaljevala M. V. Beyerinck in S. N. Winogradsky, ki sta raziskovala pomen mikroorganizmov v naravi.

Uporaba bakterij

Človeštvo se je naučilo uporabljati bakterije za lastno korist, na primer:

v proizvodnji zdravil;

Obstajajo posebne vrste bakterij, ki so sposobne proizvajati močne antibiotike, kot sta tetraciklin in streptomicin. Njihov učinek uniči številne patogene mikroorganizme.

priprava novih prehrambenih izdelkov;
sproščanje organskih snovi;
proizvodnja fermentiranih mlečnih izdelkov (jogurt, starter kulture, kefirji, fermentirano pečeno mleko);
proizvodnja različnih vrst sirov;
vinarstvo;
vlaganje in fermentiranje zelenjave.

riž. 3. Človeška uporaba bakterij.

Kaj smo se naučili?

Bakterije imajo velik pomen v naravi in življenju ljudi. Brez teh mikroorganizmov kroženje snovi v okolju ne bi moglo potekati. In čeprav so mnoge od njih lahko škodljive za življenje in zdravje, je uporaba bakterij pri ljudeh omogočila boj proti številnim boleznim in proizvodnjo številnih novih živil.

Test na temo

Ocena poročila

Povprečna ocena: 4. Skupaj prejetih ocen: 840.

Bakterije na planetu Zemlja živijo že več kot 3,5 milijarde let. V tem času so se veliko naučili in se marsičemu prilagodili. Zdaj pomagajo ljudem. Bakterije in ljudje smo postali neločljivi. Skupna masa bakterij je ogromna. Gre za približno 500 milijard ton.

Koristne bakterije opravljajo dve najpomembnejši okoljski funkciji - vežejo dušik in sodelujejo pri mineralizaciji organskih ostankov. Vloga bakterij v naravi je globalna. Sodelujejo pri gibanju, koncentraciji in disperziji kemičnih elementov v zemeljski biosferi.

Pomen bakterij, koristnih za človeka, je velik. Sestavljajo 99% celotne populacije, ki naseljuje njegovo telo. Zahvaljujoč njim človek živi, diha in je.

Pomembno. Popolnoma mu zagotovijo življenje.

Bakterije so precej preproste. Znanstveniki domnevajo, da so se prvi pojavili na planetu Zemlja.

Koristne bakterije v človeškem telesu

Človeško telo naseljujejo tako koristni kot. Obstoječe ravnovesje med človeškim telesom in bakterijami se je izpopolnjevalo skozi stoletja.

Znanstveniki so izračunali, da človeško telo vsebuje od 500 do 1000 različnih vrst bakterij oziroma trilijone teh neverjetnih prebivalcev, kar znese do 4 kg skupne teže. Samo v črevesju najdemo do 3 kilograme mikrobnih teles. Preostanek jih najdemo v genitourinarnem traktu, na koži in drugih votlinah človeškega telesa. Mikrobi napolnijo telo novorojenčka od prvih minut njegovega življenja in končno oblikujejo sestavo črevesne mikroflore do starosti 10-13 let.

Črevesje naseljujejo streptokoki, laktobacili, bifidobakterije, enterobakterije, glive, črevesni virusi in nepatogene praživali. Laktobacili in bifidobakterije predstavljajo 60 % črevesne flore. Sestava te skupine je vedno stalna, so najštevilčnejši in opravljajo glavne funkcije.

Bifidobakterije

Pomen te vrste bakterij je ogromen.

Zahvaljujoč njim se proizvajata acetat in mlečna kislina. Z zakisavanjem habitata zavirajo rast bakterij, ki povzročajo gnitje in fermentacijo.
Zahvaljujoč bifidobakterijam se zmanjša tveganje za razvoj alergij na hrano pri dojenčkih.
Zagotavljajo antioksidativne in protitumorske učinke.
Bifidobakterije sodelujejo pri sintezi vitamina C.
Bifidobakterije in laktobacili sodelujejo pri absorpciji vitamina D, kalcija in železa.

riž. 1. Na fotografiji so bifidobakterije. Računalniška vizualizacija.

Escherichia coli

Pomen bakterij te vrste za človeka je velik.

Posebna pozornost je namenjena predstavniku tega rodu Escherichia coli M17. Sposoben je proizvajati snov kocilin, ki zavira rast številnih patogenih mikrobov.
S sodelovanjem vitaminov K, skupine B (B1, B2, B5, B6, B7, B9 in B12), se sintetizirajo folna in nikotinska kislina.

riž. 2. Na fotografiji je E. coli (tridimenzionalna računalniška slika).

Pozitivna vloga bakterij v človekovem življenju

S sodelovanjem bifido-, lakto- in enterobakterij se sintetizirajo vitamini K, C, skupina B (B1, B2, B5, B6, B7, B9 in B12), folna in nikotinska kislina.
Zahvaljujoč temu se neprebavljene sestavine hrane iz zgornjega dela črevesja razgradijo - škrob, celuloza, beljakovine in maščobne frakcije.
Črevesna mikroflora vzdržuje presnovo vode in soli ter ionsko homeostazo.
Zahvaljujoč izločanju posebnih snovi črevesna mikroflora zavira rast patogenih bakterij, ki povzročajo gnitje in fermentacijo.
Bifido-, lakto- in enterobakterije sodelujejo pri razstrupljanju snovi, ki vstopajo od zunaj in nastajajo v telesu samem.
Črevesna mikroflora igra pomembno vlogo pri obnovi lokalne imunosti. Zahvaljujoč njej se poveča število limfocitov, aktivnost fagocitov in proizvodnja imunoglobulina A.
Zahvaljujoč črevesni mikroflori se spodbuja razvoj limfoidnega aparata.
Poveča se odpornost črevesnega epitelija na rakotvorne snovi.
Mikroflora ščiti črevesno sluznico in zagotavlja energijo črevesnemu epiteliju.
Uravnavajo črevesno gibljivost.
Črevesna flora pridobi sposobnosti za zajemanje in odstranjevanje virusov iz telesa gostitelja, s katerim je že vrsto let v simbiozi.
Pomen bakterij pri ohranjanju toplotnega ravnovesja telesa je velik. Črevesna mikroflora se hrani s snovmi, ki jih encimski sistem ne prebavi in prihajajo iz zgornjega dela prebavil. Zaradi zapletenih biokemičnih reakcij nastane ogromna količina toplotne energije. Toplota se s krvnim obtokom prenaša po telesu in vstopa v vse notranje organe. Zato človek ob postu vedno zmrzne.
Črevesna mikroflora uravnava reabsorpcijo sestavin žolčnih kislin (holesterola), hormonov itd.

riž. 3. Na fotografiji so koristne bakterije – laktobacili (tridimenzionalna računalniška slika).

Vloga bakterij pri proizvodnji dušika

Amonificirajoči mikrobi(povzroča gnitje) s pomočjo številnih encimov, ki jih imajo, so sposobni razgraditi ostanke mrtvih živali in rastlin. Pri razgradnji beljakovin se sprostita dušik in amoniak.

Urobakterije razgrajujejo sečnino, ki jo ljudje in vse živali na planetu vsak dan izločajo. Njegova količina je ogromna in doseže 50 milijonov ton na leto.

Pri oksidaciji amoniaka sodeluje določena vrsta bakterij. Ta proces se imenuje nitrofifikacija.

Denitrifikacijski mikrobi vračanje molekularnega kisika iz tal v ozračje.

riž. 4. Na fotografiji so koristne bakterije – amonificirajoči mikrobi. Razkrojijo ostanke mrtvih živali in rastlin.

Vloga bakterij v naravi: fiksacija dušika

Pomen bakterij v življenju ljudi, živali, rastlin, gliv in bakterij je ogromen. Kot veste, je dušik potreben za njihov normalen obstoj. Toda bakterije ne morejo absorbirati dušika v plinastem stanju. Izkazalo se je, da lahko modrozelene alge vežejo dušik in tvorijo amoniak ( cianobakterije), prostoživeči fiksatorji dušika in posebno . Vse te koristne bakterije proizvedejo do 90 % vezanega dušika in vključijo do 180 milijonov ton dušika v dušikov sklad tal.

Nodulne bakterije dobro sobivajo s stročnicami in rakitovec.

Rastline, kot so lucerna, grah, volčji bob in druge stročnice, imajo na svojih koreninah tako imenovana »stanovanja« za nodulne bakterije. Te rastline so posajene na osiromašenih tleh, da jih obogatijo z dušikom.

riž. 5. Na fotografiji so nodulne bakterije na površini koreninskega dlaka metuljnice.

riž. 6. Fotografija korenine rastline metuljnice.

riž. 7. Na fotografiji so koristne bakterije – cianobakterije.

Vloga bakterij v naravi: ogljikov cikel

Ogljik je najpomembnejša celična snov živalskega in rastlinskega sveta, pa tudi rastlinskega sveta. Sestavlja 50 % suhe snovi celice.

Veliko ogljika vsebujejo vlaknine, ki jih uživajo živali. V njihovem želodcu se vlaknine pod vplivom mikrobov razgradijo in nato izstopijo v obliki gnoja.

Razkroji vlakna celulozne bakterije. Zaradi njihovega dela se tla obogatijo s humusom, kar znatno poveča njihovo rodovitnost, ogljikov dioksid pa se vrne v ozračje.

riž. 8. Znotrajcelični simbionti so obarvani zeleno, masa predelanega lesa pa rumeno.

Vloga bakterij pri pretvorbi fosforja, železa in žvepla

Beljakovine in lipidi vsebujejo velike količine fosforja, katerega mineralizacija se izvaja Ti. megaterij(iz rodu gnitnih bakterij).

Železove bakterije sodelujejo v procesih mineralizacije organskih spojin, ki vsebujejo železo. Zaradi njihove dejavnosti se v močvirjih in jezerih tvorijo velike količine železove rude in nahajališča feromangana.

Žveplove bakteriježivijo v vodi in zemlji. Veliko jih je v gnoju. Sodelujejo v procesu mineralizacije žveplo vsebujočih snovi organskega izvora. Pri razgradnji organskih snovi, ki vsebujejo žveplo, se sprošča plin vodikov sulfid, ki je izjemno strupen za okolje, tudi za vsa živa bitja. Zaradi svoje vitalne aktivnosti žveplove bakterije pretvorijo ta plin v neaktivno, neškodljivo spojino.

riž. 9. Kljub navidezni neživosti je v reki Rio Tinto še vedno življenje. To so različne bakterije, ki oksidirajo železo, in številne druge vrste, ki jih lahko najdemo samo na tem mestu.

riž. 10. Zelene žveplove bakterije v stolpcu Winogradskega.

Vloga bakterij v naravi: mineralizacija organskih ostankov

Bakterije, ki aktivno sodelujejo pri mineralizaciji organskih spojin, veljajo za čistilce (sanitarje) planeta Zemlje. Z njihovo pomočjo se organske snovi odmrlih rastlin in živali pretvorijo v humus, ki ga talni mikroorganizmi pretvorijo v mineralne soli, tako potrebne za izgradnjo koreninskega, stebelnega in listnega sistema rastlin.

riž. 11. Mineralizacija organskih snovi, ki vstopajo v rezervoar, se pojavi kot posledica biokemične oksidacije.

Vloga bakterij v naravi: fermentacija pektinskih snovi

Celice rastlinskih organizmov so med seboj povezane (cementirane) s posebno snovjo, imenovano pektin. Nekatere vrste bakterij maslene kisline imajo sposobnost fermentacije te snovi, ki se pri segrevanju spremeni v želatinasto maso (pectis). Ta lastnost se uporablja pri namakanju rastlin, ki vsebujejo veliko vlaken (lan, konoplja).

riž. 12. Obstaja več načinov za pridobitev zaupanja. Najpogostejša je biološka metoda, pri kateri se pod vplivom mikroorganizmov uniči povezava med fibroznim delom in okoliškimi tkivi. Postopek fermentacije pektinskih snovi v rastlinah ličjakov imenujemo namakanje, namočeno slamo pa trest.

Vloga bakterij pri čiščenju vode

Bakterije, ki čistijo vodo, stabilizirajo svojo kislost. Z njihovo pomočjo se zmanjšajo usedline na dnu in izboljša zdravje rib in rastlin, ki živijo v vodi.

Pred kratkim je skupina znanstvenikov iz različnih držav odkrila bakterije, ki uničujejo detergente, ki jih najdemo v sintetičnih detergentih in nekaterih zdravilih.

riž. 13. Dejavnost ksenobakterij se pogosto uporablja za čiščenje tal in vodnih teles, onesnaženih z naftnimi proizvodi.

riž. 14. Plastične kupole, ki čistijo vodo. Vsebujejo heterotrofne bakterije, ki se hranijo z materiali, ki vsebujejo ogljik, in avtotrofne bakterije, ki se hranijo z materiali, ki vsebujejo amoniak in dušik. Sistem cevi jih ohranja na vzdrževalnih delih.

Uporaba bakterij pri bogatenju rude

Sposobnost tionske bakterije, ki oksidirajo žveplo uporablja se za obogatitev bakrove in uranove rude.

riž. 15. Na fotografiji so koristne bakterije - Thiobacilli in Acidithiobacillus ferrooxidans (elektronska mikrografija). Sposobni so ekstrahirati bakrove ione za luženje odpadkov, ki nastanejo med flotacijskim koncentriranjem sulfidnih rud.

Vloga bakterij pri maslenokislinski fermentaciji

Mikrobi maslene kisline so povsod. Obstaja več kot 25 vrst teh mikrobov. Sodelujejo v procesu razgradnje beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov.

Maslenokislinsko vrenje povzročajo anaerobne bakterije iz rodu Clostridium, ki tvorijo spore. Sposobni so fermentirati različne sladkorje, alkohole, organske kisline, škrob in vlaknine.

riž. 16. Na fotografiji so mikroorganizmi maslene kisline (računalniška vizualizacija).

Vloga bakterij v življenju živali

Mnoge vrste živalskega sveta se hranijo z rastlinami, katerih osnova so vlakna. Posebni mikrobi, ki se nahajajo v določenih delih prebavnega trakta, pomagajo živalim pri prebavi vlaknin (celuloze).

Pomen bakterij v živinoreji

Življenjsko aktivnost živali spremlja sproščanje ogromnih količin gnoja. Iz njega lahko nekateri mikroorganizmi proizvajajo metan (»močvirski plin«), ki se uporablja kot gorivo in surovina v organski sintezi.

riž. 17. Plin metan kot gorivo za avtomobile.

Uporaba bakterij v prehrambeni industriji

Vloga bakterij v človeškem življenju je ogromna. Mlečnokislinske bakterije se pogosto uporabljajo v prehrambeni industriji:

pri proizvodnji kislega mleka, sirov, kisle smetane in kefirja;
pri fermentaciji zelja in kisanju kumar sodelujejo pri namakanju jabolk in kisanju zelenjave;
dajejo vinom posebno aromo;
proizvajajo mlečno kislino, ki fermentira mleko. Ta lastnost se uporablja za proizvodnjo kislega mleka in kisle smetane;
pri pripravi sirov in jogurtov v industrijskem obsegu;
Med postopkom soljenja mlečna kislina služi kot konzervans.

Mlečnokislinske bakterije vključujejo mlečni streptokoki, kremasti streptokoki, bolgarski, acidofilni, žitni termofilni in kumarični bacili. Bakterije iz rodu streptokoki in laktobacili dajejo izdelkom gostejšo konsistenco. Zaradi njihove vitalne dejavnosti se kakovost sirov izboljša. Siru dajejo določeno aromo po siru.

riž. 18. Na fotografiji so koristne bakterije - laktobacili (roza), bolgarski bacil in termofilni streptokok.

riž. 19. Na fotografiji so koristne bakterije - kefirjeve (tibetanske ali mlečne) glivice in mlečnokislinske palčke, preden jih neposredno dodamo mleku.

riž. 20. Fermentirani mlečni izdelki.

riž. 21. Termofilni streptokoki (Streptococcus thermophilus) se uporabljajo pri pripravi sira mocarela.

riž. 22. Obstaja veliko vrst plesni penicilina. Žametna skorja, zelenkaste žile, edinstven okus in zdravilna aroma po amoniaku so edinstveni. Gobji okus sirov je odvisen od mesta in trajanja zorenja.

riž. 23. Bifiliz je biološki pripravek za peroralno uporabo, ki vsebuje množico živih bifidobakterij in lizocim.

Uporaba kvasovk in gliv v prehrambeni industriji

Vrsta kvasovk, ki se večinoma uporablja v prehrambeni industriji, je Saccharomyces cerevisiae. Izvajajo alkoholno vrenje, zato se pogosto uporabljajo v pekarstvu. Alkohol med peko izhlapi, mehurčki ogljikovega dioksida pa tvorijo drobtine.

Od leta 1910 so klobasam začeli dodajati kvas. Kvas vrste Saccharomyces cerevisiae se uporablja za proizvodnjo vin, piva in kvasa.

riž. 24. Kombuča je prijazna simbioza kisove palčke in kvasovk. Na našem območju se je pojavila že v prejšnjem stoletju.

riž. 25. Suhi in mokri kvas se pogosto uporabljajo v pekarski industriji.

riž. 26. Pogled na celice kvasovk Saccharomyces cerevisiae pod mikroskopom in Saccharomyces cerevisiae - “prave” vinske kvasovke.

Vloga bakterij v življenju človeka: oksidacija ocetne kisline

Pasteur je tudi dokazal, da pri oksidaciji ocetne kisline sodelujejo posebni mikroorganizmi - kisove palčke, ki jih najdemo v naravi. Naselijo se na rastlinah in prodrejo v zrelo zelenjavo in sadje. Veliko jih je v vloženi zelenjavi in sadju, vinu, pivu in kvasu.

Sposobnost kisovih palčk, da oksidirajo etilni alkohol v ocetno kislino, se danes uporablja za proizvodnjo kisa, ki se uporablja v prehrambene namene in pri pripravi živalske krme - siliranje (konzerviranje).

riž. 27. Postopek siliranja krme. Silaža je sočna krma z visoko hranilno vrednostjo.

Vloga bakterij v življenju človeka: proizvodnja zdravil

Preučevanje življenjske aktivnosti mikrobov je znanstvenikom omogočilo uporabo nekaterih bakterij za sintezo antibakterijskih zdravil, vitaminov, hormonov in encimov.

Pomagajo pri boju proti številnim nalezljivim in virusnim boleznim. Najpogosteje se proizvajajo antibiotiki aktinomicete, manj pogosto - nemicelarne bakterije. Penicilin, pridobljen iz plesnivih gliv, uniči celično membrano bakterij. Streptomicete proizvajajo streptomicin, ki inaktivira ribosome mikrobnih celic. Palice sena oz Bacillus subtilis zakisajo okolje. Zavirajo rast gnitnih in oportunističnih mikroorganizmov zaradi tvorbe številnih protimikrobnih snovi. Bacillus subtilis proizvaja encime, ki uničujejo snovi, ki nastanejo kot posledica gnitja tkiv. Sodelujejo pri sintezi aminokislin, vitaminov in imunoaktivnih spojin.

S tehnologijo genskega inženiringa so se današnji znanstveniki naučili uporabljati za proizvodnjo insulina in interferona.

Iz številnih bakterij naj bi proizvedli posebno beljakovino, ki jo lahko dodajamo krmi za živino in hrani ljudi.

riž. 28. Na fotografiji spore Bacillus subtilis (obarvane modro).

riž. 29. Biosporin-Biopharma je domače zdravilo, ki vsebuje apatogene bakterije iz rodu Bacillus.

Uporaba bakterij za proizvodnjo varnih herbicidov

Danes se tehnika nanašanja pogosto uporablja fitobakterije za proizvodnjo varnih herbicidov. Toksini Bacillus thuringiensis izločajo Cry-toksine, ki so nevarni za žuželke, kar omogoča uporabo te lastnosti mikroorganizmov v boju proti rastlinskim škodljivcem.

Uporaba bakterij pri proizvodnji detergentov

Proteaze ali razgrajujejo peptidne vezi med aminokislinami, ki tvorijo beljakovine. Amilaza razgrajuje škrob. Bacillus subtilis (B. subtilis) proizvaja proteaze in amilaze. Bakterijske amilaze se uporabljajo pri izdelavi pralnega praška.

riž. 30. Preučevanje življenjske aktivnosti mikrobov omogoča znanstvenikom, da uporabijo nekatere njihove lastnosti v korist ljudi.

Pomen bakterij v človekovem življenju je ogromen. Koristne bakterije so že več tisočletij stalne spremljevalke človeka. Naloga človeštva je, da ne poruši tega občutljivega ravnovesja, ki se je razvilo med mikroorganizmi, ki živijo v nas, in v okolju. Vloga bakterij v človeškem življenju je ogromna. Znanstveniki nenehno odkrivajo blagodejne lastnosti mikroorganizmov, katerih uporabo v vsakdanjem življenju in proizvodnji omejujejo le njihove lastnosti.

Članki v rubriki "Kaj vemo o mikrobih"Najbolj priljubljena