Польза и вред
Каковы вред и польза термофильных бактерий? Молочнокислые палочки, применяемые в пищевой промышленности, приносят человеку несомненную пользу. Входя в состав различных заквасок, они производят вкусные и полезные молочнокислые продукты, которые очень положительно влияют на все системы человеческого организма, помогают регулировать обменные процессы, нормализуют работу пищеварительного тракта и всячески способствуют защите организма от различных гнилостных бактерий, очищая его параллельно от накопленных токсинов и шлаков. Кроме улучшения состава микрофлоры термофильные бактерии успокаивают нервную систему, подавляют действие антибиотиков и повышают иммунитет.
Помимо пищевой промышленности данный вид бактерий используется довольно широко в фармакологической и косметологической сферах. На их основе изготавливают различные пробиотики, а также косметические средства, придающие коже ухоженность и упругость, а также применяются с целью ее отбеливания и восстановления. Маски из живого йогурта способны творить чудеса.
Термофильные и мезофильные бактерии, которые живут в почве и компосте, помогают перерабатывать органические вещества, удобряя землю для хорошего роста растений. Выделяемый метан может с успехом использоваться для обогрева жилых домов и промышленных объектов. При таких огромных масштабах пользы тот небольшой вред, который доставляют термофильные палочки предприятиям пищевой промышленности, нивелируется воздействием бактерицидных препаратов и постоянным мониторингом производственного пищевого оборудования.
Роль бактерий в очищении окружающей среды и переработке отходов выгребных ям
Лучшими помощниками в переработке загрязнений в септике (отстойника, выгребной ямы) являются бактерии. В септике собираются отстойные воды, отходы, поступившие из канализации частных домов. Выгребные ямы, не будь они населены очищающими их микроорганизмами, могли бы стать источниками загрязнения земли, даже виновниками экологической катастрофы.
Септиком может быть и обычная выгребная яма, построенная в небольшом частном доме, куда поступают канализационные отходы. Для того чтобы выгребная яма не переполнялась, лучше в нее делать запуск бактерий, содержащихся в специальных препаратах. Они способны перерабатывать отравляющие вещества, естественным путем очищая септик.
В выгребных ямах производят запуск анаэробов, которым не требуется воздух для жизнедеятельности, они являются лучшими обитателями септиков. С помощью брожения углеводов, белков, жиров производится уксусная, муравьиная, масляная кислота, сероводород, спирты, происходит распад водорода, метана и двуокиси азота.
После завершения в выгребных ямах переработки органических и неорганических веществ остатки выпадают в осадок, образуя ил. Септик (выгребная яма) – своеобразная среда, созданная для переработки отходов.
Лучшие из бактерий – это мирные жители, не только помогающие человеку перерабатывать вредные вещества выгребных ям, образуя полезные, но и постоянное население септика, способствующее естественному очищению окружающего мира от загрязняющего влияния развития цивилизации.
Лучшие из видов бактерий поддерживают тысячелетиями тонкий природный баланс полезных соединений в мире, поглощая вредные соединения, перерабатывая их в необходимые для питания и жизнедеятельности других живых организмов. Осуществляя своеобразный круговорот, являются неотъемлемым звеном цепочки биологической жизни на земле.
Медицинские препараты с живыми микроорганизмами
Не всегда можно избавиться от недуга, используя только йогурты и кефир. Некоторые лекарства назначаются доктором и приобретаются в аптеках. Среди таблеток и порошков выделяют:
- Биобактон;
- Ацилакт;
- Пробифор;
- Линекс;
- Флорин Форте;
- Нормазе.
И это далеко не полный список того, что может предложить современная фармакологическая индустрия. Условно это лекарства, так как они оказывают лечебное воздействие на организм человека, нормализуя микрофлору и укрепляя иммунную систему. В то же время, если такие препараты рассмотреть под микроскопом, на фото можно увидеть палочкообразные и овальные организмы. Клетки находятся в состоянии постоянного движения, превалирующее их большинство имеет жгутики для свободного передвижения в жидкой среде.
Все лекарственные препараты с бактериями имеют оболочку, чтобы микроорганизмы не начали свою жизнедеятельность до момента попадания в кишечник. Она не представляет вреда для здоровья и быстро растворяется, распадаясь на молекулы
Выбирая такие препараты, особое внимание нужно обращать на противопоказания. Некоторые активные бактерии нельзя употреблять беременным женщинам или в период лактации, аллергикам
Дозировку также не рекомендуется превышать: в микрофлоре кишечника и желудка живут миллионы своих микробов, которые могут конфликтовать с «новоприбывшими».
Молочнокислые
Молочнокислые бактерии разделяют на кокки и палочки. Первые состоят из нескольких клеток, соединенных в цепочку, — стрептококков и имеют гомо- и гетерогенное ферментирование. Гомоферментивные стрептококки сбраживают сахар, который есть в молоке, что позволяет приготовить живой йогурт. Гетероферментивные параллельно выделяют еще и такие ароматические вещества, как диацетин и цитоин. Клетки их круглой или овальной формы, окрашиваются хорошо по Грамму и не образуют спор и капсул. Они относятся к аэротолерантным и могут существовать при наличии воздуха. Однако у них отсутствует способность осуществлять аэробное дыхание, и они предпочитают продолжать привычный им процесс молочнокислого брожения. Для того чтобы питаться, им нужно много витаминов, белков, органических кислот. В молоке бактерии вызывают его свертывание, образование плотноватого ровного сгустка с небольшим количеством сыворотки. Именно благодаря ароматообразующим молочнокислым стрептококкам в сыре появляются соблазнительные пузырьки с характерным запахом и низкой способностью к образованию кислот. Кокки обладают высокой спиртоустойчивостью, и им необходима высокая кислотность.
Термофилы, которые не могут дышать без кислорода
Аэробные термофилы, которые не могут дышать без кислорода, тоже делятся на две самостоятельных группы:
- Экстремально-термофильные — не способные к движению грамотрицательные палочки, относящиеся к облигатным бактериям, рост которых происходит при оптимальной температуре в 70 градусов. Когда температура поднимается выше, палочки преобразуются в тонкие нити. Живут массово в горячих водных источниках и близлежащей почве.
- Спорообразующие имеют формы, аналогичные мезофильным. Живут и распространяются в хорошо взрыхленной почве или подвергающихся аэрации водах.
Рассмотрев все эти виды микроорганизмов, следует отметить, что появление термофильных бактерий — это ароморфоз их в среду обитания. Как и другие живые организмы, бактерии тоже могут в процессе своей эволюции прекрасно адаптироваться к изменениям условий окружающей среды. При этом они значительно повышают уровень своей организации и обретают новые способности.
Термофильные бактерия
Термофильные бактерии используют для получения микробной биомассы, очистки сточных вод. Ценными являются продукты обмена веществ термофилов, выделяющиеся в окружающую среду. Эти микроорганизмы продуцируют такие физиологически активные вещества, как антибиотики, витамины, ферменты.
Термофильные бактерии широко распространены в природе.
|
Изменение скорости и глубины распада целлюлозы в зависимости от температуры сбраживания. |
Термофильные бактерии более полно разлагают целлюлозу, и процесс брожения идет значительно быстрее. В табл. 21 приведены данные, характеризующие зависимость между температурой, скоростью и глубиной разложения целлюлозы бактериями.
У термофильных бактерий найден стабильный при т-ре 70 — 90 С фермент, к-рый состоит из 8 ( а не из 2) субъединиц с мол.
Мембраны термофильных бактерий отличаются высокой механической прочностью.
Титр термофильных бактерий может быть с успехом использован при оценке санитарного состояния почвы. Его сопоставление с коли-индекссм выявляет источник загрязнения. Если почва загрязнена группой coli-aerogenes и бедна термофилами, это показывает наличие фекального загрязнения почвы, так как фекалии не содержат значительных количеств термофилов. Одновременное обнаружение у термофилов высоких показателей по коли-титру свидетельствует о внесении в почву навоза или компоста.
Значительную часть спороносных термофильных бактерий составляют анаэробные виды. Известны облигатпо-термофильные масляно-кислые, целлюлозные, десульфурирующие и метанобразующие бактерии.
В значительных количествах термофильные бактерии обнаруживаются в огородных и полевых почвах, куда они попадают в основном вместе с органическими удобрениями. Было показано, что в окультуренных почвах термофилов довольно много, а в необработанных почвах их почти нет.
Было показано, что термофильные бактерии способны сбраживать гемицеллюлозы в древесине только после энергичного размола ее или предварительной делигнификации.
В ряде промышленных производств термофильные бактерии могут приносить и существенный вред: вызывают заражение сусла на пивоваренных заводах, порчу консервов ( особенно анаэробные бактерии), сгущенного стерилизованного молока, сахарных сиропов. Поэтому необходимы надежные методы стерилизации.
Из приведенных материалов о жизнедеятельности термофильных бактерий вытекает следующий вывод: если термофильные бактерии установлены в газоносных отложениях какого-либо района, то можно предполагать наличие в этом районе ( как и в других, в которых температура превышает 50 С) залежей нефтей или конденсатов, или УВГ с очень высоким содержанием тяжелых УВГ. Однако такой закономерности не наблюдается.
Как для культивирования полезных форм термофильных бактерий, так и для методов борьбы с вредными для определенных процессов видами необходимо вести глубокое изучение морфологических, физиологических и биохимических особенностей этих микроорганизмов.
В статье Бродкой отмечается наличие термофильных бактерий в кале марабу, страуса, фазана, холоднокровных животных и некоторых млекопитающих. Броцкая не ставила своей целью установление численных показателей, и в ее работе они отсутствуют. Однако, судя по общим высказываниям, создается впечатление, что исследовавшиеся образцы не были богаты термофилами.
Бактерии Дельбрюка относятся к числу термофильных бактерий. Путем направленного отбора они приспособлены для жизни при сравнительно высокой температуре ( 50), при которой процессы сбраживания протекают весьма интенсивно. Образующуюся молочную кислоту периодически нейтрализуют мелом при непрерывном размешивании смеси.
Характеристика теплолюбивых организмов
Температура: критический абиотический фактор для развития микроорганизмов
Температура является одним из ключевых факторов окружающей среды, который обусловливает рост и выживание живых существ. У каждого вида есть диапазон температур, между которыми он может выжить, однако он имеет оптимальный рост и развитие при определенных температурах..
Скорость роста каждого организма может быть выражена графически в зависимости от температуры, получая значения, соответствующие критическим критическим температурам (минимум, оптимум и максимум)..
Минимальные температуры
При минимальных температурах роста организма происходит снижение текучести клеточной мембраны, и процессы транспорта и обмена веществ, такие как поступление питательных веществ и выход токсических веществ, могут прекращаться..
Между минимальной температурой и оптимальной температурой скорость роста микроорганизмов увеличивается.
Максимальная температура
Выше оптимальной температуры происходит снижение скорости роста до максимальной температуры, которую может выдержать каждый организм.
При этих высоких температурах структурные и функциональные белки денатурируются и инактивируются как ферменты, так как они теряют свою геометрическую конфигурацию и особую пространственную конфигурацию, цитоплазматическая мембрана разрушается и происходит термический лизис или разрыв из-за нагрева.
Каждый микроорганизм имеет свои минимальные, оптимальные и максимальные температуры эксплуатации и развития. Термофилы имеют исключительно высокие значения при этих трех температурах.
- Термофильные организмы имеют высокие темпы роста, но короткие сроки жизни.
- У них много клеточных мембран липидов или длинноцепочечных насыщенных жиров; Этот тип насыщенных жиров способен поглощать тепло и переходить в жидкое состояние при высоких температурах (плавиться), не разрушаясь..
- Его структурные и функциональные белки очень устойчивы к теплу (термостабильны), благодаря ковалентным связям и особым межмолекулярным силам, называемым силами рассеяния Лондона..
- У них также есть специальные ферменты для поддержания метаболического функционирования при высоких температурах.
- Известно, что эти термофильные микроорганизмы могут использовать сульфиды и обильные соединения серы в вулканических областях в качестве источников питательных веществ для превращения их в органическое вещество..
Анаэробне термофилы
Вам будет интересно:Местность — это? Лексическое значение, синонимы и примеры употребления
Способность быстрого роста термофильных организмов дает им прекрасную возможность быть использованными в самых разных сферах жизни — в промышленности или в сельском хозяйстве и даже на бытовом уровне. При этом мезофильные и термофильные молочнокислые бактерии имеют похожие методы выделения. Разница наблюдается лишь в температурах выращивания. Для установления точного оптимального уровня температуры культуру необходимо один-два месяца пассировать, или, иными словами, пересевать в определенном диапазоне температур.
В природе широко распространены и в различных условиях живут многие виды термофильных бактерий. Они любят тепло и очень комфортно себя чувствуют в желудке человека, а также могут находиться в животных, растениях, почве, воде и разных других средах, обеспечивающих благоприятные для развития температурные условия. Одни бактерии для развития требуют присутствия воздуха, другие совершенно не нуждаются в кислороде. По этому признаку зависимости от кислорода термофильные организмы делят на аэробных и анаэробных.
К анаэробным относятся несколько отдельных групп:
- Маслянокислые — при брожении вырабатывают масляную кислоту, питаются сахаром, пектинами, декстринами, а продуцируют кислоты — уксусную и масляную, а также водород и углекислый газ. Из полезных свойств можно выделить продуцирование ацетона, этилового, бутилового и изопропилового спиртов. Встречается в термофильных и мезофильных формах.
- Целлюлозные живут в речном иле, компостах, растительных остатках. Эти термофильные бактерии для компоста подходят идеально и широко используются в сельскохозяйственной сфере. Находясь в почве или перегное, эти бактерии набирают активность при 60-65 градусах. Есть и мезофильная форма — палочка Омелянского. Эти бактерии с помощью специального фермента разлагают целлюлозу, выделяя при этом углекислый газ, водород, этиловый спирт, ряд кислот — муравьиную, уксусную, фумаровую, молочную и иные органические кислоты.
- Метанообразующие живут там же, где и целлюлозные, и там же культивируются. В этой группе больше всего изучены такие виды, как метанобактериум и метанобациллюс. Они не способны к спорообразованию, а польза их состоит в способности продуцировать антибиотики, витамины, ферменты, используя для питания сточные воды и бытовые отходы.
- Десульфирующие чаще всего находятся рядом с целлюлозными и живут за счет восстановления сульфатов. Обладают овальными спорами, которые располагаются ближе к одному из концов палочки бациллы, — терминальными или субтерминальными.
- Молочнокислые — особая большая группа бактерий, которые обитают в молоке. Эти термофильные молочнокислые бактерии могут быть как полезны человеку, так и весьма вредны. Некоторые их виды могут синтезировать специальные ароматические вещества. Именно они-то после воздействия на молоко придают приятный вкус и аромат творогу или сливкам. Такие термофильные молочнокислые бактерии относятся к факультативным анаэробным, поэтому оптимально могут размножаться при отсутствии кислорода или в такой среде, где большой его дефицит.
Естественная среда обитания метаногенов
Симбиотическая группа, куда входят кислото- и метанообразующие бактерии, обитает в самых разных природных условиях. Их представители встречаются в:
- водной среде;
- болотах;
- растениях;
- кишечнике жвачных животных и человека;
- экскрементах животных.
Метаногенные анаэробы способны существовать только в теплых условиях, хотя сами тепла не выделяют. В зависимости от температуры, необходимой для жизнедеятельности метанообразующих прокариотов, их делят на 3 основные группы:
- психрофильные, от 5 до 20°С;
- мезофильные, от 30 до 42°С;
- термофильные, от 52 до 56°С.
Вместе с тем метаногенные экстремофилы живут в термальных источниках, в горах, в толще земной коры и в глубинах океанов.
При понижении температуры ниже 0°С жизнедеятельность бактерий замирает, при росте температуры сверх 90°С метанообразующие анаэробы погибают.
Молочнокислые палочки
Молочнокислые палочки — они иначе называются лактобактериями — могут быть как одиночными, так и парными. Чаще всего используют ацидофильные лактобактерии, особенно болгарскую палочку, которая входит в состав заквасок и дает возможность производить вкусный и полезный йогурт. Еще в молочной промышленности пользуются популярностью стрептобактерии и бета-бактерии. Эти организмы совершенно неподвижны и спор либо капсул не образуют, окрашиваются по Грамму хорошо.
Вам будет интересно:Шило на мыло, или история одной сделки
Термофилы молочнокислые относятся к факультативным анаэробам. Могут становиться моноферментными, обладающими высокой скоростью к кислотообразованию, или герероферментными со способностью параллельной переработки фруктозы, в результате чего образуется шестиатомный спирт маннит, ацетаты, лактаты и газ углекислый. Довольно слабо перерабатывают белки, поэтому им для того, чтобы расти, требуется присутствие аминокислот в среде. Некоторые палочки имеют способность к выработке каталазы — фермента, который расщепляет перекись водорода, или ацетальдегида, придающего запах и вкус сыру.
Молочнокислые термоустойчивые палочки могут выживать в молоке при проведении пастеризации при температуре 85-90 градусов. Они очень устойчивы к дезинфицирующим агентам и этим приносят немалый вред предприятиям пищевой сферы. Являются антагонистами кишечной палочки. Находятся в заквасках или слабопастеризованном молоке.
