Fordelene med melkesyrebakterier i fordøyelsen er det uvurderlig siden de ikke bare hjelper til med å fordøye maten, men også produserer syrer og vitaminer som er nødvendige for kroppen. er en betinget gruppe som forener mikroorganismer med forskjellige biologiske egenskaper, hvor felles egenskapen er evnen til å produsere melkesyre.

Typer melkesyrebakterier

Disse inkluderer: melkesyrestreptokokker, laktobaciller, laktokokker, pediokokker, bifidobakterier... Gjærende sukkerarter melkesyrebakterier kan danne, i tillegg til melkesyre, tilleggsprodukter: karbondioksid, etylalkohol, eddiksyre, etc.

Settet med ekstra gjæringsprodukter er forskjellig for hver type melkesyrebakterier, det er han som bestemmer originaliteten til smaken og aromaen til forskjellige typer fermenterte melkeprodukter. har blitt brukt av mennesker i over 4000 år.

Som allerede nevnt er de en del av skjeden. Melkesyren de produserer (i mindre grad eddik og propylen) skaper et surt miljø som er ugunstig for utviklingen av de fleste patogene og opportunistiske bakterier.

Analysen av de studerte probiotiske stammene av melkesyrebakterier ble utført: Streptococcus thermophilus, Lactobacterium delbrucku subsp. lactis, Lactobacterium delbrucku subsp. bulgaricus (yoghurtkulturer). En stadig viktigere rolle spilles av spesielle avlinger som Lactobacterium acidophilus, Lactobacterium casie subsp. rhamnosus, samt bifidobakterier Bifldobactirium lactis, Bifidobactirium longum, som brukes i bioprosessering både uavhengig og i kombinasjon med andre melkesyrebakterier. For eksempel tilsettes ikke bare spesielle yoghurtkulturer til yoghurt, men også bifidobakterier, aromadannende bakterier eller acidophilus-pinner. Mange stammer av avlinger som brukes i meieriindustrien har en stimulerende og regulerende effekt på kroppen og har antagonistiske egenskaper som påvirker de patogene og opportunistiske mikroorganismene i mage-tarmkanalen. Det foreslås å bruke probiotiske stammer hentet fra melkesopp - en symbiotisk gruppe bakterier og mikroorganismer av slekten Zoogloea, brukt til å oppnå et meieriprodukt kjent som kefir. Den studerte kefiren har en sterk sokogonny-effekt, som forklares av innholdet av melkesyre, kasein, alkohol og karbondioksid i den. Den akkumulerer antibakterielle stoffer, frie aminosyrer, enzymer, organiske syrer, vitaminer under gjæringsprosessen, og inneholder et stort antall levende celler.

probiotika

antimikrobielle stoffer

melkesyrebakterier

biokjemiske egenskaper

probiotiske stammer

mikroorganismer

1. Fordøyelighet av fôrnæringsstoffer av slaktekyllinger når de drikker "Laktovit-N" / V.I. Trukhachev, E.E. Epimakhova, N.V. Samokish, L.A. Pashkova // Bulletin for det agroindustrielle komplekset Stavropol. - 2013. - Nr. 2 (10). - S. 81–83.

2. Zlydnev N.Z., Svetlakova E.V., Pashkova L.A. Virkningsmekanismen til det probiotiske "Laktovit-N" // Forbedring av teknologien for produksjon og prosessering av landbruksprodukter: samling av artikler. vitenskapelige artikler fra den 76. regionale vitenskapelige og praktiske konferansen "Agrarian Science - North Caucasian Federal District". - 2012 .-- S. 21-26.

3. Påvirkning av "Laktovit-N" på dannelsen av tarmmikrobiocenose hos slaktekyllinger / V.I. Trukhachev, N.Z. Zlydnev, E.V. Svetlakova, L.A. Pashkova // Sjef dyretekniker. - 2012. - Nr. 8. - S. 22-24.

4. "Laktovit-N" for slaktekyllinger / V.I. Trukhachev, N.Z. Zlydnev, V.V. Rodin, V.V. Mikhailenko, L.A. Pashkova // Sjef dyretekniker. - 2012. - Nr. 7. - S. 31-36.

5. Lapina T.I., Shpygova V.M. Morfometriske egenskaper av hepatocytter hos lam // Diagnostikk, behandling og forebygging av sykdommer hos landbruksdyr: samling av artikler. vitenskapelig. tr. - Stavropol, 2001. - S. 67–73.

6. Effektiviteten til det innenlandske probiotiske preparatet ved dyrking av lam i sugeperioden / N.А. Ostroukhov [og andre] // Sauer, geiter, ullvirksomhet. - 2014. - Nr. 1. - S. 41–42.

Mikrober er konstante følgesvenner av menneskekroppen. Noen representanter for mikroverdenen sameksisterer ofte med mennesker i et stabilt og gjensidig fordelaktig økosystem, og utvikler visse territorier. Saprofytter, kommensaler, symbionter gir verdifulle tjenester til kroppen til dyr og mennesker - de bidrar til å syntetisere vitaminer, fordøye og assimilere mat, effektivt beskytte mot onkogen påvirkning og de destruktive konsekvensene av invasjonen av andre, fullstendig patogene representanter for mikroverdenen. En makroorganisme behandler ikke alltid sine egne mikrober gunstig - saprofytter og opportunistiske mikroorganismer, og derfor kan de bli en kilde til en smittsom sykdom. Men generelt sett bør deres rolle i biologien til dyr og mennesker vurderes som positiv.

I hverdagen er melkesyrebakterier utbredt og ofte brukt. De brukes når man spiser kefir, yoghurt, melkesyreprodukter kjøpt i butikk, og på apotek kjøper de medisiner for å gjenopprette tarmmikrofloraen etter å ha tatt antibiotika.

Overvektige mennesker husker de mirakuløse mikroorganismene som finnes i kefir, og noen kvinner sparer på kosmetikk ved å ty til den terapeutiske effekten av melkesyremikroorganismer.

Melkesyrebakterier er en gruppe mikroorganismer som fermenterer karbohydrater for å danne hovedsakelig melkesyre. Men blant melkesyrebakterier er det også patogene og opportunistiske. Det finnes utenlandske data om usikkerheten for mennesker av sporedannende melkesyrebakterier (B. cereus og B. antracis). Noen melkesyrebakterier bestemmer aromaen og smaken til fermenterte melkeprodukter, for eksempel aromatiske streptokokker (Streptococcus diacetilactis, Streptococcus citrovorus, etc.), og danner også karbondioksid, syrer og aromatiske stoffer. Mikrofloraen til fermenterte melkeprodukter, som koumiss, syntetiserer vitaminene C, Bl, B2. Noen viktige trekk ved Lactobacterium acidophilus-stammen, ifølge Brassort (USA), inkluderer dens evne til å overleve når den passerer gjennom den menneskelige mage-tarmkanalen og produsere antimikrobielle komponenter. Det er funnet at denne stammen forbedrer symptomer assosiert med bakteriell overvekst i tynntarmen hos pasienter med kronisk nyresykdom og massiv diaré. I tillegg reduserer det hos mennesker nivået av enzymer assosiert med omdannelsen av prokarsinogener til kreftfremkallende stoffer. Propionsyrebakterier (slekten Propionibacterium) brukes i produksjonen av løpeost. Som et resultat av deres vitale aktivitet dannes propionsyre og dens salter, som er mugghemmere. Noen arter (Propionibacterium shermanu) brukes for å få vitamin B2. Tarmbakterier av slekten Bifidobacterium er av største betydning for menneskers helse. De opprettholder den normale balansen av intestinal mikroflora, og er hemmere av patogene mikroorganismer; har immunmodulerende aktivitet; redusere kolesterolnivået og konsentrasjonen av potensielt skadelig ammoniakk og aminer i blodet; har antitumoraktivitet assosiert med en reduksjon i det kvantitative innholdet av pro-kreftfremkallende stoffer, og er også i stand til å absorbere kreftfremkallende stoffer dannet under steking av kjøtt; delta i syntesen av vitaminer og andre biologisk aktive stoffer (tiamin, riboflavin, gruppe K), aminosyrer og enzymer (lysozym og kaseinfosfatase). Det ble funnet at Bifidobacterium lactis oppnår et høyt antall celler, som forbedrer smaken av produkter og er motstandsdyktige mot en sur reaksjon fra miljøet, som et resultat av at de har høye klebeegenskaper, dvs. overlevelse i mage-tarmkanalen under mikrobiell transformasjon. Acidofile bakterier kan produsere sine egne antibiotika som undertrykker E. coli, dysenteribakterier, salmonella, koagulasepositive stafylokokker, etc. ; ha en målrettet effekt på enkelte metabolske prosesser som er viktige for å akselerere restitusjonen og øke kroppens yteevne. Disse mikroorganismene, som slår rot i den menneskelige tarmen, bidrar til å redusere veksten av patogene mikroorganismer, noe som forhindrer utviklingen av forråtnende og fermentative prosesser. I tillegg hjelper acidophilus bacillus kroppen til å assimilere melkeprotein, som er preget av en økning i surhet og favoriserer absorpsjon og assimilering av kalsiumsalter i menneskekroppen. Termofile streptokokker gir produktene en tett konsistens og en ren surmelksmak. Styrking av visse immunindikatorer tilsvarer immunstatusen til dyret og menneskekroppen. Fermenterte melkedrikker har høye kostholds- og medisinske egenskaper. Disse egenskapene har vært kjent i lang tid. Den store russiske fysiologen I.I. Mechnikov tilskrev bulgarernes lang levetid til det høye forbruket av yoghurt. Inntak av fermenterte melkedrikker forbedrer menneskers helse, øker motstanden mot infeksjoner og dannelse av svulster. Acidofile drikker brukes til behandling av gastrointestinale sykdommer, kolitt, kolecystitt, tuberkulose, furunkulose, astma hos spedbarn. Kumis og kuranga brukes i behandlingen av ikke-helende sår, gastrointestinale sykdommer og astma. De helbreder ikke bare mage-tarmkanalen, men har også en gunstig effekt på nervesystemet og stoffskiftet. Produkter laget av melkesyrefermenteringspatogener anbefales for dyspepsi, forstoppelse, anemi, ondartede svulster, utmattelse, tap av appetitt, forebygging av andre sykdommer. Så vi ser at på grunn av dens kjemiske sammensetning, så vel som surdeigen som brukes i produksjonen, har meieriprodukter en høy fysiologisk verdi og anbefales derfor til daglig ernæring.

I dag er slike klassiske kulturer av melkesyrebakterier som Streptococcus thermophilus, Lactobacterium delbrucku subsp. lactis, Lactobacterium delbrucku subsp. bulgaricus (yoghurtvekster), spesialvekster som Lactobacterium acidophilus, Lactobacterium casie subsp. rhamnosus, samt bifidobakterier Bifldobactirium lactis, Bifidobactirium longum. De brukes i bioindustrien både uavhengig og i kombinasjon med andre melkesyrebakterier. For eksempel tilsettes ikke bare spesielle yoghurtkulturer til yoghurt, men også bifidobakterier, aromadannende bakterier eller acidophilus-pinner. Mange stammer av avlinger som brukes i meieriindustrien er probiotika. De har en stimulerende og regulerende effekt på kroppen og har antagonistiske egenskaper som påvirker de patogene og opportunistiske mikroorganismene i mage-tarmkanalen.

De mest studerte antimikrobielle stoffene som skilles ut av probiotika er gruppen av antibakterielle peptider – bakteriociner, forskjellige i aktivitetsnivå, spektrum og virkningsmekanisme (Cascales et al., 2007). De brytes lett ned av enzymer i fordøyelseskanalen og antas derfor å erstatte tradisjonelle kjemiske konserveringsmidler (Nes et al., 2007). Lactococcus lactis danner bakteriocin, nisin, som med suksess har blitt brukt til å øke holdbarheten til mat i næringsmiddelindustrien i mange land i over 50 år (Cleveland et al., 2001). Men anvendelsen er begrenset av et relativt smalt spekter av antimikrobiell virkning, kun rettet mot gram-positive bakterier, og fremveksten av resistente former blant matbårne patogener (Kaur et al., 2011).

Det er fastslått at probiotiske stammer av mikroorganismer har en mangefasettert effekt. For eksempel har probiotika vist seg å være gunstig for diaré forårsaket av clostridia eller rotavirus, så vel som antibiotika eller kjemoterapirelatert diaré. Det er ingen tvil om at probiotika er i stand til å påvirke visse immunologiske parametere, for eksempel å øke aktiviteten til fagocytter (makrofager) og lymfocytter.

Det er bevist at under påvirkning av probiotika, reduseres konsentrasjonen av giftige stoffer i menneskekroppen, aktiviteten til kreftfremkallende enzymer, og fordøyeligheten av laktose forbedres (spesielt viktig for personer som har dens intoleranse).

Probiotika har også andre vitenskapelig baserte helbredende egenskaper: forebygging av infeksjonssykdommer, osteoporose, bedring av allergiske og autoimmune sykdommer, senking av kolesterolnivået, regulering av gastrointestinal motilitet.

Produktet (kefir) oppnådd fra melkesoppen forblir interessant for studier - dette er en symbiotisk gruppe av bakterier og mikroorganismer av slekten Zoogloea, brukt til å oppnå et meieriprodukt kjent som kefir. Den er også kjent under navnene "tibetansk sopp", "melkesopp", "sopp av indiske yogier" (i Hviterussland).

Melkesopp er et resultat av en symbiose av rundt ti forskjellige mikrober som vokser og formerer seg sammen. Soppen inneholder:

• eddiksyrebakterier,
• laktobaciller,
• melk gjær.

Kefirproduktet, som vises som et resultat av melkesoppens vitale aktivitet, er et produkt av både melkesyre og alkoholgjæring. Kefir inneholder ikke bare melkesyre, men også alkohol og karbondioksid.

Det resulterende produktet har en sterk sokogonny effekt, fordi det inneholder melkesyre, alkohol, karbondioksid og kasein. Melkesyre gir drikken ikke bare visse smakskvaliteter, men bestemmer også dens kostholdsmessige og forebyggende egenskaper. Resultatet av arbeidet er aktivering av frigjøring av fordøyelsesenzymer i tarmkanalen og stimulering av deres handling. Takket være melkesyre øker absorpsjonen av fosfor og kalsium i kroppen.

Den gunstige effekten av kefir skyldes dens undertrykkende virkning mot en rekke mikroorganismer, inkludert patogener. Denne effekten av kefir skyldes evnen til å produsere melkesyre og stoffer (hydrogenperoksid, eddiksyre, benzosyre, etc.) som stopper utviklingen av skadelige bakterier i tarmen, som som regel fører til hemming av forråtningsprosesser og opphør av dannelsen av giftige forfallsprodukter.

Som følge av melkesyre og alkoholgjæring øker innholdet av de fleste vitaminer i fermenterte melkeprodukter, med unntak av niacin. Kosmelk er lettere å fordøye enn naturlig melk på grunn av endringer i hovedbestanddelene i melk, så personer som lider av fordøyelsesbesvær av laktose kan konsumere fermenterte meieriprodukter uten risiko for tarmsykdommer, siden mengden laktose i slike produkter reduseres til en minimum på grunn av virkningen av mikrofloraen til startkulturen.

Kefir akkumulerer antibakterielle stoffer, organiske syrer, enzymer, frie aminosyrer, vitaminer. Ernæringsverdien til kefir bestemmes av innholdet av karbohydrater, proteiner, mineralsalter og vitaminer i dem, som er i en lett assimilert form for menneskekroppen. Kefir inneholder ca 250 forskjellige stoffer, 25 vitaminer, 4 typer melkesukker, pigmenter og en stor mengde enzymer. Næringsstoffer fra kefir absorberes ikke bare godt selv, men stimulerer også absorpsjonen av næringsstoffer fra andre matvarer.

Bakteriene i kefir oppmuntrer immunsystemet til å mobilisere alle kroppens krefter for å bekjempe kreftceller. Mikroorganismer av fermenterte melkeprodukter spiller en viktig rolle i en tydelig proporsjonal akkumulering av næringsstoffer.

Forskernes nære oppmerksomhet ble trukket til polysakkaridene i kefir. Forskningsresultater indikerer at kulturen av melkesopp nøytraliserer giftstoffer i kroppen og senker nivået av kolesterol i blodet. Dermed er kefir et utmerket profylaktisk middel mot langsiktige effekter på kroppen av giftige stoffer og sykdommer i det kardiovaskulære systemet. Av denne grunn må røykere, diabetikere og overvektige definitivt inkludere kefir i kostholdet.

Laboratorieforsøk har vist at melkesyrebakterier, inneholdt i store mengder i kefir, nøytraliserer virkningen av de såkalte enzymene, som er hovedskyldige for spredning av kreftceller i tarmen. Det er bevist at melkesyrebakterier hindrer utvikling av bryst- og tykktarmskreft, og bidrar også til behandlingen av disse sykdommene. Forskere mener at daglig inntak av kefir i mengden 500 gram er et effektivt tiltak for forebygging av kreft.

Basert på resultatene av studier av mange forfattere, kan det hevdes at kulturer av mikroorganismer som er en del av kefirproduktet til melkesoppen kan brukes i bioteknologi i produksjon av probiotiske preparater som brukes til å forhindre sykdommer i mage-tarmkanalen av dyr og til og med mennesker.

abstrakt

Melkesyrestreptokokker

1. Generelle begreper om melkesyrebakterier

Melkesyrebakterier, mikrober som forårsaker melkesyregjæring i melk (meieriprodukter), som kommer til uttrykk ved gjæring av melkesukker til melkesyre; på grunn av syredannelsen oppstår melkekoagulering. Melkesyrebakterier inkluderer staver og kokker. De førstnevnte tilhører de acidofile basillene og har deres egenskaper; i henhold til klassifiseringen til Lehmann og Neumann, danner basiller, sammen med andre acidofile basiller, gruppen "Plocamobacteria", og ifølge Heim og Schlirf (Heim, Schlirf) - gruppen av acidobakterier. I følge den amerikanske klassifiseringen (Bergey) danner alle melkesyrebasiller en spesiell art - Lactobacil-laceae. De viktigste representantene for gruppen er dere. bul-garicus, du. caucasicus og andre. Mechnikov deg. bulgaricus har blitt foreslått å erstatte den "ville" tarmfloraen hos mennesker; Bact. mazun, 2,7-21 m lang og 1 - 1,1 m bred, ubevegelig, gram-positiv pinne; vokser ikke på vanlige næringsmedier; på myseagar danner kolonier med ujevne kanter og hårete avkom i miljøet. Funnet i matsuna, et meieriprodukt laget i Armenia. Tilsynelatende identisk med LactobaC. caucasicus.-L actobac. lactis acidi Leichmann. I tillegg til de som er oppført, inkluderer melkesyrebakterier Lactobacillus Boas-Op p 1 e g i, som finnes i mageinnholdet, hovedsakelig i magekreft; Lactobacillus helvetieus (syn. Bac. Casei Freudenreich "a), isolert fra sur melk og oster; Lactobacillus bu-sae asiaticus (Bact. Busae asiaticae Tschekan), isolert fra buza, og andre. - En mikrobe som oftest forårsaker sur melk i kaldt vær, er Streptococcus acidi lactici (Grotenfeldt) eller, i henhold til den amerikanske klassifiseringen, Streptococcus lacticus (Lister) Lonis. For å oppnå best mulig vekst av alle typer melkesyremikrober, anbefaler Omelyansky Kohendy agar: 1 liter melk kokes til 5 minutter tilsettes 1,5 cm3 saltsyre og den resulterende mysen alkaliseres lett og 300 cmg vann, 3 g gelatin, 15 g pepton og 20 loons tilsettes til 1 l. Blandingen varmes opp i en autoklav, filtreres og sterilisert.Melkesyrebakterier er av stor betydning i meieriindustrien, siden de deltar i dannelsen av ulike melkesyreprodukter (stråmelk, laktobaciller, rømme, cottage cheese, oster, kefir, koumiss, etc.).

I naturen finnes melkesyrebakterier på overflaten av planter (for eksempel på blader, frukt, grønnsaker, korn), i melk, ytre og indre epiteliale integumenter hos mennesker, dyr, fugler, fisk (for eksempel i tarmene) , vagina, på huden, i munnen, nesen og øynene). I tillegg til sin rolle i produksjonen av mat og fôr, spiller således melkesyrebakterier en viktig rolle i dyreliv, landbruk og normalt menneskeliv. Virkningen av den akselererte industrialiseringen av produksjon av melkesyrebakterier basert på et lite antall plantetilpassede stammer, men det naturlige mangfoldet av disse bakteriene og menneskers helse forblir uutforsket.

Vår kunnskap innen mikrobiologi, genetikk og biologi av melkesyrebakterieplasmider går raskt fremover. Forskning avdekker de molekylære mekanismene for genoverføring, kontroll og ekspresjon.

Lactococcus lactis og Lactococcus cremorisprimært melkesyrebakterier av slekten Streptokokker... Disse organismene utvikler seg naturlig i melk og var blant de første slektene av melkesyrebakterier som ble studert av mikrobiologer. De er i stand til å ha en N antigen struktur i celleveggen.

Deres rolle i melkesyregjæring og deres nytte som startkultur har fornyet interessen for mikrobiologi og genetikk, spesielt med den siste utviklingen av genoverførings- og kloningssystemer. Disse funnene gir en mulighet til å veilede genetiske forbedringer i eksisterende startkulturer som brukes i meieriindustrien. Denne tilnærmingen utfyller klassiske kulturforbedringsprogrammer for å øke bakteriofagimmuniteten, etablere påliteligheten og aktiviteten til kulturen samtidig som uønskede egenskaper elimineres. Bruken av mikroorganismer av matkvalitet som hovedbakterier for å lage genetisk konstruerte proteiner gir et ekstra insentiv for mer detaljert genetisk analyse.

2. Klassifisering

Melkesyrebakterier, en gruppe mikroorganismer som fermenterer karbohydrater med dannelse av hovedsakelig melkesyre.

Klassifiseringen av melkesyrebakterier er ikke tilstrekkelig utviklet. Egenskapene til bakterier kan variere betydelig, noe som gjør det vanskelig å klassifisere dem. Avhengig av arten av produktene som dannes under fermenteringen av heksoser, er melkesyrebakterier delt inn i homoenzymatiske og heteroenzymatiske. Under fermentering av sukker danner homofermentative bakterier hovedsakelig melkesyre og små mengder fumarsyre og ravsyre, flyktige syrer, etylalkohol og karbondioksid; heterofermentative - sammen med melkesyre danner de betydelige mengder eddiksyre, etylalkohol, karbondioksid og andre produkter, ved å bruke 50% sukker til dette. Oftest, når man klassifiserer, tas formen på cellene i betraktning, forutsatt at kulturene studeres i en viss alder og miljø. Inndelingen i typer er også basert på tegn på karbohydratgjæring, behovet for matkilder, og den optiske rotasjonen av melkesyre er tatt i betraktning. Den første vitenskapelige klassifiseringen av melkesyrebakterier ble utviklet av den nederlandske forskeren Orla-Jensen i 1919. Melkesyrebakterier er kombinert i Lactobacillaceae-familien, som er delt inn i underfamilien Lactobacilleae (slekten Lactobacillus) og Streptococceae (genera Streptococceae, Peptonococcus). I vinproduksjon er melkesyrebakterier utbredt, som tilhører 3 slekter: Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc.

Melkesyrebakterier, som kommer inn i mage og tarm, blir en integrert del av mikrofloraen i slimhinnen. Dette gjelder spesielt for bifidobakterier. Noen bakterier produserer enzymer som bryter ned proteiner til enkle forbindelser, noe som letter bedre absorpsjon av mat. Andre produserer antibiotika, som gir det fermenterte melkeproduktet terapeutiske og profylaktiske egenskaper.
Bakteriekulturer er termofile (termofile) og mesofile (kaldelskende). Termofile bakterier er mer aktive enn mesofile bakterier. Navnene på melkesyreprodukter som inneholder levende bakterier har vanligvis prefiksene "bio", "acido", "bifido", "lakto". Ulike bakterier har ulik effekt på kroppen. Nyere taksonomiske studier har revidert arten innenfor slekten Streptokokkerog introduserte endringer som påvirker mesofile startermelkkulturer. På grunn av likhetene mellom S. lactisog S.cremoris, 9. utgave av Bergi's Handbook of Systematic Bacteriology (bind 2) gruppert S. lactis, S. diacetylactis, og S. cremorisi en variant (slekt): S. lactis... Garvey og Ferrow foreslo å utpeke underartene S. lactis, S. diacetylactis og S. lactis cremoris.

Men i 1985 foreslo Schleifer et al. at streptokokker laktose skulle klassifiseres innenfor en ny slekt, Laktokokkerbasert på studier av nukleinsyrehybridisering, immunologisk superoksiddismutase, lipoteichoic acid-strukturer, prøver av lipid-, fettsyre- og menokinonsammensetning. Slekt Laktokokkerble godkjent av International Union of Microbiological Societies i 1986. Nå under den nye nomenklaturen S. Lactis, S. Diacetylactis, S. cremorisbetegnet som Lactococcus lactis,Lactococcus lactis diacetylactisog Lactococcus lactis cremoris.

Sendin foreslo at en av klanene Lactococcus lactis, som bruker sitrat for å lage diacetyl, ble navngitt Lactococcus lactis diacetylous... Siden melkesyrelaktobaciller er så mye brukt i meieriindustrien, er den foreslåtte terminologien svært gunstig.

... Morfologi

Etter formen på cellene er melkesyrebakterier delt inn i kokkel og stavformede. Diameteren til kokkeformene er fra 0,5-0,6 til 1 mikron; de er arrangert enkeltvis, i par eller i form av kjeder av forskjellige lengder. Staveformede bakterier er forskjellige i form - fra korte kokkoider til lange trådformede av forskjellige lengder (fra 0,7-1,1 til 3,0 - 8,0 mikron), lokalisert enkeltvis eller i kjeder (se fig.). Formen på cellene er betydelig påvirket av sammensetningen av mediet og dyrkingsforholdene. Dannelsen av langstrakte stavformede celler observeres under utvikling i miljøer som inneholder etylalkohol, med høy aktiv surhet, i miljøer med mangel på vitamin B12 under påvirkning av ioniserende stråling. Melkesyrebakterier som finnes i vinproduksjon er for det meste immobile, danner ikke sporer, pigmenter, flekker positivt i henhold til Gram, reduserer ikke nitrater til nitritter, er preget av inaktiv katalase. Celleveggene er et homogent elektrontett lag 15-60 mikron tykt. Den cytoplasmatiske membranen kan ha en to- eller trelags tykkelse på 75-85 A. I cytoplasmaet til melkesyrebakterier finnes ribosomer med en diameter på ca. 150 A, en region av kjernemateriale (nukleoid), som består av tynne tette filamenter 20-25 A brede, identifisert med deoksyribonukleinsyre.

4. Funksjoner ved genomet til melkesyrebakterier, deres historiske perspektiv

Observasjonene av bakteriologer, som ble startet på 1930-tallet, var grunnlaget for den nåværende utviklingen i mikrobiologien og genetikken til melkesyrebakterier.

Når du isolerer noen stammer L. Lactisustabilitet og irreversibelt tap av evnen til å bryte ned laktose (Lac), samt egenskapene til proteinase (Pro) aktivitet ble notert.

Senere, på 1950-tallet, beskrev Knuthman og Sworfling en ustabilitet til bruk av sitrat. Mekanismene for det irreversible tapet av disse viktige melkesyreegenskapene var på det tidspunktet ukjente og ventet på fremtidig avklaring.

En studie som beskrev de første genoverføringssystemene ble rapportert så tidlig som i 1962. Moiler-Madsen og Jenson transformerte (transformerte) L. lactistil evnen til å bruke sitrat og produsere maltaroma, mens Sendin et al. brukte virulente bakteriofager for å oppnå streptomycinresistens mot L. lactisC2 samt tryptofans uavhengighet fra L. lactis18-16. Dette var nødvendig for at genetisk utveksling skulle spille en betydelig rolle i å endre startkulturen, men det irreversible tapet av metabolske egenskaper kunne ikke forklares før om 10 år.

Ledende genetisk forskning ble initiert på begynnelsen av 1970-tallet av McKay og ansatte ved University of Minnesota. Etter observasjoner av McKay et al. , at laktobaciller lett gikk tapt etter at cellene deres ble behandlet med acriflavin, et mye brukt mutagen og plasmid-behandlingsmiddel, ble det antatt i 1972 at de ustabile forbindelsene ble kodet av DNA-plasmider. I 1974 ble tilstedeværelsen av plasmider i laktobaciller registrert, noe som ga opphav til en ny æra med forskning på disse organismene.

Etterfølgende studier har klart fastslått utbredelsen og betydningen av laktobacilli-plasmider i melkesyregjæring. Plasmider er nå kjent for å kode for en rekke egenskaper, inkludert nedbrytning av karbohydrater (laktose, galaktose, glukose, sukrose, mannose og xylose); proteinaseaktivitet; bruk av sitrat; restriksjons- og modifikasjonssystemer, fagadsorpsjon, resistens mot faginfeksjon og andre forsvarsmekanismer mot bakteriofager; motstand mot ultrafiolett stråling; virkningen av cellevegg-antigener; lavlandsproduksjon og dens bærekraft; bakteriocin produksjon og resistens; produksjon av diplococci og immunitet mot dem; og også viskositet.

Forbedrede metoder for plasmidanalyse har også fremmet studiet av laktobacilli-plasmider. Tidligere har plasmidstudier brukt elektronmikroskopi, en tidkrevende og kjedelig teknikk, for å karakterisere massen og antallet plasmider i en bestemt tilstand. I 1978 utviklet Kleinheimer et al. en rask metode for å skille ut melkesyrebakterieplasmider og brukte agargelelektroforese for å visualisere plasmidene, og dermed forenkle deres raske og praktiske analyse. De siste årene har det dukket opp mange andre prosedyrer for isolering av plasmider (spesielt store), som er vanlige hos laktobaciller, som har gjort analysen mye enklere.

På slutten av 1970-tallet og begynnelsen av 1980-tallet ble genoverføringssystemer utviklet og var allerede i drift, mens mikrobiologisk, fysiologisk og teknologisk forskning på disse organismene fortsatt pågikk.

Transduksjon spilte en viktig rolle i tidlig genetisk forskning og kan være av stor betydning i studiet av kromosomale gener. Transduksjon av plasmidkodede laktobaciller ved bruk av milde bakteriofager fra L. lactisble opprinnelig beskrevet av McKay et al. i 1973. Under transduksjon av plasmidkodede laktobaciller eller proteinasevirkning oppstår Lac/Prt-plasmidsammentrekningene observert i plasmider. Årsaker som fører til transduktiv sammentrekning i Lac / Prt plasmider L. lactisble identifisert av Gasson. Omfattende begrensninger og eksklusjonsanalyser indikerte at den transduserende sammentrekningen av Lac/Prt-plasmider var forårsaket av spesifikke delesjoner.

I 1979 rapporterte Hesson og Davis og Kempleton og McKay om konjugasjonsprosessen til laktobaciller. Snart har høyfrekvente konjugasjonsoverføringssystemer L. Lactis712 og L. lactisML3-er assosiert med unik cellekompleksdannelse er observert av Craison, Walt og McKay. Under konjugasjonsoverføringen av laktobacilli-plasmidene ble fusjon av replikoner og dannelse av underenheter observert. I 1984 slo Andersen og McKay fast at underenheter ble dannet fra fusjonen av to plasmider, og at de er mer sannsynlig å gjennomgå en høyere fusjonsfrekvens i sekundær konjugering. Det ble lagt til grunn at det er et mellomledd i sammenslåingen. I tillegg var den reversible regionen ansvarlig for ekspresjonen (uttrykket) av gener som kontrollerer celleklumping.

I 1987 isolerte og karakteriserte Polzin og Shimizu-Kadota innsettingssekvensene involvert i den konjugative dannelsen av ML3. Lactobacillus-plasmidet i ML3 inneholdt to kopier av sekvensinnskuddene, 1SS1S, som lignet 1S26-sekvensene til gramnegative bakterier. Ha L. lactis712, kromosomalt bestemt plasseringen av kjønnsfaktoren, som, i stedet for plasmider, var ansvarlig for høyfrekvent konjugasjonsoverføring i laktobaciller.

I 1980 utviklet Geisson metoder for dannelse og reparasjon av protoplaster, og bruk av protoplaster for å lykkes med å rekombinere og overføre gener gjennom protoplastfusjon. Deretter, i 1982, brukte Geis, Kondo og McKay med suksess protoplaster for polyetylen-indusert transfeksjon og følgelig transduksjon. I 1986 ble alle celler elektroporert, og i 1887 beskrev Sanders og Nickleson polyetylenglykol-indusert transformasjon av alle celler. Transformasjonen og utviklingen av effektive elektroporasjonsteknikker ble tatt opp igjen senere.

Utviklingen av effektive genoverføringssystemer, spesielt konjugering og transformasjon, spredning av plasmider blant laktobaciller har gitt genetisk bevis for redigering av forskjellige fenotypiske egenskaper til diskrete plasmider. Overføring av ønskelige gener til verter som mangler dem er også av kommersiell interesse.

Transformasjon spilte også en nøkkelrolle i utviklingen av genkloningsmetodikk og molekylære studier av genuttrykk. To kloningsstrategier ble brukt: kloning direkte inn i laktobaciller og bruk av skyttelvektorer for å klone heterogene verter som, Sanguis Streptococcus, Bacillus subtilisog Escherichia coli.

Molekylær forskning ble utført ved hjelp av genetiske verktøy som nå er blitt tilgjengelige. De Vos, van der Vossen og andre fant at organiseringen av sekvensen av ribosomale regioner, promotoren, samt termineringssekvensene til noen gener av laktobaciller ligner på andre gram-positive bakterier. I tillegg fant Kok et al. at proteinasesekvensen signaliserer L. cremorisWg2 var lik serinproteaser i familien subtilisin.

og 1980 var assosiert med utvikling og modning av stadier av genetikk av laktobaciller. Bruken av genetiske verktøy har avklart mange interessante aspekter ved disse organismene.

5. Reproduksjon

Melkesyrebakterier formerer seg ved celledeling, noen ganger snøring. Prosessen med reproduksjon av noen melkesyrebakterier ved hjelp av gonidier er beskrevet, der korn (gonidier) dannes i endene av stengene, øker i størrelse, strekker seg og blir til staver, samt dannelsen av melkesyre filtrerbare former i bakterier. Japanske forskere har bevist tilstedeværelsen av sporulering i melkesyrebakterier.

... Vekst og utvikling

Ulike faktorer påvirker veksten og utviklingen av melkesyrebakterier.

Karbonnæring... De viktigste energikildene for melkesyrebakterier er mono- og disakkarider (glukose, laktose, sukrose, maltose), samt organiske syrer (sitron, eple, pyrodruesyre, fumarsyre, eddiksyre og maursyre) i en konsentrasjon på 30-50 μg / ml. Av fettsyrene stimuleres veksten av melkesyrebakterier av oljesyre, linolsyre og også linolensyre. I fravær av fermenterbare karbonholdige substrater kan melkesyrebakterier bruke aminosyrer som energikilde. Noen stammer fermenterer polysakkarider.

Nitrogen ernæring... Et betydelig antall melkesyrebakterier er ikke i stand til å syntetisere organiske former for nitrogen og trenger derfor vekst i deres nærvær i miljøet; bare noen av melkesyrebakteriene bruker mineralske nitrogenforbindelser til syntese av en rekke organiske forbindelser. En rekke aminosyrer er nødvendige for tilfredsstillende vekst av melkesyrebakterier: arginin, cystein, glutaminsyre, leucin, fenylalanin, tryptofan, tyrosin, valin.

Vitaminer... Alle typer stavformede bakterier trenger pantotensyre, biotin, nikotinsyre, og de heterofermentative trenger også tiamin. Kravene til purinbaser og tiamin er relatert til kravene til aminobenzosyre eller folsyre.

Uorganiske forbindelser... For vekst og utvikling av melkesyrebakterier trenger de forbindelser av kobber, jern, natrium, kalium, fosfor, jod, svovel, magnesium og spesielt mangan.

Alkoholer... Melkesyrebakterier er motstandsdyktige mot høye konsentrasjoner av alkohol. Tilpasningsevnen til utvikling ved høye alkoholkonsentrasjoner er en karakteristisk egenskap som deles mye av både heteroenzymatiske og homoenzymatiske bakterier. Melkesyrebakteriestammer med høy syredannende energi er også preget av maksimal motstand mot alkohol. Unge kulturer formerer seg raskest i medier med høyt alkoholinnhold. Med alderen avtar reproduksjonshastigheten deres i disse miljøene naturlig. Jo mer alkohol mediet inneholder, jo langsommere går reproduksjonen. Den deprimerende effekten av høye konsentrasjoner av alkohol på melkesyrebakterier er mer akutt ved høye temperaturer. På mangelfulle næringsmedier, hvor utviklingen av melkesyrebakterier hemmes, reduseres motstanden mot alkohol betydelig. Langvarig dyrking av bakterier med gjær øker deres motstand mot alkohol. Levetiden til melkesyrebakterier uten gjensåing i alkoholholdige medier (f.eks. i vin) er 2-4 ganger lengre enn i samme medier uten alkohol. Dette skyldes at bakterier formerer seg saktere i alkoholholdige medier og akkumulerer gjæringsprodukter. I klare viner under laboratorieforhold ved romtemperatur, overlevde melkesyrebakterier i mer enn 7 måneder. I utgangspunktet undertrykker alkohol funksjonen til celleproliferasjon; vekstfunksjonen undertrykkes mindre. Alkohol i mange arter, spesielt når de utvikler seg på medier som dårlig gir dem næring, forårsaker en økning i cellestørrelsen i lengden; noen ganger tar de form av lange, buede filamenter.

Form for celler av melkesyrebakterier: a - kokker - Leuconostoc oenos (x 6000); b - Pediococcus cerevisiae (x 5000); b-pinner - Lactobacillus casei (x 8500); d - Lactobacillus brevis (x 5500)

PH verdi... Melkesyrebakterier kjennetegnes ved en pH-terskel for bruk av eplesyre og sukker. Optimal pH-grense for vekst for bakterier isolert fra vin er 4,3-4,8, nedre grense for pH-verdi ved bruk av sukker og eplesyre er 2,9-3,0. I unntakstilfeller er pH 2,85 og 2,78. Den optimale pH-verdien for malolaktisk gjæring er 4,2-4,5. Over pH 4,5 bremses malolaktisk gjæring.

Temperatur... De fleste melkesyrebakterier vokser i en relativt smal temperatursone, noe som påvirker veksthastigheten, transformasjonen, samt deres ernæringsmessige behov. melkesyrebakterier isolert fra vin er mesofile; de formerer seg ikke ved 45 ° C, og den optimale temperaturen for deres vekst er nær 25 ° C-30 ° C. Temperaturer under 15 ° C reduserer dramatisk hastigheten på malolaktisk gjæring. Små doser oksygen oppløst i vin stimulerer utviklingen av melkesyrebakterier. De tilhører gruppen av mikroaerofile mikroorganismer.

Svovelholdig anhydrid er en hemmer av melkesyrebakterier. Dens toksisitet avhenger av den titrerbare surheten til mediet. Den øker betydelig ved lavere pH-verdier. Bunne former for SO2 hemmer melkesyrebakterier, men denne effekten er mye høyere når SO2 er i fri tilstand. Mer påvirker reproduksjonen av bakterier enn malolaktisk gjæring. Ved en konsentrasjon av bundet SO2 på 90-120 mg / dm3 er malolaktisk gjæring i viner med en pH på 3,2-3,3 praktisk talt umulig.

... Melkesyrestreptokokker

Melkesyrestreptokokker inkluderer mesofile streptokokker Streptococcus lactis, Str. cremoris og dufter Str. diacetilactis, Str. acetoinicus, Str. paracitrovorus (Leuconostoc citrovorum), Str. citrovorus (Leuconostoc citrovorum); termofile Str. thermophilus; enterokokker (melkesyrestreptokokker av intestinal opprinnelse) Str. liquefaciens, Str. faecalis, Str. zymogenes, Str. faecium, Str. durans, Str. bovis.

Dette er grampositive kokker (fig. 27), som danner korte eller lange kjeder. Immobile, ikke danner sporer og kapsler. De tilhører fakultative anaerobe mikroorganismer (mikroaerofile). De fleste av dem har ikke proteolytisk aktivitet og danner ikke katalase. De forårsaker nedbrytning av karbohydrater på en homo- eller heteroenzymatisk måte (en slik deling er assosiert med mengden biprodukter oppnådd under melkesyregjæring - flyktige syrer, etere, alkohol, diacetyl, etc.).

Mesofile streptokokker... Mesofile melkesyrestreptokokker av kefir-sopp er ikke en homogen gruppe. Den består av aktive syredannere (Streptococcus lactis, Streptococcus. Cremoris) og aromaterapistreptokokker (Leuconostoc citrovorum og Leuconostoc dextranicum).

For tiden anses Streptococcus lactis og Streptococcus cremoris som en konstant og mest aktiv del av mikrofloraen til kefirsopp, og gir en rask økning i surheten til startkulturen i de første timene av gjæring.

Aromadannende streptokokker er involvert i dannelsen av en spesifikk smak og aroma av kefir, og med overdreven utvikling kan de forårsake gassdannelse .. lactis (melkesyrestreptokokker). Cells Str. lactis er runde, arrangert i form av ovale, parvis sammenkoblede celler (diplococci) eller korte kjeder. Når den vokser på overflaten av faste næringsmedier, danner det små, duggvåte kolonier; dype kolonier båtformet eller i form av linser. Vokse godt i nærvær av glukose eller laktose. På hydrolysert agar med kritt dannes klare soner rundt koloniene (som følge av frigjøring av melkesyre løses kritt opp). Hydrolysert melk er et gunstig miljø for utvikling av streptokokker. Vekst på blodagar tilhører gammatypen. Den optimale veksttemperaturen er 30 ° C. Ved denne temperaturen stivner de melk på 10-12 timer Ostemassen er jevn, tett, med en stikkende konsistens, har en ren fermentert melkesmak og aroma. Noen raser (varianter) danner en klump med tyktflytende konsistens og er derfor uegnet for produksjon av de fleste fermenterte melkeprodukter. Str. lactis gjære aldri rhamnose, sukrose, raffinose. Kasein brytes ofte ned. Den begrensende surheten skapt i melk under dyrkingen av Str. lactis, svinger mellom HO - 120 ° T (noen ganger 130 ° T), men det er også inaktive stammer, hvis maksimale surhet når 90-100 ° T i melk. Noen varianter av Str. lactis produserer det svært aktive antibiotikumet nisin. Visse stammer av melkesyrestreptokokker kan forårsake defekter i meieriprodukter: trådighet, bitterhet (på grunn av peptonisering av melk), etc. cremoris (kremaktig streptokokk). Det skiller seg fra Str. lactis ved at cellene ofte er ordnet i kjeder. Formen og størrelsen på koloniene er lik formen og størrelsen på koloniene i Str. laktis. Optimal utviklingstemperatur Str. cremoris 20-25 ° C, maksimalt 35-38 ° C. Etter 12 timer i melk danner den en sterk klump med kremet konsistens. Den begrensende surheten dannet av Str. cremoris i melk, PO-115 ° T. De enzymatiske egenskapene er også identiske. Str. cremoris skiller seg fra Str. lactis ved sin evne til å fermentere maltose, dekstrin, sukrose. Str. cremoris vokser ikke ved 40 ° C i et medium med 4 % NaCl ved pH 9,2. Str. cremoris bryter ikke ned kasein og noen ganger salicin.

melkesyregjæringsbakterier homofermentative

Termofile streptokokker

Denne gruppen av mikroorganismer har lenge blitt ignorert av forskere av mikrofloraen til kefir-sopp. Det ble antatt at siden produktet produseres ved relativt lave temperaturer, burde det ikke være noen termofile mikroorganismer i det. Antallet av disse mikroorganismene øker kraftig med en økning i dyrkingstemperaturen. Rollen til termofile melkesyrepinner i kefir surdeig og kefir, er tilsynelatende ganske betydelig. Denne gruppen manifesterer seg i alle tilfeller av brudd på modusene for dyrking av sopp - en økning i temperatur, en økning i eksponering, etc. Dens intensive utvikling i fermenteringen fører til en overdreven økning i surhet og til undertrykkelse av mesofile melkesyrestreptokokker.
Disse inkluderer Streptococcus thermophilus. Termofile streptokokker, sammenlignet med mesofile, utvikler seg bedre ved høye temperaturer. Termofile streptokokker, i motsetning til mesofile streptokokker, fermenterer sukrose. Derfor, for å isolere dem fra inokulumet, tilsettes sukrose til det karbohydratfrie næringsmediet. Formen og arrangementet av celler i utstryk er identisk med morfologien og arrangementet til Str-celler. cremoris. Cellene er noe større, arrangert i kjeder av ulik lengde. Men Str. thermophilus har sine egne egenskaper (optimal temperatur for utvikling er 40-45 ° C, maksimal temperatur er 45-50 ° C). Ved dyrking på solide kulturmedier Str. thermophilus danner en avrundet form med en granulær struktur, overflate og dyp båtaktig, noen ganger med utvekst av kolonien. Ved den optimale temperaturen for utvikling koagulerer termofile streptokokker melk på 3,5-6 timer, og danner en jevn, sterk klump med kremet konsistens; begrensende surhet 110-120 ° T. Noen stammer av streptokokker skiller ut diacetyl. Termofile streptokokker fermenterer ikke maltose, dekstrin og salicin; bryter ikke ned kasein.

Enterokokker- melkesyrestreptokokker av intestinal opprinnelse. Disse inkluderer Str. liquefaciens (Mammococcus), Str. faecalis, Str. zymogenes, Str. faecium", Str. durans, Str. bovis. De lever i tarmene til mennesker og dyr, i gjødsel, kloakk. De finnes i store mengder i rå og i små mengder i pasteurisert melk og ost.

Mange enterokokker danner korte kjeder eller er ordnet i par. Cellene er runde eller eggformede. De kan utvikle seg ved både 10 og 45 ° C. Motstandsdyktig mot bordsalt (6,5%), metylenblått og galle (40%), mot en alkalisk reaksjon av mediet (pH 9,6), mot penicillin ved en konsentrasjon på 0,3 enheter. i 1 ml, til høy temperatur. Hold oppvarmingen ved 65 ° C i 30 min. De fleste karbohydrater gjærer .. liquefaciens (Mammococcus). Har noen likheter med Str. laktis. Den optimale veksttemperaturen er 37 ° C. Mammokokker danner ikke bare melkesyre (110 - 115 ° T), men utskiller også et enzym av løpetypen, som et resultat av at melkekoagulering skjer ved en lav surhet på 35-40 ° T. Til å begynne med er ostemassen sterk, selv da, under påvirkning av løpe, trekker den seg sammen (en betydelig mengde serum frigjøres). Fermenterer sorbitol og glyserin. Dekomponerer kasein og gjør gelatin flytende. Meieriprodukter, når de inntas av mammokokker, får en bitter smak som et resultat av akkumulering av store mengder peptoner .. faecalis. Den er lokalisert i form av kortkjedede diplokokker. I stand til å fermentere mannitol, sorbitol, sjelden arabinose; gjenoppretter lakmusmelk. På blodagar forårsaker hemolyse. Hydrolyserer proteiner (spesielt i oster, og gir dem en spesifikk lukt) .. zymogener. I morfologi og kulturelle egenskaper ligner den på Str. liquefaciens. Det bryter delvis ned kasein. I motsetning til andre enterokokker forårsaker det β-hemolyse av erytrocytter, derfor dannes det gjennomsiktige soner på blodagar rundt koloniene. Hemolyse av erytrocytter regnes som et tegn på patogenisiteten til mikroorganismen .. faecium. Egenskapene ligner på Str. faecalis, fermenterer arabinose, sukrose, sjelden sorbitol; gjenoppretter delvis lakmusmelk. Dekomponerer ikke kasein .. durans (variant av Str. Faecium). Fermenterer laktose, glukose, maltose. Gjærer sjelden sukrose, salicin, mannitol. Gjærer ikke inulin, sorbitol, raffinose .. bovis. I sine egenskaper ligner den termofile streptokokker. Noen stammer av denne streptokokken er mobile. De skiller seg fra andre streptokokker i sin store følsomhet for bordsalt, galle, alkalisk medium og metylenblått. Ikke i stand til å vokse ved 10 ° C. Lakmusmelk stivner ikke, forårsaker bare delvis gjenoppretting. Gjærer ikke arabinose, men gjærer ofte xylose.

Homofermentativ melkesyregjæring

Homofermentativ melkesyregjæring, som er basert på den glykolytiske veien for glukosedekomponering, er den eneste måten å skaffe energi til en gruppe eubakterier, som ved fermentering av karbohydrater omdanner 85 til 90 % av sukkeret i mediet til melkesyre . Bakteriene i denne gruppen er morfologisk forskjellige. Dette er kokker som tilhører slektene Streptococcus og Pediococcus, samt lange eller korte staver fra slekten Lactobacillus. Sistnevnte er delt inn i tre underslekter. Bakteriene som inngår i to av dem (Thermobacterium, Streptobacterium) utfører også homofermentativ melkesyregjæring. Alle bakterier i denne gruppen er positivt farget i henhold til Gram, danner ikke sporer og er immobile. Gruppen er svært heterogen med hensyn til nukleotidsammensetningen til DNA: molinnholdet i GC-basepar varierer fra 32 til 51%. Betydelige fluktuasjoner i denne egenskapen er også karakteristiske for bakterier forent i slekter og til og med underslekter.

Laktatdehydrogenase, som katalyserer omdannelsen av pyruvat til laktat, er stereospesifikk. Hos forskjellige arter finnes det i form av visse optiske isomerer; avhengig av dette produserer bakteriene D- eller L-formen av melkesyre. De av dem som danner en blanding av D- og L-former inneholder enten to former av enzymet, med forskjellig stereospesifisitet, eller laktatracemase.

I denne gruppen av eubakterier er molekylært oksygen ikke inkludert i energimetabolismen, men de er i stand til å vokse i nærvær av O 2, dvs. er aerotolerante anaerober. Cellene deres inneholder en betydelig mengde flavinenzymer, ved hjelp av hvilke molekylært oksygen reduseres til H 2O 2... På grunn av manglende evne til melkesyrebakterier til å syntetisere hemgruppen, mangler de katalase, et enzym som katalyserer nedbrytningen av hydrogenperoksid, slik at sistnevnte kan samle seg i cellen.

Det særegne ved den konstruktive metabolismen til homofermentative melkesyrebakterier er dårlig utviklede biosyntetiske evner, som kommer til uttrykk i den store avhengigheten av deres vekst av tilstedeværelsen av ferdige organiske stoffer i næringsmediet (aminosyrer, B-vitaminer, puriner, pyrimidiner). ). Melkesyrebakterier bruker laktose (melkesukker) eller maltose (vegetabilsk sukker dannet under hydrolyse av stivelse) som karbonkilde. De kan også bruke noen pentoser, sukkeralkoholer og organiske syrer.

Av alle kjente ikke-patogene prokaryoter kjennetegnes melkesyrebakterier ved de største kravene til underlaget. Disse bakterienes avhengighet av tilgjengeligheten av ferdiglagde organiske stoffer i miljøet indikerer primitiviteten til deres konstruktive metabolisme som helhet.

Melkesyrebakterier finnes der de kan dekke sine høye næringsbehov og der det er store mengder karbohydrater som bearbeidingen gir dem energien de trenger for å vokse. Det er mange av dem i melk og meieriprodukter, på overflaten av planter og på steder med nedbrytning av planterester; de finnes i fordøyelseskanalen og på slimhinnene til dyr og mennesker.

Melkesyrebakterier spiller en stor rolle i gjennomføringen av en rekke prosesser som har vært brukt i lang tid for å oppnå ulike fermenterte melkeprodukter, i prosessene med salting og sylting av grønnsaker, og fôrensilering. Kefir er et produkt av felles aktivitet av melkesyrebakterier og gjær. Det finnes mange nasjonale fermenterte melkeprodukter (kumis, yoghurt, etc.), for tilberedning av disse brukes hoppe-, kamel-, saue-, geitemelk, og naturlig forekommende og konserverte komplekser av melkesyrebakterier og gjær brukes som startkultur .

Melkesyrebakterier spiller også en viktig rolle i tilberedning av ost og smør. Den første fasen av osteproduksjonen (størende melkeproteiner) utføres av melkesyrebakterier.

Syrningen av kremen, som er nødvendig for å produsere smør, er også forårsaket av bakterier av slekten Streptococcus. I tillegg til melkesyre danner noen av dem acetoin og diacetyl, som gir smør dens karakteristiske lukt og smak. Sitronsyre fungerer som et substrat, hvis innhold i melk kan nå 1 g / l. Reaksjonene som fører til dannelsen av disse stoffene begynner med nedbrytningen av sitronsyre:

NOOSSN 2UNSON 2COOH CH 3CH 2COOH + C 2N 5OOSSOSN 2SOOS2 N 5

Eddiksyre frigjøres i mediet, og oksaloeddiksyre (OAA) dekarboksyleres, noe som fører til dannelse av pyruvat:

MED 2N 5OOSSOSN 2SOOS 2N 5CH 3СОСООН + СО2 (1)

Videre metabolisering av pyruvat utføres på tre forskjellige måter: noen av molekylene reduseres til melkesyre; den andre delen gjennomgår dekarboksylering, noe som fører til fremkomsten av forskjellige C2-mellomprodukter (acetyl-CoA og "aktivt" acetaldehyd) og interaksjon mellom dem, noe som resulterer i syntesen av et diacetylmolekyl. Restaureringen av sistnevnte fører til dannelse av acetoin:

CH3-CO-CO-CH3 + OVER * H2 CH3-CHON-CO-CH3 + OVER + (2),

hvor CH3-CO-CO-CH3 er diacetyl, og CH3-CHON-CO-CH3 er acetoin.

Denne sekvensen av reaksjoner er ikke assosiert med mottak av energi av cellen. Dens betydning, kanskje, i en ekstra original løsning på "akseptorproblemet", siden for det første dannelsen av pyruvat i reaksjon 1 ikke er ledsaget av syntesen av NAD * H2, og for det andre syntesen av acetoin fra diacetyl ( reaksjon 2) krever ytterligere molekyler OVER * H2.

Melkesyrebakterier som bruker maltose er involvert i gjæringen av grønnsaker. Tilsett 2-3 % salt til finhakkede grønnsaker og skap forhold som utelukker fri tilgang til luft. Spontan melkesyregjæring starter. En lignende prosess finner sted under ensilering av fôr. Avlingsmassen som skal ensileres er tett lastet inn i siloer eller groper. For å øke mediets ernæringsmessige egenskaper tilsettes melasse, og for å skape gunstigere forhold for melkesyrebakterier surgjøres plantemassen. Under disse forholdene skjer det også spontan melkesyregjæring.

konklusjoner

Melkesyrebakterier er en gruppe mikroaerofile gram-positive mikroorganismer. Som regel er disse ubevegelige, ikke-sporedannende kokkoide eller stavformede representanter for ordenen Lactobacillales(for eksempel , Lactococcus lactis, Lactococcus cremoriseller Lactobacillus acidophilus).

Genomet til disse bakteriene består av et sirkulært lukket kromosom, som koder for all informasjon som er nødvendig for livet, og ytterligere genetiske elementer - plasmider og transposoner. Sistnevnte kan gi vertsorganismen den genetiske informasjonen den trenger for å overleve under visse forhold. Plasmider kan kode for egenskaper som karbohydratnedbrytning, proteinaseaktivitet, antibiotikaresistens, UV-resistens, resistens mot faginfeksjon og andre forsvarsmekanismer mot bakteriofager, bakteriocinproduksjon, samt viskositet, etc.

Organiseringen av sekvensen av ribosomale regioner, promoteren, samt termineringssekvensene til noen gener av laktobaciller ligner på andre gram-positive bakterier.

Overføringen av gener utføres ved å bruke prosessene for konjugasjon, transformasjon. Sistnevnte spilte en nøkkelrolle i utviklingen av genkloningsmetodikk og molekylært genuttrykk.

Studiet av genetikken til disse bakteriene er av både vitenskapelig og kommersiell interesse på grunn av deres nytte. Melkesyrebakterier spiller, i tillegg til sin rolle i medisinsk industri, mat- og fôrproduksjon, en viktig rolle i naturen og det normale menneskeliv. Derfor blir mekanismene for overføring av patogene egenskaper, medikamentresistens studert og etablert, og all slags forskning utføres for å forbedre disse avlingene.

Bibliografi

1) Belenovskiy G., Melkesyremikrober og bakterioterapi (Medical microbiology, ed.L. Tarasevich, vol. II, St. Petersburg-Kiev, 1913)

) Burian NI., Tyurina L.V. Mikrobiologi ved vinproduksjon. - M., 1999.

) Kvasnikov E.I. Biologi av melkesyrebakterier. - Tasjkent, 2000

) Kvasnikov E.I., Nesterenko O.A. Melkesyrebakterier og måter å bruke dem på. - Moskva, 1995.

) Miller A. Sanitærbakteriologi, M.-L., 1930

) Shenderov B.A. // Medisinsk mikrobiell økologi og funksjonell ernæring. 2001. Vol.3.

Læring

Trenger du hjelp til å utforske et emne?

Ekspertene våre vil gi råd eller gi veiledningstjenester om emner av interesse for deg.
Send en forespørsel med angivelse av tema akkurat nå for å finne ut om muligheten for å få en konsultasjon.

Sammendrag om emnet:

Melkesyrebakterier- en gruppe mikroaerofile grampositive mikroorganismer som fermenterer karbohydrater med dannelse av melkesyre som et av hovedproduktene. Melkesyregjæring ble kjent for folk ved begynnelsen av sivilisasjonens utvikling.

Melkesyrebakterier

Siden den gang har den blitt brukt hjemme og i næringsmiddelindustrien for å behandle og konservere mat og drikke. Tradisjonelt er melkesyrebakterier ubevegelige, ikke-sporedannende coccoid eller stavformede representanter for ordenen Lactobacillales(for eksempel, Lactococcus lactis eller Lactobacillus acidophilus). Denne gruppen inkluderer bakterier som brukes i fermentering av meieriprodukter og grønnsaker. Melkesyrebakterier spiller en viktig rolle i tilberedning av deig, kakao og ensilasje. Til tross for det nære forholdet, patogene representanter for ordenen Lactobacillales(for eksempel pneumokokker Streptococcus pneumoniae) er vanligvis ekskludert fra gruppen melkesyrebakterier.

På den annen side fjerne slektninger Lactobacillales fra klassen av aktinobakterier - bifidobakterier anses ofte i samme gruppe med melkesyrebakterier. Noen representanter for aerobe sporedannende slekter Bacillus(for eksempel, Bacillus coagulans) og Sporolactobacillus(for eksempel, Sporolactobacillus inulinus) er noen ganger inkludert i gruppen melkesyrebakterier på grunn av likheter i karbohydratmetabolismen og deres rolle i næringsmiddelindustrien.

I naturen finnes melkesyrebakterier på overflaten av planter (for eksempel på blader, frukt, grønnsaker, korn), i melk, ytre og indre epiteliale integumenter hos mennesker, dyr, fugler og fisk. I tillegg til sin rolle i produksjonen av mat og fôr, spiller således melkesyrebakterier en viktig rolle i dyreliv, landbruk og normalt menneskeliv. Virkningen av den akselererte industrialiseringen av produksjonen av melkesyrebakterier, basert på et lite antall plantetilpassede stammer, på det naturlige mangfoldet av disse bakteriene og menneskers helse er fortsatt uutforsket.

Visninger

• En av de vanligste typene melkesyrebakterier er Streptococcus lactis. Dette er en mobil pinne som ikke danner en spore, flekker godt med anilinfargestoffer og ifølge Gram har den i ung form form av en streptokokk. På kjøtt-pepton agar gir det prikkete runde kolonier, i tykkelsen av agaren - linseformet. S. lactis spalter sukker uten dannelse av gasser til to molekyler melkesyre. Den mest gunstige temperaturen for utvikling er + 30-35 ° C.

Melkesyrestreptokokker finnes konstant i spontant sur melk. Denne bakterien tetter vanligvis melken i løpet av de første 24 timene. Når melkesyreinnholdet når 6-7 g per liter, stopper sukkergjæringen, siden høyere surhet har en skadelig effekt på streptokokkmelkesyre.

• Lactobacillus bulgaricus - Bulgarsk basill. Bakterien heter slik fordi den en gang ble isolert fra den bulgarske yagurta-surmelken. Det er en udiskutabel ubevegelig bakterie, som når 20μ i lengde og går ofte sammen i korte kjeder.

Den er termofil og vokser best fra 40 ° C. Melk koagulerer raskt, og melkesyreinnholdet i den når 32 g / l, som er fem ganger mer enn når det er infisert med melkesyrestreptokokker.

Bulgarsk basill (Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus) er en stamme av laktobaciller som ble oppdaget i Bulgaria.

Bulgarsk basill (BP) er den eneste laktobacillen som er av planteopprinnelse. Den ble oppdaget i Bulgaria.Det er bemerkelsesverdig at når man prøver å overføre stammen til planter i en annen region, muterer bakterien og mister sine eksepsjonelle egenskaper.

Fordelene med melkesyrebakterier

Derfor kjøpes den bulgarske pinnen fortsatt i Bulgaria. Det viktigste melkesyreproduktet som produseres over hele verden basert på den bulgarske pinnen er yoghurt.

De første studiene av BP ble utført av en polsk student som trakk oppmerksomheten til den høye forventede levealderen til bulgarere (hver fjerde innbygger i Bulgaria lever mer enn 100 år). Så undersøkte Ilya Mechnikov de helbredende egenskapene til denne stammen og konsumerte melkesyreprodukter basert på lactobacillus bulgaricus til slutten av livet. Siden 1980-tallet har BP-baserte produkter blitt introdusert i kostholdet til astronauter.

BP-basert yoghurt er nå det eneste fermenterte melkeproduktet i den japanske regionen. Overraskende nok, før andre verdenskrig, oversteg ikke gjennomsnittlig levealder i Japan 45 år. Og først etter at yoghurt på en bulgarsk pinne ble tilgjengelig for alle japanere, kom Land of the Rising Sun inn i de tre beste landene med maksimal forventet levealder.

Alle burde vite

I følge GOST 31981-2013 kan bare et fermentert melkeprodukt oppnådd ved bruk av bulgarsk basill og termofile streptokokker kalles yoghurt. Slik yoghurt er vanskelig å finne i en butikk. Alle kan tilberede den selv ved hjelp av PROBINORM ACTIVE startkulturen

Bulgarian stick er en venn av de gode og en fiende av de onde

Bulgarsk basill i sammenligning med andre stammer av laktobaciller er bedre i stand til å "klemme" (vedheft) til tarmslimhinnen. Tiden i tarmen økes og samtidig den helbredende effekten. Dessuten er BP den største arten av laktobacillus, pluss det svært motstandsdyktig mot opportunistiske og patogene bakterier... Som regel er PD sterkere og fortrenger opportunistisk flora.

For eksempel er den i stand til å bekjempe den opportunistiske bakterien Helicobacter Pylori, som antas å være årsaken til magesår og duodenalsår.

Det er ingen hemmelighet at 90% av levende bakterier dør på nivå med magen fra saltsyre. BP magen passerer bedre enn andre stammer av laktobaciller.

BP fremmer rask vekst i tarmene til Lactobacillus acidophilus og andre gunstige stammer som må være tilstede i tarmen. Som regel er forsøk på å forplante disse stammene ved hjelp av andre metoder svært vanskelige og gir ikke håndgripelige resultater.

BP produserer D-melkesyre, så vel som laktase, så yoghurt basert på bulgarsk basill kan konsumeres av personer med laktasemangel.

BP har en strålebeskyttende effekt, fjerner giftstoffer, er i stand til delvis blokkere absorpsjonen av kolesterol fra mat, stimulerer immunsystemet, og har også en gunstig effekt på det genitourinære systemet, normaliserer bakteriefloraen i slimhinnene.

Den bulgarske pinnen er virkelig et mirakel skapt av naturen for menneskers helse.

LAKTISKE BAKTERIER(syn. laktobaciller) - grampositive stavformede bakterier som tilhører slekten Lactobacillus (Beijerinck, 1901), fam. Lactobacillaceae.

M. b. er representert av pinner av forskjellige former: fra kort coccoid til lang trådlignende (fig.). Lengden på celler i forskjellige kulturer av samme art avhenger av sammensetningen av mediet, tilstedeværelsen av oksygen og inkubasjonsmetoden. M. multiplisere. dele med en septum, noe som fører til dannelse av kjeder. Ultratynn struktur av M.s celler. på mange måter lik andre gram-positive bakterier. Små kolonier dannes på agarmedier.

M. b. har ikke cytokromholdige luftveier, er immobile, danner ikke katalase, reduserer ikke nitrater til nitritter, gjør ikke gelatin flytende, danner ikke sporer og pigmenter; alvorlige anaerobe eller valgfrie. De har proteolytisk aktivitet på grunn av virkningen av proteaser og peptidaser, de har ikke lipolytisk aktivitet. En energikilde for M. b. er melkesyregjæring (se). M. b. delt inn i homofermentative, dannes som et resultat av gjæring av karbohydrater opp til 90% av melk til - deg, samt ubetydelige mengder flyktig til - t, etylalkohol og karbondioksid, og heteroenzymatisk, danner ca. 50 % melk til deg, 25 % CO2, 25 % eddik til deg og etylalkohol.

Systematikk M. b. ikke fullt utviklet. I Bergey's Manual of Determinative Bacteriology (1974) er 25 arter inkludert i slekten Lactobacillus. Vanskeligheten med klassifisering ligger i variasjonen av mange egenskaper til disse mikroorganismene når de dyrkes i forskjellige medier og under forskjellige forhold. Studiet av nukleotidsammensetningen til DNA viste at innholdet av guanin og cytosin i DNAet til ulike typer M. b. forskjellig og ligger i området fra 34,2 til 53,4 mol. %.

Antigene egenskaper er ikke godt forstått; foreløpige data om tilstedeværelsen av antigener som er felles for mange typer M. ble oppnådd.

M. b. krevende på strømforsyninger, ikke vokse på enkle miljøer; vokse på medier som inneholder urteavkok, kjøtt- og gjærekstrakter, proteinhydrolysater, siden M. b. trenger aminosyrer, vitaminer og en rekke uorganiske forbindelser; Mediets pH er i området 5,0-6,5, det optimale er pH 5,5. M. b. kan vokse ved pH 3,8 og under. For M. sin dyrking. miljøet til Rogoza eller dets modifikasjoner er mye brukt. Temperaturområde fra 15 til 45 ° avhengig av art.

M. b. finnes i jorda, konsentrert rundt rotsystemet, på kultiverte og ville planter, i gikk - kish. stien til varmblodige dyr og fugler, insekter. På personen er funnet over hele gikk.- kish. tarmkanalen - fra munnhulen til endetarmen. Representanter for M. b. (med noen få unntak) er ikke sykdomsfremkallende for mennesker. De mest typiske er L. acidophilus, L. plantarum, L. casei, L. salivarius, L. fermenti og L. brevis. L. bifidus i Bergey's Key to Bacteria (1974) er allokert til en egen slekt Bifidobacterium (se. Bifidobacteria).

M. b. brukt i bakeri, i meieriindustrien, i biol. hermetisering av mange produkter (beising av grønnsaker og frukt), lage kvass, ensilering. For forebygging og behandling gikk.- kish. sykdommer, vitaminmangel og fordøyelsesanemi hos dyr brukes medikamenter, som også inkluderer M. b.

II Mechnikov pekte på M. b. som antagonister av forråtningsaktive og patogene mikrober som lever i menneskets tarmkanal, og foreslo å bruke dem i kampen mot tarmdysfunksjoner og for tidlig aldring. Mange mennesker bruker fermenterte melkeprodukter for behandling av brannskader og sår, for forebygging og behandling gikk.- kish. sykdommer.

Utviklingen av mikrobiologi har utvidet bruksområdet for disse mikroorganismene: ved hjelp av M. b. i industrien motta meieriprodukter til - som brukes til syntese av dekstran, som brukes i medisin som en delvis erstatning for blod; en rekke antibiotika produsert av disse mikrobene er identifisert; bruk M. b. når du lager babymatprodukter, inkludert de som brukes med lay down.-prof., for nyfødte. Acidophilus-pasta brukes i obstetrisk gynekol. praksis, dermatologi og kirurgi. L. acidophilus er sammen med B. bifidum og E. coli en del av Omniflora-komplekspreparatet som brukes i utlandet for behandling av tarmlidelser. I vårt land produseres laktobakterin (se), hvis aktive prinsipp er frysetørkede bakterier av L. fermenti 90T-C4 og L. plantarum 8P-AZ-stammene, som har høy antagonistisk aktivitet mot de forårsakende midlene til dysenteri, enteropatogene E coli, stafylokokker, proteus og bifidumbacterin (se).

Se også bulgarsk pinne.

Bibliografi: Erzinkyan LA Biologiske trekk ved noen melkesyrebakterier, Yerevan, 1971; Kvasnikov E, I. og Nesterenko OA Melkesyrebakterier og måter å bruke dem på, M., 1975, bibliogr.; Krasilnikov N.A.

Melkesyrebakterier: typer, klassifisering, betydning

Nøkler til bakterier og aktinomyceter, s. 208, M.-L., 1949; M e ch N og til ca i I. I. Akademiske samlede verk, t. 15, s. 247, M., 1962; Retningslinjer for vaksine- og serumvirksomhet, red. P. N. Burgasov, s. 94, M., 1978; Bergeys manual for determinativ bakteriologi, red. av R. E. Buchanan a. N. E. Gibbons, Baltimore, 1975; L e r med h e M. u. R e u t e r G. Das Yorkommen aerob wachsender grampositiver Stabchen des Genus Lactobacillus Beijerinck im Darmin-halterwachsener Menschen, Zbl. Bakt., I. Abt. Orig., Bd 185, S. 446, 1962; R o gos a M., Mitchell J. A. a. Wiseman R. F. Et selektivt medium for isolering og telling av orale laktobaciller, J. dent. Res., V. 30, s. 682, 1951.

G.I. Goncharova.

Celler av noen arter av melkesyrebakterier, buljongkultur (96 timer): 1 - L. acidophilus; 2 - L. fermenti; 3 - L. plantarum; 4 - L. casei; 5 - L.buchneri; 6 - L. brevis; X 1680.

Naturen lar en person bruke fordelene som er i den. Samtidig prøver folk å multiplisere disse rikdommene, skape noe nytt og lære det fortsatt ukjente. Bakterier er naturens minste skapninger, som mennesker også har lært å bruke til sine egne formål.

Men ikke bare skade forbundet med patogene prosesser og sykdommer bæres av disse prokaryote organismene. De er også kilden til en viktig industriell prosess som har blitt brukt av mennesker siden antikken - gjæring. I denne artikkelen vil vi vurdere hva denne prosessen er og hvordan spesifikt melkesyregjæring av stoffer utføres.

Historie om opprinnelsen og bruken av gjæring

Den første nevner at gjæringsprosessen ble brukt av mennesker med det formål å skaffe visse produkter dukket opp så tidlig som 5000 f.Kr. Det var da babylonerne brukte denne metoden for å få produkter som:

• vin;
• yoghurt og andre meieriprodukter.

Senere begynte lignende mat å bli mottatt i Egypt, Kina, Sudan, Mexico og andre gamle stater. De begynte å bake gjærbrød, fermentere grønnsaksavlinger, og de første forsøkene på hermetikk dukket opp.

Prosessen med melkesyregjæring har blitt brukt av mennesker i tusenvis av år. Ost, kefir, yoghurt har vært en viktig del av måltidet til enhver tid. Alle leger og healere visste om fordelene med disse produktene. Årsakene til at denne typen transformasjon er mulig forble imidlertid ukjent i lang tid.

Det faktum at gjæringsforholdene krever tilstedeværelse av mikroorganismer, kunne folk ikke engang forestille seg. På midten av 1600-tallet foreslo Van Helmont å introdusere begrepet "gjæring" for de matlagingsprosessene som er ledsaget av frigjøring av gass. Faktisk, i oversettelse betyr dette ordet "kokende". Men først på 1800-tallet, det vil si nesten to hundre år senere, oppdaget den franske mikrobiologen, kjemikeren og fysikeren Louis Pasteur eksistensen av mikrober og bakterier for verden.

Siden den gang har det blitt kjent at ulik gjæring krever tilstedeværelse av ulike typer mikroorganismer som er usynlige for øyet. Studien deres gjorde det mulig å kontrollere gjæringen over tid og styre den i den retningen en person trenger.

Essensen av gjæringsprosesser

Hvis vi snakker om hva gjæringsprosessen er, bør vi påpeke dens biokjemiske natur. Faktisk, i hovedsak er det ganske enkelt aktiviteten til bakterier som gir seg selv energi for livet, mens de produserer forskjellige biprodukter.

Generelt kan gjæring oppsummeres i ett ord - oksidasjon. Anaerob nedbrytning av et stoff under påvirkning av visse bakterier, noe som fører til dannelse av en rekke produkter. Hvilket stoff som er grunnlaget, samt hva som blir resultatet, bestemmes av typen av selve prosessen. Det er flere gjæringsalternativer, så det er en klassifisering for disse transformasjonene.

Klassifisering

Totalt er det tre hovedtyper av gjæring.

1. Alkohol... Den består i oksidasjon av det opprinnelige karbohydratmolekylet til etylalkohol, karbondioksid, vann og et ATP-molekyl (energikilde). Disse transformasjonene utføres under påvirkning av ikke bare bakterier, men også sopp av forskjellige slekter og arter. Det er på denne måten produkter som øl, vin, bakegjær og alkohol har blitt oppnådd siden antikken. Energien som frigjøres under nedbrytningen av karbohydratet brukes på å støtte de vitale prosessene til mikroorganismen. Dette er nettopp den biologiske essensen av prosessen.
2. Melkesyregjæring består i oksidasjon av karbohydrater til melkesyre med frigjøring av en rekke biprodukter. Hvordan det utføres og hvilke typer det skjer, vil vi vurdere nærmere nærmere.
3. Smørsyre... Denne typen gjæring er viktig i naturlig skala. Det utføres på grunn av den vitale aktiviteten til smørsyrebakterier som lever under anaerobe forhold på bunnen av sumper, elveslam og så videre. Takket være deres arbeid blir en enorm mengde organiske komponenter behandlet i naturen. Produktene er mange stoffer, hvorav de viktigste også skiller seg ut: aceton, karbondioksid, eddiksyre, melkesyre og andre forbindelser.

   

   Hver av de utpekte typene er viktige både i naturlig og industriell skala. Typer av organismer som utfører slike transformasjoner er godt studert til dags dato, og mange av dem dyrkes kunstig for å få et høyt utbytte av produktet.

   Melkesyregjæring: et generelt konsept

   Denne typen gjæring har vært kjent siden antikken. Allerede før vår tidsregning visste innbyggerne i det gamle Egypt og andre stater hvordan de skulle lage ost, brygge øl og vin, bake brød, fermentere grønnsaker og frukt.

   I dag brukes spesielle startkulturer til fermenterte melkeprodukter, stammer av nødvendige mikroorganismer dyrkes kunstig. Prosessen er modernisert og brakt til automatisering, den utføres ved hjelp av komplett utstyr. Det er mange produksjonsanlegg som direkte produserer melkesyregjæring.

   Essensen av hele prosessen kan oppsummeres i flere punkter.

   1. For hovedproduktet tas det innledende karbohydratet - enkelt (fruktose, glukose, pentose) eller komplekst (sukrose, stivelse, glykogen og andre).
   2. Anaerobe forhold skapes.
   3. Stammer av melkesyrebakterier av en bestemt type tilsettes produktet.
   4. Alle nødvendige eksterne faktorer er gitt som er optimale for ønsket produkt: belysning, temperatur, tilstedeværelsen av visse tilleggskomponenter, trykk.
   5. Etter at gjæringsprosessen er fullført, behandles produktet og alle sideforbindelser isoleres.

   Dette er selvfølgelig bare en generell beskrivelse av hva som skjer. Faktisk, på hvert trinn, finner mange komplekse biokjemiske reaksjoner sted, fordi prosessen med melkesyregjæring er resultatet av den vitale aktiviteten til levende vesener.

   Grunnleggende om melkesyregjæringsprosessen

   Fra et kjemisk synspunkt er disse transformasjonene en rekke påfølgende stadier.

   1. Først endres det opprinnelige substratet, det vil si at karbonkjeden til stoffet (karbohydratet) endres. Dette fører til utseendet til mellomprodukter av en helt annen natur, som tilhører forskjellige klasser. For eksempel, hvis det opprinnelige substratet er glukose, blir det omdannet til glukonsyre.
   2. Redoksreaksjoner, ledsaget av utvikling av gasser, dannelse av biprodukter. Grunnenheten i hele prosessen er melkesyre. Det er hun som produseres og akkumuleres under gjæringen. Dette er imidlertid ikke den eneste forbindelsen. Så det er dannelse av molekyler av eddiksyre, etylalkohol, karbondioksid, vann og noen ganger andre medfølgende.
   3. Energiutbytte av prosessen i form av molekyler av adenosintrifosforsyre (ATP). Det er 2 ATP-molekyler per glukosemolekyl, men hvis det opprinnelige substratet har en mer kompleks struktur, for eksempel cellulose, er det tre ATP-molekyler. Denne energien brukes av melkesyrebakterier for videre liv.

   Naturligvis, hvis man forstår biokjemiske transformasjoner i detalj, bør alle mellomliggende molekyler og komplekser angis. Slik, for eksempel, som:

   
   

   Imidlertid fortjener dette problemet spesiell oppmerksomhet og bør vurderes fra et biokjemisynspunkt, så vi vil ikke berøre det i denne artikkelen. La oss vurdere mer detaljert hva som er teknologien for produksjon av melkesyreprodukter og hvilke typer gjæring som er under vurdering.

   Homofermentativ gjæring

   Homofermentativ melkesyregjæring innebærer bruk av spesielle former for patogener og skiller seg fra heterofermentativ i de oppnådde produktene og i deres mengde. Det skjer langs den glykolytiske banen inne i cellen til mikroorganismen. Poenget er, som i all gjæring generelt, i omdannelsen av karbohydrater til melkesyre. Hovedfordelen med denne prosessen er at utbyttet av det ønskede produktet er 90%. Og bare resten går til sideforbindelser.

   Fermenteringsbakterier av denne typen er av følgende typer:

   • Streptococcus lactis.
   • Lactobacillus casei.
   • Lactobacillus acidophilus og andre.

   Hvilke andre stoffer dannes som et resultat av homofermentativ gjæring? Dette er forbindelser som:

   • etanol;
   • flyktige syrer;
   • karbondioksid;
   • fumarsyre og ravsyre.

   Men i industrien brukes denne metoden for å oppnå fermenterte melkeprodukter praktisk talt ikke. Det er bevart i naturen som det første stadiet av glykolyse; det forekommer også i pattedyrmuskelceller under omfattende fysisk anstrengelse.

   Teknologien for produksjon av de nødvendige produktene for menneskelig ernæring innebærer bruk av slike innledende karbohydrater som:

   • glukose;
   • sukrose;
   • fruktose;
   • mannose;
   • stivelse og noen andre.

     

     Og homoenzymatiske bakterier er ikke i stand til å oksidere mange av disse forbindelsene, så deres bruk som fermenter i produksjonen er ikke mulig.

     Heteroenzymatisk melkesyregjæring

     Denne metoden er nettopp den som er industrielt anvendelig, takket være hvilken produksjon av alle fermenterte melkeprodukter utføres, grønnsaker konserveres og ensilasjefôr til husdyr tilberedes.

     Hovedforskjellen fra det som er beskrevet tidligere er at patogener utfører melkesyregjæring med dannelse av et større antall biprodukter. Bare 50 % av sukkeret blir bearbeidet av bakterier til melkesyre, mens resten går til dannelse av molekyler som:

     • eddiksyre;
     • glyserol;
     • karbondioksid;
     • etylalkohol og andre.

     Hvordan er det bedre og mer lønnsomt enn dannelsen av 90 % ren melkesyre med homofermentmetoden? Saken er at når for mye av hovedproduktet produseres, hemmes den vitale aktiviteten til mange bakterier fullstendig. I tillegg mister produktene mange av smaksegenskapene de får på grunn av sideforbindelser. For eksempel gir eddiksyre og isoamylalkohol den behagelige aromaen av hermetiske grønnsaker. Hvis disse forbindelsene er fraværende, vil resultatet av konservering være helt annerledes.

     Utgangen av melkesyre i 50% er ganske tilstrekkelig til å undertrykke utviklingen og vital aktivitet av alle fremmede sopp og mikroorganismer i systemet. Fordi selv 1-2 % forårsaker for sterk forsuring av miljøet, der ingen andre organismer kan eksistere, bortsett fra melkesyrebakterier. Hele prosessen utføres av

     

     Fermenteringsforholdene for den heteroenzymatiske metoden bør være som følger:

     • god og frisk startkultur lagt til i det innledende stadiet;
     • optimale ytre forhold som velges for hvert produkt individuelt;
     • høykvalitets og velfungerende utstyr;
     • alle nødvendige tekniske innretninger for prosessen.

     Blant de ytre forholdene er prosesstemperaturen av spesiell betydning. Den skal ikke være for høy, men kulden vil drastisk bremse hele gjæringsløpet.

     I dag er det en spesialisert gjæringstank, som automatisk skaper alle nødvendige forutsetninger for riktig og behagelig arbeid av mikroorganismer.

     Nødvendig utstyr

     Som vi bemerket ovenfor, bør gjæringskapasitet nevnes blant de viktigste egenskapene. Hvis vi snakker om å utføre prosedyren hjemme, bør du være oppmerksom på renheten til oppvasken som brukes når du konserverer, lager yoghurt og andre produkter. En av måtene å oppnå en reduksjon i antall fremmede populasjoner av mikroorganismer på er å sterilisere beholdere før bruk.

     Hvilke redskaper er egnet for heterofermentativ gjæring? Det kan være en beholder av glass eller høykvalitets plast (polypropylen, polyetylen), som kan lukkes tett med et lokk.

     I industrien brukes spesielle enheter for desinfisering og rengjøring av beholdere før gjæringsprosessen starter.

     Bakterier som brukes i prosessen

     Hvis vi snakker om bakteriekulturene som brukes til å lage hermetiske og fermenterte melkeprodukter, så kan vi identifisere flere av de vanligste typene organismer.

     
     

     På grunnlag av kombinasjonen og de angitte organismene lages startkulturer for fermenterte melkeprodukter. De er i det offentlige domene, alle kan kjøpe dem. Det viktigste er å overholde betingelsene for gjæringsprosessen for å dra nytte av det resulterende produktet.

     Hvilke produkter oppnås som et resultat av slik gjæring?

     Hvis vi snakker om hvilke gjæringsprodukter som kan oppnås ved bruk av laktobaciller, kan vi nevne flere hovedkategorier.

     1. mat (gjæret bakt melk, yoghurt, varenets, kefir, cottage cheese, rømme, smør, acidofile produkter og andre).
     2. Ensilasjefôr til husdyr.
     3. Melkesyre, som brukes til fremstilling av brus, fremstilling av pelsskinn med mer.
     4. Bakeri, osteproduksjon.
     5. Hermetisering av grønnsaker og frukt.

     Alt dette beviser betydningen av visse typer bakterier i menneskers liv, deres industrielle aktiviteter.