Морфология цианобактерий.

Цианобактерии (прежнее название синезеленые водоросли) - прокариотические организмы - относятся к бактериям, но, подобно растениям и водорослях, осуществляют фотосинтез с выделением кислорода, т.е. они относятся к аэробным оксигенным фотолитоавтотрофам. Цианобактерии распространены в водоемах, в почве, на рисовых полях. В эвтрофных озерах часто наблюдается массовое размножение цианобактерий - "цветение" воды. Благодаря способности фиксировать молекулярный азот и выдерживать экстремальные условия (температура, рН) цианобактерий первыми заселяют места, бедные питательными веществами (пустыни, скалы и т.п.) и участвуют в первичном почвообразовательном процессе.

Цианобактерии - морфологически разнообразная группа и включает как одноклеточные, так и многоклеточные формы. Одноклеточные формы - это палочки, кокки, которые часто существуют в виде объединенных капсулами и слизью клеток в агрегаты (колонии).

Размножаются бесполым путем в результате бинарного, множественного деления или почкования (рис.3).

Многоклеточные формы - это нитчатые бактерии, представлены цепочками клеток, называемых трихомами, часто погруженных в слизистые чехлы. Размножаются путем деления клеток внутри трихома. В некоторых нитчатых цианобактериях, растущих в отсутствии связанного азота и фиксирующих молекулярный азот, наблюдается дифференциация клеток (рис.4.3). Образуются гетероцисты клетки с толстой клеточной стенкой, слабо пигментированные. Они являются местом фиксации молекулярного азота. Образуются также покоящиеся клетки акинеты - клетки с утолщенной стенкой.

Актиномицеты(греч. actis - луч, mycos - гриб) - лучистые грибки - группа микроорганизмов, относящаяся к прокариотам, но имеющая некоторое сходство с грибами. Как и бактерии, все актиномицеты содержат в составе клеточной стенки пептидоглкжан, не имеют дифференцированного ядра, ширина клеток (0,5-1,5 мкм) сходна с бактериальными. Сходство с грибами проявляется в способности клеток ветвиться в виде мицелия и образовывать на концах гиф споры, являющиеся для ряда родов актиномицетов основным способом размножения.

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ

Молочнокислое брожение лежит в основе силосования, квашения овощей, переработки молока в кисломолочные продукты и сыр. Кислый вкус черного хлеба определяется также молочной кислотой. Данные процессы вызывает группа молочнокислых бактерий, которая очень разнообразна и широко распространена в природе.

Молочнокислые бактерии обитают на поверхности растений, в молоке, на пищевых продуктах, в кишечнике человека и животных.

Молочнокислые бактерии в основном анаэробы, но существуют виды, которые способны жить в аэробных условиях. Клетки молочнокислых бактерий по форме кокки или палочки, могут быть одиночными или соединены в цепочки.

Молочнокислые бактерии грамположительные, не способны образовывать споры, требовательны к источникам азота и витаминам (многие из них не развиваются на простых синтетических средах).

Классификация молочнокислых бактерий еще недостаточно разработана. Большинство исследователей кокковые формы объединяют в роды Streptococcus и Leuconostoc, а палочковидные - в род Lactobacillus.

Молочнокислые бактерии можно разделить на:

- Гомоферментативные (конечным продуктом брожения является молочная кислота)

C₆H₁₂O₆ ® 2CH₃CHOHCOOH

^{глюкоза молочная кислота}

- Гетероферментативные (конечными продуктами брожения являются уксусная кислота, глицерин, этиловый спирт)

C₆H₁₂O₆ ® 2CH₃CHOHCOOH+CH₃COOH+CH₂OHCHOHCH₂OH+CH₃CH₂OH+CO₂

^{глюкоза молочная кислота уксусная кислота глицерин этиловый спирт}

Молочнокислые бактерии сбраживают моно- и дисахариды. Часто те из них, которые обитают в молоке, сбраживают лактозу, но не действуют на сахарозу. В качестве источника азота эта группа бактерий используют пептоны, смесь аминокислот.

По отношению к температуре молочнокислые бактерии можно разделить на:

- мезофильные - с оптимумом роста 25-35⁰С

- термофильные- с оптимумом роста около 40-45⁰С.

Отдельные молочнокислые бактерии холодоустойчивы и могут развиваться при относительно низких положительных температурах (5⁰С и ниже). При нагревании до 60-80⁰С они гибнут в течении 10-30 мин.

Молочнокислые бактерии обладают определенной протеолитической активностью, обусловливаемой действием протеиназ и пептидаз.

Протеолитическую активность проявляют как кокковые формы, так и термофильные палочки, стрептобактерии. В процессе протеолиза белков молока, особенно в начале культивирования определенных штаммов в молоке, происходит накопление аминокислот - главным образом аспарагиновой кислоты, глицина, серина, глутаминовой кислоты, треонина, тирозина, валина, фенилаланина, изолейцина, а также пептидов.

Молочнокислые палочковидные бактерии обладают большей протеолитической активностью, чем кокковые формы. Так, L.bulgaricus, L.casei могут переводить до 25-30% казеина в растворимую форму, тогда как Str. cremoris и Str.lactis - 15 - 17%.

Гидролиз белков молока молочнокислыми бактериями осуществляется с помощью внеклеточных протеиназ. Существует прямая зависимость между степенью созревания сыра, его вкусом, ароматом и содержанием в нем свободных аминокислот, накапливаемых протеолитически активными молочнокислыми бактериями.

Для молочнокислых бактерий лучшая питательная среда - молоко. В нем есть все необходимые вещества для развития этих микроорганизмов. В такой среде могут развиваться и другие микроорганизмы - дрожжи, плесени, гнилостные, маслянокислые бактерии. Но молочная кислота быстро подавляет их рост.

Если простокваша долго сохраняется на воздухе, то на ее поверхности образуется белая бархатистая морщинистая пленка. Такая же пленка бывает на поверхности рассола при квашении огурцов, капусты и других овощей. Это и есть молочная плесень - Geotrichum candidum. Она всегда сопутствует молочнокислому брожению и является его нежелательным спутником. Окисляя молочную кислоту, образуемую молочнокислыми бактериями, до углекислого газа и воды, молочная плесень снижает кислотность. В результате в среде начинают развиваться гнилостные бактерии.