Главная » Капуста » Современные проблемы науки и образования. Характеристика возбудителей порчи мясных, молочных и яйцепродуктов

Современные проблемы науки и образования. Характеристика возбудителей порчи мясных, молочных и яйцепродуктов

Как правило, слово «бактерия» ассоциируется у нас с различными заболеваниями и прочими неприятностями. Однако это не совсем так. Ведь наше тело - это среда обитания самых разнообразных микроорганизмов. Среди них даже есть такие бактерии, без которых нормальная жизнедеятельность невозможна. К этой группе относятся молочнокислые бактерии, обитающие в кишечнике здорового человека. В целом они представляют собой группу грамположительных микроаэрофильных микроорганизмов, которые способствую брожению углеводов, образуя при этом молочную кислоту. Такое брожение часто используется как при промышленном производстве продуктов для сохранения и переработки напитков и еды, так и в домашних условиях.

В организме бактерии выполняют множество полезных функций. Прежде всего, кисломолочные бактерии поддерживают оптимальный баланс кислотности в кишечнике благодаря своей способности вырабатывать уксусную и молочную кислоту.

Кроме того, они способствуют нормализации защитной функции кишечника, что помогает человеку справиться с различными и прочими микроорганизмами. Молочнокислые бактерии благотворно влияют на печень через подавление повышенной активности метаболитов.

Помимо уксусной и эти полезные микроорганизмы способны вырабатывать такие летучие соединения как сероводород и перекись водорода, которые эффективно подавляют различные кишечные инфекции.

Множество проведенных исследований доказали, что кислотоустойчивые бактерии, к которым относятся молочнокислые микроорганизмы, производят множество микроэлементов и витаминов, которые способствуют оздоровлению организма в целом. При взаимодействии с другими веществами и между собой они выделяют ферменты, необходимые для нормального обменного процесса и пищеварения, а также лучшего усвоения питательных веществ.

Особый интерес среди всего разнообразия молочнокислых бактерий представляют микроорганизмы семейства Lactobacillaccae и семейства Slreptocuccaccae. Последние широко применяются при изготовлении различных кисломолочных продуктов: сметаны, йогурта с фруктовыми наполнителями, а также творога. Такие молочнокислые бактерии как ацидофильная палочка, легко приживаются на стенках кишечника и препятствуют делению гнилостных для здоровья человека.

Для того чтобы ваш организм мог самостоятельно поддерживать необходимые условия для размножения данных микроорганизмов, особых усилий не требуется. Достаточно придерживаться здорового рациона питания. К сожалению, современный мир устроен так, что выполнить данное условие непросто. Вся проблема в том, что, несмотря на полноценное питание, не все продукты из ежедневного рациона соответствуют стандартам качества.

Кроме неправильного питания, на кишечную микрофлору пагубно влияют такие факторы как постоянное стрессовое состояние, злоупотребление спиртными напитками и курение, а также длительное лечение антибиотиками.

Восстановить здоровую микрофлору в кишечнике можно, употребляя в пищу домашние молоко, простоквашу, сметану, творог или кефир. Можно воспользоваться магазинными молочнокислыми продуктами, однако пользы от них будет значительно меньше.

В зависимости от вида, молочнокислые бактерии способны по-разному влиять на состояние иммунной системы. К примеру, бифидобактерии, в отличие от лактобактерий, тормозят иммунный ответ. Поэтому, прежде чем покупать обратите внимание на то, какие именно кисломолочные бактерии они содержат в своем составе.

С использованием молочнокислых микроорганизмов изготавливается множество лекарственных средств, которые назначаются при таких нарушениях деятельности пищеварительной системы как дисбактериоз, диарея и прочие.

Реферат

Молочнокислые стрептококки

1. Общие понятия о молочнокислых бактериях

Молочнокислые бактерии, микробы, вызывающие в молоке (молочных продуктах) молочнокислое брожение, выражающееся в сбраживании молочного сахара в молочную кислоту; вследствие образования кислоты происходит свертывание молока. К Молочнокислым бактериям относятся палочки и кокки. Первые принадлежат к ацидофильным бацилам и обладают их свойствами; по классификации Лемана и Неймана палочки вместе с другими ацидофильными бацилами образуют группу «Plocamobacteria», а по Гейму и Шлирфу (Heim, Schlirf) - группу ацидобактерий. По американской классификации (Bergey) все Молочнокислые бацилы образуют особый вид-Lactobacil-laceae. Важнейшими представителями группы являются Вас. bul-garicus, Вас. caucasicus и другие. Мечниковым Вас. bulgaricus предложен для замещения «дикой» флоры кишечника у человека; Bact. mazun, 2,7-21 м в длину и 1 - 1,1 м в ширину, неподвижная, Грам-положительная палочка; не растет на обыкновенных питательных средах; на агаре с молочной сывороткой образует колонии с неровным краем и волосовидными отпрысками в окружающую среду. Содержится в мацуне, молочном продукте, изготовляемом в Армении. Повидимому идентична с LactobaC. caucasicus.-L actobac. lactis acidi Leichmann. Кроме перчисленных к молочнокислым бактериям относятся Lactobacillus Boas-Op р 1 е г i, встречающийся в желудочном содержимом, главным образом при раке желудка; Lactobacillus helvetieus (син. Вас. caseiFreudenreich"a), выделенный из кислого молока и сыров; Lactobacillus bu-sae asiaticus (Bact. busae asiaticae Tschekan), выделенный из бузы, и друг. - Микробом, всего чаще вызывающим скисание молока на холоду, является Streptococcus acidi lactici (Grotenfeldt) или по американской классификации-Streptococcus lacticus (Lister) Lonis. Для получения наилучшего роста всех видов молочнокислых микробов Омелянский рекомендует агар Коанди (Kohendy): 1 л молока кипятят 5 минут, добавляют 1,5 см3 соляной кислоты и фильтруют через холст. Полученную сыворотку слегка подщелачивают и на 1 л прибавляют 300 смг воды, 3 г желатины, 15 г. пептона и 20 гагара. Смесь прогревают в автоклаве, фильтруют и стерилизуют. Молочнокислые бактерии имеют большое значение в молочном хозяйстве, так как они участвуют в образовании различных молочнокислых продуктов (простокваша, лактобацилии, сметана, творог, сыры, кефир, кумыс, и др.).

В природе молочнокислые бактерии встречаются на поверхности растений (например, на листьях, фруктах, овощах, зёрнах), в молоке, наружных и внутренних эпителиальных покровах человека, животных, птиц, рыб (например, в кишечнике, влагалище, на коже, во рту, носу и глазах). Таким образом, помимо своей роли в производстве пищи и кормов, молочнокислые бактерии играют важную роль в живой природе, сельском хозяйстве и нормальной жизнедеятельности человека. Влияние ускоренной индустриализации производства молочнокислых бактерий, основанной на небольшом числе адаптированных для заводов штаммов, но природное разнообразие этих бактерий и здоровье человека пока остаётся не изученным.

Наши знания в микробиологии, генетике и биологии плазмид молочнокислых бактерий быстро идет вперед. Исследования распутывают молекулярные механизмы передачи генов, контроля и экспрессии.

Lactococcus lactis и Lactococcus cremoris прежде всего молочнокислые бактерии рода Streptococcus . Эти организмы развиваются естественно в молоке и были среди первых родов молочнокислых бактерий, изученными микробиологами. Они способны обладать N антигенной структурой в клеточной стенке.

Их роль в молочнокислом брожении и полезность как культуры стартера возобновила интерес в микробиологии и генетике, особенно с новейшей разработкой переноса гена и систем клонирования. Эти открытия дают возможность направлять генетические усовершенствования существующих культур стартера, используемых в молочной промышленности. Этот подход комплектует классические программы усовершенствования культур для того, чтобы увеличить невосприимчивость к бактериофагу, установить надежность и активность культуры при устранении нежелательных свойств. Использование микроорганизмов продовольственных сортов как основных бактерий для создания генетически проектируемых белков обеспечивает дополнительный стимул для более детального генетического анализа.

2. Классификация

Бактерии молочнокислые, группа микроорганизмов, сбраживающих углеводы с образованием главным образом молочной кислоты.

Классификация молочнокислых бактерий разработана недостаточно. Признаки бактерий могут значительно варьировать, что создает трудности при их классификации. В зависимости от характера образующихся продуктов при сбраживании гексоз бактерии молочнокислые делятся на гомоферментативные и гетероферментативные. Гомоферментативные бактерии при брожении сахаров образуют в основном молочную кислоту и незначительные количества фумаровой и янтарной, летучих кислот, этилового спирта и диоксида углерода; гетероферментативные - наряду с молочной кислотой образуют значительно большие количества уксусной кислоты, этилового спирта, углекислого газа и др. продуктов, используя на это 50% сахаров. Наиболее часто при классификации принимают во внимание форму клеток при условии, что культуры изучаются в определенном возрасте и среде. В основе деления на виды лежат также признаки сбраживания углеводов, потребности в источниках питания, учитывается оптическое вращение молочной кислоты. Первую научную классификацию молочнокислых бактерий разработал голландский ученый Орла-Иенсен в 1919. Бактерии молочнокислые объединены в семейство Lactobacillaceae, которое делится на подсемейство Lactobacilleae (род Lactobacillus) и Streptococceae (роды Streptococcus, Pediococcus, Leuconostoc). В виноделии широко распространены бактерии молочнокислые, относящиеся к 3 родам: Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc.

Молочнокислые бактерии, попадая в желудок и кишечник, становятся составной частью микрофлоры слизистой. Особенно это касается бифидобактерий. Одни бактерии производят ферменты, которые расщепляют белки на простые соединения, способствуя лучшему усвоению пищи. Другие вырабатывают антибиотики, что придает кисломолочному продукту лечебно-профилактические свойства.
Бактериальные культуры бывают термофильные (теплолюбивые) и мезофильные (холодолюбивые). Термофильные бактерии более активны, чем мезофильные. Названия молочнокислых продуктов, содержащих живые бактерии, обычно имеют приставки «био-», «ацидо-», «бифидо-», «лакто-». Разные бактерии оказывают различное влияние на организм. Недавние таксономические исследования пересмотрели разновидности в пределах рода Streptococcus и ввели изменения, затрагивающие мезофильные молочные культуры стартера. Из-за общих черт между S. lactis и S.cremoris , 9-ый выпуск Руководства Берги Систематической Бактериологии (том 2) сгруппировал S. lactis , S. diacetylactis , и S. cremoris в одну разновидность (род): S. lactis . Гарви и Ферроу предложили обозначить подразновидности S. lactis, S. diacetylactis, и S. lactis cremoris.

Однако, в 1985 Шлейфер и др. предложили, чтобы молочные стрептококки были классифицированы в пределах нового рода, Lactococcus , основанного на исследованиях гибридизации нуклеиновой кислоты, в иммунологическом отношении супероксиддисмутазы, липотейхоевых кислотных структур, образцов липида, жирной кислоты и менохинонного состава. Род Lactococcus был одобрен Международным Союзом Микробиологических Обществ в 1986. Теперь по новой номенклатуре S. Lactis , S. Diacetylactis, S. cremoris обозначается как Lactococcus lactis , Lactococcus lactis diacetylactis и Lactococcus lactis cremoris.

Сендин предложил, чтобы один из родов Lactococcus lactis , который использует цитрат для того чтобы получить диацетил, был назван Lactococcus lactis diacetylous . Так как молочнокислые лактобактерии так широко используемы в молочной промышленности, предложенная терминология является весьма выгодной.

. Морфология

По форме клеток бактерии молочнокислые делятся на кокковые и палочковидные. Диаметр кокковых форм от 0,5-0,6 до 1 мкм; они располагаются единично, парами или в виде цепочек различной длины. Палочковидные бактерии разнообразны по форме - от коротких коккообразных до длинных нитевидных различной длины (от 0,7-1,1 до 3,0 - 8,0 мкм), расположенных единично или цепочками (см. рис). На форму клеток значительно влияет состав среды и условия культивирования. Образование удлиненных палочковидных клеток наблюдается при развитии в средах, содержащих этиловый спирт, с высокой активной кислотностью, в средах с недостатком витамина В12 под действием ионизирующих излучений. Бактерии молочнокислые, встречающиеся в виноделии, в основном неподвижны, не образуют спор, пигмента, положительно окрашиваются по Граму, не восстанавливают нитраты в нитриты, характеризуются неактивной каталазой. Клеточные стенки представлют собой гомогенный электронно-плотный слой толщиной 15-60 мкм. Цитоплазматическая мембрана может быть двух- или трехслойной толщиной 75-85 А. В цитоплазме клеток бактерий молочнокислых обнаружены рибосомы диаметром около 150 А, область ядерного материала(нуклеоид), который состоит из тонких плотных нитей шириной 20-25 А, отождествляемых с дезоксирибонуклеиновой кислотой.

4. Особенности генома молочнокислых бактерий, их историческая перспектива

Наблюдения бактериологов, начатые с 1930-ых годов, были основой текущих событий в микробиологии и генетике молочнокислых бактерий.

При изолировании некоторых штаммов L. Lactis были отмечены неустойчивость и необратимая потеря свойства расщеплять лактозу (Lac), а также свойства протеиназной (Про) активности.

Позже, в 1950-ых годах, Kнетмен и Сворфлинг описали неустойчивость к использованию цитрата. Механизмы необратимой потери этих важных молочнокислых свойств были, в то время, неизвестны и ждали будущего разъяснения.

Об Исследовании, в котором описывались первые системы переноса гена, сообщали ещё в 1962. Мойлер-Мэдсен и Дженсон преобразовали (трансформировали) L. lactis к способности использовать цитрат и производить аромат солода, тогда как Сендин и др. использовали вирулентные бактериофаги, чтобы получить устойчивость стрептомицина к L. lactis C2 а также независимость триптофана от L. lactis 18-16. Это нужно было для того, чтобы генетический обмен играл существенную роль в изменении культуры стартера, однако необратимую потерю метаболических свойств не могли объяснить ещё 10 лет.

Ведущие генетические исследования были начаты вначале 1970-ых Маккеем и сотрудниками Университета Миннесоты. После наблюдений Mаккея и др., что лактобактерии были легко утеряны после того, как их клетки были обработаны акрифлавином, широко используемым мутагеном и плазмид-лечащим веществом, в 1972 выдвинули гипотезу, что неустойчивые соединения были закодированы плазмидами ДНК.В 1974 году было зарегистрировано присутствие плазмид в лактобактериях, что и дало начало новой эре исследования этих организмов.

Последующие исследования ясно установили распространенность и важность плазмид лактобактерий в молочнокислом брожении. Теперь известно, что плазмиды кодируют множество свойств, включая расщепление углеводов (лактозу, галактозу, глюкозу, сахарозу, маннозу и ксилозу); протеиназной активности; использование цитрата; системы ограничения и модификации, адсорбции фага, сопротивление к фаговой инфекции и другие защитные механизмы против бактериофагов; резистентность к ультрафиолетовому излучению; действие антигенов клеточных стенок; продукция низина и его устойчивость; продукция бактериоцина и устойчивость; продукция диплококков и иммунитет против них; а также вязкость.

Усовершенствованные методы анализа плазмид продвинули также исследование плазмид лактобактерий. Ранее при исследовании плазмид использовали электронную микроскопию, отнимающую много времени и утомительной техникой, чтобы охарактеризовать массу и число плазмид в специфическом состоянии. В 1978 Клейнхеймер и др. разработали быстрый способ для вырезания плазмид молочнокислых бактерий и использовали электрофорез в агаризованном геле для визуализации плазмид, таким образом, способствуя тем самым их быстрому и удобному анализу. В последние годы появилось немало других процедур выделения плазмид (особенно крупных), распространенных в лактобактериях, которые сделали анализ гораздо проще.

В конце 1970-ых и вначале 1980-ых были разработаны и уже эксплуатировались системы переноса генов, в то время как микробиологические, физиологические и технологические исследования этих организмов ещё продолжались.

Трансдукция играла важную роль в ранних генетических исследованиях и может иметь большое значение в изучении хромосомных генов. Трансдукция плазмид-кодированных лактобактерий с помощью умеренных бактериофагов от L. lactis была первоначально описана Маккеем и др. в 1973. Во время трансдукции плазмид-кодированных лактобактерий или протеиназного действия, происходят сокращения Lac/Prt плазмиды, наблюдаемые в плазмидах. Причины, приводящие к трансдуцирующему сокращению у Lac/Prt плазмид L. lactis , были определены Гэссоном. Обширные ограничения и анализ исключения показали, что трансдуцирующее сокращение Lac/Prt плазмид были вызваны определенными случаями удаления.

В 1979 Гессон и Девис, а также Kемплетон и Mаккей сообщили о процессе конъюгации лактобактерий. Вскоре высокочастотные конъюгационные системы передачи у L. Lactis 712 и L. lactis ML3, связанные с уникальным комплексированием клетки, наблюдались Крейсоном, Уолтом и Mаккеем. Во время коньюгационной передачи плазмид лактобактерий, наблюдались слияние репликонов и образование субъединиц. В 1984 Андерсен и Mаккей установили, что субъединицы были сформированы от слияния двух плазмид, и что они чаще подвергаются к более высокой частоте слияния во вторичной конъюгации. Предполагали, что есть посредник при слиянии.Кроме того, обратимая область была ответственна за экспрессию (выражение) генов, управляющих скоплением клеток.

В 1987, Ползин и Симидзу-Kадота выделили и охарактеризовали вставки последовательностей, участвующих в конъюгативном формировании ML3. Плазмида лактотобактерии в ML3 содержала две копии вставок последовательности, 1SS1S, которые были подобны последовательностям 1S26 грамотрицательных бактерий. У L. lactis 712, хромосомально определили расположение полового фактора, которые вместо плазмид были ответственны за высокочастотный коньюгационный перенос у лактобактерий.

В 1980 Гейссон разрабатывал методы для формирования и восстановления протопластов, а также использования протопластов для того, чтобы успешно перекомбинировать и передавать гены путем слияния протопластов. После этого в 1982 Гeйс, Koндo и Маккей успешно использовали протопласты для полиэтилен-индуцированной трансфекции и соответственно трансдукции. В 1986 году была проведена электропорация всех клеток, а также в 1887 году Сандерсом и Никлсоном описано полиэтилен гликоль-инддуцированная трансформация всех клеток. Трансформация и развитие эффективных методов электропорации были пересмотрены позже.

Разработка эффективных систем передачи генов, особенно коньюгации и трансформации, распространения плазмид среди лактобактерий обеспечило генетическое свидетельство о редактировании различных фенотипических свойств к дискретным плазмидам. Передача желательных генов хозяевам, испытывающим недостаток в них, также проявляет к себе коммерческим интерес.

Трансформация также сыграла ключевую роль в развитии методологии клонирования генов и молекулярных исследований экспрессии генов. Применялись две стратегии клонирования: клонирование непосредственно в лактобактериях и с помощью векторов шатла для клонирования гетерогенных хозяев таких как, Sanguis Streptococcus , Bacillus subtilis и Escherichia сoli .

Молекулярные исследования проводили с помощью генетических инструментов, которые теперь стали доступными. Де Вос, ван дер Воссен и др. установили, что организация последовательности рибосомных участков, промотор, а также терминационные последовательности некоторых генов лактобактерий подобны другим грамположительным бактериям. Кроме того, Кок и др. установили, что сигнал последовательности протеиназ L. cremoris Wg2 были подобны протеазам серина семейства subtilisin .

и 1980 гг. были связаны с развитием и назреванием этапов генетики лактобактерий. Применение генетических инструментальных средств разъяснило много интересных аспектов об этих организмах.

5. Размножение

Бактерии молочнокислые размножаются путем деления клеток, иногда перешнуровывания. Описан процесс размножения некоторых бактерий молочнокислых с помощью гонидий, при котором на концах палочек образуются зернышки (гонидии), увеличивающиеся в размерах, вытягивающиеся и превращающиеся в палочки, а также образование у бактерий молочнокислых фильтрующихся форм. Японскими исследователями доказано наличие у бактерий молочнокислых процесса спорообразования.

. Рост и развитие

На рост и развитие бактерий молочнокислых влияют различные факторы.

Углеродное питание . Наиболее важными источниками энергии для бактерий молочнокислых являются моно и дисахариды (глюкоза, лактоза, сахароза, мальтоза), а также органических кислоты (лимонная, яблочная, пировиноградная, фумаровая, уксусная и муравьиная) в концентрации 30 - 50 мкг/мл. Из жирных кислот рост бактерий молочнокислых стимулируют олеиновая, линолевая, а также линоленовая. При отсутствии сбраживаемых углеродсодержащих субстратов бактерий молочнокислых могут использовать аминокислоты в качестве источника энергии. Некоторые штаммы сбраживают полисахариды.

Азотное питание . Значительное число бактерий молочнокислых не способно синтезировать органических формы азота и поэтому нуждаются для своего роста в присутствии их в среде; только некоторые из бактерий молочнокислых используют минеральные соединения азота для синтеза ряда органических соединений. Для удовлетворительного роста бактерий молочнокислых необходим ряд аминокислот: аргинин, цистеин, глутаминовая кислота, лейцин, фенилаланин, триптофан, тирозин, валин.

Витамины . Все виды палочковидных бактерий нуждаются в пантотеновой кислоте, биотине, никотиновой кислоте, а гетероферментативные - еще и в тиамине. Потребности в пуриновых основаниях и тиамине связаны с потребностями в аминобензойной или фолиевой кислотах.

Неорганические соединения . Для роста и развития бактерии молочнокислые нуждаются в соединениях меди, железа, натрия, калия, фосфора, йода, серы, магния и особенно марганца.

Спирты . Бактерии молочнокислые устойчивы к действию повышенных концентраций спирта. Приспособленность к развитию при высоких концентрациях спирта является характерным свойством, широко присущим как гетероферментативным, так и гомоферментативным бактериям. Штаммы бактерий молочнокислых, обладающие высокой энергией кислотообразования, характеризуются и максимальной устойчивостью к спирту. Наиболее быстро в средах с высоким содержанием спирта размножаются молодые культуры. С возрастом скорость размножения их в этих средах закономерно снижается. Чем больше спирта содержит среда, тем медленнее протекает размножение. Угнетающее действие высоких концентраций спирта на бактерии молочнокислые более остро сказывается при высоких температурax. На неполноценных питательных средах, на которых развитие бактерий молочнокислых происходит заторможено, устойчивость к спирту значительно снижается. Длительное культивирование бактерий с дрожжами повышает их устойчивость к спирту. Продолжительность жизни бактерий молочнокислых без пересевов в спиртосодержащих средах (напр., в винах) в 2-4 раза больше, чем в тех же средах без спирта. Это объясняется тем, что в спиртосодержащих средах бактерии медленнее размножаются и накапливают продукты брожения. В осветленных винах в лабораторных условиях при комнатной температуре бактерии молочнокислые выживали более 7 месяцев. В основном спирт подавляет функцию размножения клеток; функция роста подавляется слабее. Спирт у многих видов, особенно при развитии на средах, слабо обеспечивающих их питание, вызывает увеличение размеров клеток в длину; иногда при этом они принимают вид длинных изогнутых нитей.

Форма клеток молочнокислых бактерий: а - кокки - Leuconostoc oenos (х 6000); б - Pediococcus cerevisiae (х 5000); в-палочки - Lactobacillus casei (x 8500); г - Lactobacillus brevis (x 5500)

Величина рН . Бактерии молочнокислые характеризуются порогом рН использования яблочной кислоты и сахаров. Оптимальный предел рН роста для бактерий, выделенных из вин - 4,3-4,8, нижний предел значения рН использования сахаров и яблочной кислоты - 2,9-3,0. В исключительных случаях рН составляет 2,85 и 2,78. Оптимальное значение рН яблочно-молочного брожения 4,2-4,5. При рН выше 4,5 яблочно-молочное брожение замедляется.

Температура . Большинство молочнокислых бактерий растет в относительно узкой зоне температур, которая оказывает влияние на скорость роста, превращений, а также на их потребность в питании. бактерии молочнокислые, выделенные из вин, относятся к мезофильным; они не размножаются при 45°С, и оптимальная температура их роста близка к 25°С-30°С. Температурa ниже 15°С резко тормозит скорость яблочно-молочного брожения. Незначительные дозы растворенного в вине кислорода стимулируют развитие молочнокислых бактерий. Они относятся к группе микроаэрофильных микроорганизмов.

Сернистый ангидрид является ингибитором молочнокислых бактерий. Его токсичность зависит от титруемой кислотности среды. Она значительно усиливается при пониженном значении рН. Связанные формы SO2 ингибируют бактерии молочнокислые, однако этот эффект значительно выше, когда SO2 в свободном состоянии. Больше влияет на размножение бактерий, чем на яблочно-молочное брожение. При концентрации связанного SO2 90 - 120 мг/дм3 яблочно-молочное брожение в винах с рН 3,2-3,3 практически невозможно.

. Молочнокислые стрептококки

К молочнокислым стрептококкам относят мезофильные стрептококки Streptococcus lactis, Str. cremoris и ароматобразующие Str. diacetilactis, Str. acetoinicus, Str. paracitrovorus (Leuconostoc citrovorum), Str. citrovorus (Leuconostoc citrovorum); термофильные Str. thermophilus; энтерококки (молочнокислые стрептококки кишечного происхождения) Str. liquefaciens, Str. faecalis, Str. zymogenes, Str. faecium, Str. durans, Str. bovis.

Это грамположительные кокки (рис. 27), образующие короткие или длинные цепочки. Неподвижны, спор и капсул не образуют. Они относятся к факультативно-анаэробным микроорганизмам (микроаэрофилам). Большинство из них не обладают протеолитической активностью, не образуют каталазу. Вызывают расщепление углеводов гомо- или гетероферментативным путем (такое деление связано с количеством получаемых при молочнокислом брожении побочных продуктов - летучих кислот, эфиров, спирта, диацетила и пр.).

Мезофильные стрептококки . Мезофильные молочнокислые стрептококки кефирного грибка - не однородная группа. Она состоит из активных кислотообразователей (Streptococcus lactis, Streptococcus. cremoris) и ароматообразующпх стрептококков (Leuconostoc citrovorum и Leuconostoc dextranicum).

В настоящее время Streptococcus lactis и Streptococcus cremoris рассматриваются как постоянная и наиболее активная часть микрофлоры кефирного грибка, обеспечивающая быстрое нарастание кислотности закваски в первые часы сквашивания.

Ароматообразующие стрептококки участвуют в формировании специфического вкуса и аромата кефира, а при излишнем развитии могут вызывать газообразование.. lactis (молочнокислый стрептококк). Клетки Str. lactis имеют круглую форму, располагаются в виде овальных, попарно соединенных клеток (диплококков) или коротких цепочек. При росте на поверхности твердых питательных сред образует мелкие, росинчатые колонии; глубинные колонии лодочкообразные или в форме чечевицы. Хорошо растут в присутствии глюкозы или лактозы. На гидролизованном агаре с мелом вокруг колоний образуют зоны просветления (в результате выделения молочной кислоты происходит растворение мела). Благоприятной средой для развития стрептококков является гидролизованное молоко. По росту на кровяном агаре относится к гамма-типу. Оптимальная температура роста 30°С. При этой температуре они свертывают молоко за 10-12 ч. Сгусток ровный, плотный, колющейся консистенции, имеет чистый кисломолочный вкус и аромат. Некоторые расы (разновидности) образуют сгусток тягучей консистенции и поэтому непригодны для выработки большинства кисломолочных продуктов. Str. lactis никогда не сбраживают рамнозу, сахарозу, раффинозу. Часто разлагают казеин. Предельная кислотность, создаваемая в молоке при культивдровании Str. lactis, колеблется в пределах НО - 120° Т (иногда 130° Т), однако встречаются и малоактивные штаммы, предельная кислотность которых достигает в молоке 90-100°Т. Некоторые разновидности Str. lactis продуцируют весьма активный антибиотик низин. Отдельные штаммы молочнокислых стрептококков могут вызывать пороки молочных продуктов: тягучесть, горечь (вследствие пептонизации молока) и др.. cremoris (сливочный стрептококк). Он отличается от Str. lactis тем, что его клетки чаще располагаются в виде цепочек. Форма и величина колоний аналогична форме и величине колоний Str. lactis. Оптимальная температура развития Str. cremoris 20-25°С, максимальная 35-38°С. Через 12 ч в молоке образует прочный сгусток сметанообразной консистенции. Предельная кислотность, образуемая Str. cremoris в молоке, ПО-115°Т. Ферментативные свойства также идентичны. Str. cremoris отличается от Str. lactis по способности сбраживать мальтозу, декстрин, сахарозу. Str. cremoris не растет при 40°С в среде с 4% NaCl при рН 9,2. Str. cremoris не разлагает казеина, иногда и салицина.

молочнокислый брожение бактерия гомоферментативный

Термофильные стрептококки

Эта группа микроорганизмов длительное время игнорировалась исследователями микрофлоры кефирных грибков. Считалось, что, поскольку продукт вырабатывают при сравнительно низких температурах, термофильных микроорганизмов в нем не должно быть. Количество этих микроорганизмов резко возрастает при повышении температуры культивирования. Роль термофильных молочнокислых палочек в кефирной закваске и кефире, по-видимому, достаточно существенна. Эта группа проявляет себя во всех случаях нарушения режимов культивирования грибков - повышения температуры, увеличения выдержки и т.д. Интенсивное развитие ее в закваске приводит к излишнему повышению кислотности и к подавлению мезофильных молочнокислых стрептококков.
К ним относятся Streptococcus thermophilus. Термофильные стрептококки по сравнению с мезофильными лучше развиваются при повышенной температуре. Термофильные стрептококки в отличие от мезофильных сбраживают сахарозу. Поэтому для их выделения из посевного материала к безуглеводной питательной среде добавляют сахарозу. Форма и расположение клеток в мазках идентична морфологии и расположению клеток Str. cremoris. Клетки несколько крупнее, располагаются в виде цепочек разной длины. Но Str. thermophilus имеет и свои особенности (оптимальная температура развития 40-45°С, максимальная 45-50°С). При росте на твердых питательных средах Str. thermophilus образует округлой формы с зернистой структурой поверхностные и глубинные лодочкообраз-ные, иногда с выростом колонии. При оптимальной температуре развития термофильный стрептококк свертывает молоко за 3,5-6 ч, образуя ровный, прочный сгусток сметанообразной консистенции; предельная кислотность 110-120°Т. Некоторые штаммы стрептококка выделяют диацетил. Термофильный стрептококк не сбраживает мальтозы, декстрина и салицина; не разлагает казеина.

Энтерококки - молочнокислые стрептококки кишечного происхождения. К ним относятся Str. liquefaciens (Mammococcus), Str. faecalis, Str. zymogenes, Str. faecium», Str. durans, Str. bovis. Они обитают в кишечнике человека и животных, в навозе, сточных водах. В больших количествах находятся в сыром и в малых в пастеризованном молоке, сыре.

Многие энтерококки образуют короткие цепочки или располагаются попарно. Клетки имеют округлую или яйцевидную форму. Они могут развиваться как при 10, так и при 45°С. Устойчивы к поваренной соли (6,5%), метиленовой сини и желчи (40%), к щелочной реакции среды (рН 9,6), к пенициллину в концентрации 0,3 ед. в 1 мл, к высокой температуре. Выдерживают нагревание при 65°С в течение 30 мин. Ферментируют большинство углеводов.. liquefaciens (Mammococcus). Имеет некоторое сходство со Str. lactis. Оптимальная температура роста 37°С. Маммококк образует не только молочную кислоту (110 - 115°Т), но и выделяет фермент типа сычужного, вследствие этого свертывание молока наступает при низкой кислотности 35-40°Т. Сгусток вначале прочный, ровный, затем под действием сычужного фермента стягивается (выделяется значительное количество сыворотки). Сбраживает сорбит и глицерин. Разлагает казеин и разжижает желатин. Молочные продукты при попадании маммококков приобретают горький вкус в результате накопления большого количества пептонов.. faecalis. Располагается в виде диплококков коротких цепочек. Способен ферментировать маннит, сорбит, редко арабинозу; восстанавливает лакмусовое молоко. На агаре с кровью вызывает гемолиз. Гидролизует белки (особенно в сырах, придавая им специфический запах).. zymogenes. По морфологии и культуральным свойствам сходен с Str. liquefaciens. Он частично разлагает казеин. В отличие от других энтерококков вызывает р-гемолиз эритроцитов, поэтому на кровяном агаре вокруг колоний образуются прозрачные зоны. Гемолиз эритроцитов считают признаком патогенности микроорганизма.. faecium. Его свойства аналогичны свойствам Str. faecalis, сбраживает арабинозу, сахарозу, редко сорбит; частично восстанавливает лакмусовое молоко. Не разлагает казеина.. durans (вариант Str. faecium). Сбраживает лактозу, глюкозу, мальтозу. Редко сбраживает сахарозу, салицин, маннит. Не сбраживает инулина, сорбита, раффинозы.. bovis. По своим свойствам, сходен с термофильным стрептококком. Некоторые штаммы этого стрептококка подвижны. Отличаются от других стрептококков большой чувствительностью к поваренной соли, желчи, щелочной среде и метиленовой сини. Не способен расти при 10°С. Лакмусовое молоко не свертывает, вызывает лишь частично его восстановление. Не сбраживает арабинозу, но часто ферментирует ксилозу.

Гомоферментативное молочнокислое брожение

Гомоферментативное молочнокислое брожение, в основе которого лежит гликолитический путь разложения глюкозы, является единственным способом получения энергии для группы эубактерий, которые при сбраживании углеводов превращают в молочную кислоту от 85 до 90% сахара среды. Бактерии, входящие в данную группу, морфологически различны. Это кокки, относящиеся к родам Streptococcus и Pediococcus, а также длинные или короткие палочки из рода Lactobacillus. Последний подразделяется на три подрода. Бактерии, включенные в два из них (Thermobacterium, Streptobacterium), также осуществляют гомоферментативное молочнокислое брожение. Все бактерии этой группы положительно окрашиваются по Граму, не образуют спор, неподвижны. Группа весьма гетерогенна в отношении нуклеотидного состава ДНК: молярное содержание ГЦ-пар оснований колеблется от 32 до 51%. Значительные колебания по этому признаку характерны и для бактерий, объединенных в роды и даже подроды.

Лактатдегидрогеназа, катализирующая превращение пирувата в лактат, стереоспецифична. У разных видов она содержится в виде определенных оптических изомеров; в зависимости от этого бактерии продуцируют D- или L-форму молочной кислоты. Те из них, которые образуют смесь D- и L-форм, содержат или две формы фермента, различающиеся стереоспецифичностью, или лактатрацемазу.

У этой группы эубактерий молекулярный кислород не включается в энергетический метаболизм, но они способны расти в присутствии О2, т.е. являются аэротолерантными анаэробами. В их клетках в значительном количестве содержатся флавиновые ферменты, с помощью которых происходит восстановление молекулярного кислорода до Н2О2. Из-за неспособности молочнокислых бактерий синтезировать гемовую группу у них отсутствует каталаза - фермент, катализирующий разложение перекиси водорода, поэтому последняя может накапливаться в клетке.

Особенностями конструктивного метаболизма гомоферментативных молочнокислых бактерий являются слабо развитые биосинтетические способности, что выражается в большой зависимости их роста от наличия в питательной среде готовых органических веществ (аминокислоты, витамины группы В, пурины, пиримидины). В качестве источника углерода молочнокислые бактерии используют лактозу (молочный сахар) или мальтозу (растительный сахар, образующийся при гидролизе крахмала). Могут они также использовать некоторые пентозы, сахароспирты и органические кислоты.

Из всех известных непатогенных прокариот молочнокислые бактерии отличаются наибольшей требовательностью к субстрату. Зависимость этих бактерий от наличия готовых органических веществ среды указывает на примитивность в целом их конструктивного метаболизма.

Молочнокислые бактерии распространены там, где они могут обеспечить свои высокие потребности в питательных веществах и где имеются большие количества углеводов, переработка которых дает им необходимую для роста энергию. Их много в молоке и молочных продуктах, на поверхности растений и в местах разложения растительных остатков; обнаружены они в пищеварительном тракте и на слизистых оболочках животных и человека.

Молочнокислым бактериям принадлежит главная роль в осуществлении ряда процессов, используемых с давних времен для получения различных кисломолочных продуктов, в процессах соления и квашения овощей, силосования кормов. Кефир - продукт совместной деятельности молочнокислых бактерий и дрожжей. Известно много национальных кисломолочных продуктов (кумыс, йогурт и др.), для приготовления которых используют кобылье, верблюжье, овечье, козье молоко, а в качестве закваски - естественно возникшие и сохраняемые комплексы молочнокислых бактерий и дрожжей.

Молочнокислые бактерии играют также большую роль в процессе приготовления сыров и сливочного масла. Первый этап производства сыров (створаживание белков молока) осуществляется молочнокислыми бактериями.

Скисание сливок, необходимое для получения сливочного масла, также вызывают бактерии рода Streptococcus. Помимо молочной кислоты некоторые из них образуют ацетоин и диацетил, придающие сливочному маслу характерный запах и вкус. Субстратом служит лимонная кислота, содержание которой в молоке может достигать 1 г/л. Реакции, ведущие к образованию этих веществ, начинаются с расщепления лимонной кислоты:

НООССН2СООНСН2СООН СН3СН2СООН + С2Н5ООССОСН2СООС2Н5

Уксусная кислота выделяется в среду, а щавелевоуксусная кислота (ЩУК) декарбоксилируется, что приводит к образованию пирувата:

С2Н5ООССОСН2СООС2Н5 СН3СОСООН+ СО2 (1)

Дальнейшее метаболизирование пирувата осуществляется по трем различным путям: часть молекул восстанавливается до молочной кислоты; другая часть подвергается декарбоксилированию, приводящему к возникновению разных С2-интермедиатов (ацетил-КоA и «активный» ацетальдегид) и взаимодействию между ними, заканчивающемуся синтезом молекулы диацетила. Восстановление последнего приводит к образованию ацетоина:

СН3-СО-СО-СН3 + НАД*Н2 СН3-СНОН-СО-СН3 + НАД+ (2),

где СН3-СО-СО-СН3 - диацетил, а СН3-СНОН-СО-СН3 - ацетоин.

Эта последовательность реакций не связана с получением клеткой энергии. Смысл ее, возможно, в дополнительном своеобразном решении «акцепторной проблемы», так как, во-первых, образование пирувата в реакции 1 не сопровождается синтезом НАД*Н2, и, во-вторых, синтез ацетоина из диацетила (реакция 2) требует дополнительных молекул НАД*Н2.

Использующие мальтозу молочнокислые бактерии участвуют в квашении овощей. В мелко нарезанные овощи добавляют 2-3% соли и создают условия, исключающие свободный доступ воздуха. Начинается спонтанное молочнокислое брожение. Аналогичный процесс протекает при силосовании кормов. Предназначенная для силосования растительная масса плотно загружается в силосные башни или ямы. Чтобы повысить питательные свойства среды, добавляют мелассу, а в целях создания более благоприятных условий для молочнокислых бактерий растительную массу подкисляют. В этих условиях также протекает спонтанное молочнокислое брожение.

Выводы

Молочнокислые бактерии - группа микроаэрофильных грамположительных микроорганизмов. Как правило, это неподвижные, неспорообразующие кокковидные или палочковидные представители отряда Lactobacillales (например, Lactococcus lactis , Lactococcus cremoris или Lactobacillus acidophilus ).

Геном этих бактерий состоит из кольцевой замкнутой хромосомы, в которой кодируется вся информация, необходимая для жизни, и дополнительных генетических элементов - плазмид и транспозонов. Последние могут обеспечить организм хозяина генетической информацией, которая ему необходима для выживания в определенных условиях. Плазмиды могут кодировать такие свойства, как расщепление углеводов, протеиназная активность, антибиотикорезистентность, резистентность к ультрафиолетовому излучению, сопротивление к фаговой инфекции и другие защитные механизмы против бактериофагов, продукция бактериоцина, а также вязкость и др.

Организация последовательности рибосомных участков, промотор, а также терминационные последовательности некоторых генов лактобактерий подобны другим грамположительным бактериям.

Передача генов совершается с помощью процессов конъюгации, трансформации. Последний сыграл ключевое значение в развитии методологии клонирования генов и молекулярной экспрессии генов.

Изучение генетики этих бактерий имеет как научный, так и коммерческий интерес в связи с их полезностью. Молочнокислые бактерии помимо своей роли в медицинской промышленности, производства пищи и кормов играют важную роль в природе и нормальной жизнедеятельности человека. Поэтому изучают и устанавливают механизмы передачи патогенных свойств, устойчивости к лекарственным препаратам, а также проводятся всевозможные исследования для усовершенствования этих культур.

Список литературы

1) Беленовский Г., Молочнокислые микробы и бактериотерапия (Мед. микробиология, под ред. Л. Тарасевича, т. II, СПБ-Киев, 1913)

) Бурьян НИ., Тюрина Л.В. Микробиология виноделия. - M., 1999.

) Квасников Е.И. Биология молочнокислых бактерий. - Ташкент, 2000

) Квасников Е.И., Нестеренко О.А. Молочнокислые бактерии и пути их использования. - Москва, 1995.

) Миллер А. Санитарная бактериология, М.-Л., 1930

) Шендеров Б.А. // Медицинская микробная экология и функциональное питание. 2001. Т.3.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Коржова Екатерина

Исследовательская работа подготовлена на научно практическую конференцию Нижневартовского района "XXI век. В поисках совершенства". Заняла второе место. Вошла в сборник материалов с НПК учащихся Нижневартовского района

Скачать:

Предварительный просмотр:

Введение

Бактерии - самая древняя группа живых организмов. Их изучение начали три века назад. Молочнокислые бактерии по праву можно назвать самыми распространенными и часто упоминаемыми в обыкновенной повседневной жизни. Человек с ними сталкивается ежедневно, когда протягивает руку в магазине к прилавку с молочнокислой продукцией.

В ходе ознакомления с содержанием работы кто - то не захочется купить тот или иной кисломолочный продукт, причем об этом он нисколько не пожалеет.

Может быть, многим не захочется купить в аптеке препарат для восстановления миклофлоры кишечника после приема антибиотиков, а он заменит его стаканом свежеприготовленного домашнего кефира или йогурта.

Человек, страдающий ожирением, не побежит кодироваться или покупать таблетки от похудания, а вспомнит про старый проверенный способ - кефир после шести.

Женщины сэкономят средства на косметике, если примут к сведению информацию о лечебном воздействии молочнокислых бактерий на кожу, волосы и ногти.

Цель работы: раскрыть роль молочнокислых бактерий в жизнедеятельности человека.

Задачи были поставлены следующие:

Изучение прокариот на примере молочнокислых бактерий.
Обобщение материала, служащего доказательством их использования в пищевой, косметической и медицинской отраслях промышленности.
Изучение состава молочнокислых продуктов.
Выявление «полезных» и «вредных» для здоровья человека молочнокислых продуктов.
Овладение методикой приготовления молочнокислых продуктов (кефира и йогурта) в домашних условиях.

Объектом исследования выбраны молочнокислые бактерии .

Предметом исследования - молочнокислые продукты , полученные на основе этих бактерий.

Работа состоит из двух частей.

В теоретической части освещены вопросы, касающиеся истории открытия, форм, видов бактерий. Собрана и обработана информация о важнейших кисломолочных продуктах и их широком применении в жизнедеятельности человека.

В практической части приведены данные качественного и количественно состава наиболее распространенных и привлекательных молочнокислых продуктов. Результаты исследования легли в основу получения в домашних условиях полезных продуктов: кефира и йогурта. Опыты доказали, что это настоящие «живые» продукты. Сделав расчеты, пришли к выводу, что получать их дома не только полезно, но и выгодно.

В процессе подготовки работы использованы разные источники информации. Наиболее полная и интересная была получена на биологических и медицинских сайтах.

История открытия бактерий (прокариот).

Бактерии - это очень древние организмы, занявшие все среды обитания. Но открыты они были сравнительно недавно, в XVII в.
Первым человеком, увидевшим микроорганизмы, был голландец Антонио ван Левенгук. Заинтересовавшись строением льняного волокна, он отшлифовал для себя несколько грубых линз. Поместил их в оправы из серебра. Таким образом, появилась первая лупа. С помощью такой лупы Левенгук впервые увидел бактерий. Вот выдержка из его письма в Лондонское Королевское общество: «24 апреля 1676 г. я посмотрел на воду… и с большим удивлением увидел в ней огромное количество мельчайших живых существ…». Так зародилась наука - микробиология.

Первым, кто увидел микрофлору кисломолочных продуктов, был француз Луи Пастер . Исследуя под микроскопом кислое молоко, Пастер обнаружил в нем очень маленькие "шарики" и "палочки". Наблюдая за ними, Пастер убедился в том, что «шарики и палочки» в кислом молоке растут, и количество их быстро увеличивается. "Следовательно, они размножаются", - решил Пастер. Добавляя ничтожное количество кислого молока, содержащего «шарики и палочки», в свежее молоко, Пастер вызывал его сквашивание, то есть молочнокислое брожение. Эти исследования вызвали большой интерес к этой теме. Усилиями ученых микробиологов были изучены как физиология самих микроорганизмов, так и биохимические процессы брожения и гниения, вызываемые бактериями. Нормальными обитателями даже хорошего молока считаются кисломолочные бактерии, дрожжи. В теплом молоке бактерии очень быстро размножаются: каждые полчаса может разделиться пополам и дать две новые. Таким образом, в течение короткого времени количество бактерий в 1мм теплого молока может достигнуть нескольких миллионов, что отразится на его качестве - оно скиснет, если в нем преобладают молочнокислые бактерии, или приобретет неприятный вкус в случае развития нежелательных бактерий, например пептонизирующих.

Формы бактерий

Формы бактерий довольно разнообразны. Вот неполный перечень известных форм, обнаруженных учеными - микробиологами при помощи электронного микроскопа. (фотографии форм бактерии см. приложение)

Виды бактерий.

К классификации бактерий подходят по разным параметрам.

По выполняемым функциям:

Бактерии гниения
Почвенные бактерии
Молочнокислые бактерии
Уксуснокислые бактерии
Бактерии спиртового брожения
Патогенные (болезнетворные) бактерии

По типу питания:

Гетеротрофные
Автотрофные (хемосинтетики и фотосинтетики)

По отношению к кислороду:

Аэробные
Анаэробные

Молочнокислые бактерии - представители прокариот.

Молочнокислые бактерии, как и все прокариоты не имеют ядра. Носителем наследственной информации выступает спиральная нить ДНК, локализованная в цитоплазме. От окружающей среды внутреннее содержимое ограничено оболочкой и тонкой цитоплазматической мембраной.

Все молочнокислые бактерии относятся к двум родам:

Род Streptococcus вид Streptococcus Lactis — это кокки овальной формы 0.8-1.2 мкм, которые образуют цепочки различной длины. При старении цепочка дробится.
Вид Streptococcus diacetilactis — это более мелкие кокки, диаметр которых 0.5-0.7 мкм. Они образуют цепочки различной длины, продукты жизнедеятельности которых придают аромат продукту.
Род Lactobacillus — представляет собой палочковидные клетки:6- 8 мкм длиной, образующие короткие цепочки. Неспорообразующие.

Наиболее широко распространены:

Lactobacillus bulgaricum.
Lactobacillus acidophillum.

Кисломолочные продукты и их значение в жизни человека.

Кисломолочные продукты входят в рацион любого человека. В зависимости от сочетания родов и видов кисломолочных бактерий, из них получают различные кисломолочные продукты. Молоко — удивительное изобретение природы. Человек уже давно оценил пищевые и лечебные свойства молока и не только научился использовать этот продукт, но и значительно усовершенствовал его. Из молока стали производить различные кисломолочные продукты питания. Например: йогурт, кефир, простоквашу, сметану, творог, масло. Со временем появилось много вопросов о качественном составе и влиянии на организм человека кисломолочных продуктов.

Краткие сведения о составе кисломолочных продуктов

Название продукта	Состав
Молоко	При чистом содержании коровы в одном миллилитре парного молока содержится около 100000 бактерий , из которых на долю гнилостных приходится примерно 96 % а на долю кисломолочных бактерий-4%. В связи с этим, парное молоко пить не желательно, соответственно, необходимо пить зрелое молоко, при температуре 8-10°С оно должно отстояться сутки. За это время изменяется отношение гнилостной и молочнокислой микрофлоры: 4% гнилостных и 96% молочнокислых бактерий.
Кефир	Кефирный грибок представляет собой сложный симбиоз (совместное существование) микроорганизмов, образовавшийся в процессе длительного развития. Сжившиеся микроорганизмы ведут себя как целостный организм. Они вместе растут, размножаются и передают свою структуру и свойства последующим поколениям. Белые или слегка желтоватые кефирные грибки обладают кислым специфическим вкусом. Основную их микрофлору составляют молочнокислые палочки, стрептококки и дрожжи. Они определяют специфический вкус и аромат кефира, его питательные свойства. В процессе жизнедеятельности кефирного грибка микроорганизмы, входящие в его состав, вызывают изменения в молоке. Под влиянием молочнокислых стрептококков и палочек происходит молочнокислое брожение, дрожжи вызывают спиртовое брожение. Благодаря этим процессам составные элементы молока претерпевают изменения, особенно молочный сахар. Образующиеся при этом углекислота и спирт активизируют деятельность желудка, ускоряют процессы пищеварения, возбуждают аппетит. Молочная кислота благотворно влияет на микрофлору кишечника, задерживает развитие гнилостных бактерий.
Сметана	Для приготовления сметаны необходимы сливки. При этом используются чистые бактериальные культуры, в состав которых входят молочнокислый и сливочные стрептококки и ароматообразующие бактерии.
Творог	Творог сквашивают чистыми культурами молочнокислых стрептококков и ароматообразующих бактерий . Закваска обычно имеет кисломолочный вкус, без каких-либо запахов, газообразования, выступающей сыворотки. Творог не выдерживает длительного хранения, так как в нем быстро размножаются молочнокислые бактерии, плесени.
Йогурт	В йогурте в качестве закваски используют открытую И. И. Мечниковым разновидность молочнокислых бактерий — Болгарскую палочку . При приготовлении йогурта закваска состоит из чистых культур термофильного стрептококка и болгарской палочки , содержащихся в равных соотношениях. При нарушении такого соотношения продукт может приобрести резкокислый вкус, зернистую структуру или быстро выделить сыворотку.

Наиболее полезными кисломолочными продуктами ученые - медики считают кефир и йогурт. Они широко применяются не только как ценные продукты питания, но и как медицинские и косметические препараты.

Загадочная история кефира и его лечебные свойства.

С этим довольно привычным для нашей современной жизни продуктом связано множество легенд, слухов и загадок. Происхождение кефирного грибка окутано тайной. Одни связывают его происхождение с древними народностями, населявшими Тибет и, соответственно, называют Тибетским грибком. Согласно этой версии, грибок занимал почетное место среди прочих тайн тибетской медицины. В Европу он был вывезен из Индии неким польским профессором, излечившимся с помощью кефира от рака желудка и печени. По мнению других, родина кефирного грибка - горные селения Северной Осетии, где сам кисломолочный продукт до сих пор играет немаловажную роль в национальной кухне. Мусульмане, населяющие Северный Кавказ, считали кефирный грибок подарком самого пророка Мухаммеда и ревностно оберегали тайну производства божественного напитка. В середине XIX века слухи о его удивительных целебных свойствах и замечательном вкусе достигли России. Каким образом кефирный грибок все-таки попал в нашу страну - неизвестно. Ходили слухи об успешных действиях самых знаменитых детективов на службе правительства. Не менее популярна была история о влюбленном князе и русской девушке Ирине, которой достался заветный рецепт как подарок в честь примирения после ссоры с князем.
Как бы то ни было, к 1907 году известный заводчик Баландин по просьбе Всероссийского общества врачей наладил производство кефира в России. По примеру Европы в нашей стране начали появляться и завоевывать популярность кефирные лечебницы, в которые принимали больных рахитом, анемией, водянкой, с болезнями легких, различными желудочно-кишечными и гинекологическими заболеваниями. Доказано, что использование молочнокислых продуктов ускоряет вывод различных радионуклидов. Настоящий кисломолочный продукт обязательно содержит живые микроорганизмы (кисломолочные бактерий), которые составляют основную массу микрофлоры пищеварительного тракта человека. Нарушение баланса микрофлоры, называемое дисбактериозом, может привести к всевозможным заболеваниям: язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, аллергии, гастритам. Одно из самых неприятных последствий дисбактериоза — снижение иммунных функций организма, оно влечет за собой затяжное лечение болезней, развитие осложнений. Из-за нарушения пищеварительных функций повышается утомляемость, появляются усталость и вялость. Дисбактериозы встречаются часто и у взрослых, и у детей. Причиной их возникновения могут быть стрессы, неблагоприятная экологическая обстановка, некачественные питьевая вода и пища. Микрофлора кишечника нарушается и после приема антибиотиков, которые убивают необходимые организму бактерии. Лечить дисбактериоз приходится лекарственными препаратами, а вот предотвратить его помогают кисломолочные продукты , прежде всего кефир и приготовленные на его основе биокефир и бифидок. Эти равноценные по составу напитки представляют собой улучшенный кефир с добавками бифидобактерий — свойственных человеку микроорганизмов, которые помогают процессу пищеварения (на их долю приходится, например, около 90% микрофлоры толстого кишечника). Японцы используют кефир для профилактики лечения анкогинеза желудка и кишечника . Молочнокислыми продуктами «оздоровляют» микрофлору кишечника и лечат гастриты. Для лечения гастритов с повышенной кислотностью используется свежий (однодневный) кефир (содержит следы спирта), с пониженной кислотностью — трёхдневный кефир. Также кисломолочные бактерии подавляют развитие гнилостных бактерий , которые вызывают колиты: шигеллу, вызывающую дезентирию и сальманеллы, вызывающие брюшной тиф.

Широкое распространение кефир получил в косметологии. На его основе изготавливают многие бальзамы, маски, шампуни, крема. Например, нехитрый рецепт приготовления маски для волос, полезной в весенний период, когда волосы становятся ломкими и сухими.

Молочнокислые продукты создают жировую пленку, которая защищает волосы от повреждения щелочным раствором, образующимся при растворении мыла в воде. Нужно взять, скажем, простоквашу или кефир обильно смочить голову, покрыть полиэтиленовой косынкой, а сверху - махровым полотенцем. Через 25-30 минут промыть волосы в пене туалетного мыла, типа «Детское», тщательно ополоснуть просто тёплой водой, а затем - подкисленной (1 столовая ложка уксуса на 2 л воды).

Если есть проблемы с веснушками, то маска из свежего кефира тоже может пригодиться. Яркость и количество веснушек можно снизить, если ежедневно протирать лицо свежим кефиром.

Грибок между пальцами ног можно вывести, если ежедневно смачивать марлевую тряпочку в кефирном растворе и обертывать на ночь ноги. Эта процедура не только поможет избавиться от ногтевого грибка, но и способствует росту и укреплению ногтей, размягчению кожи на стопах ног.

Йогурт и его лечебные свойства .

Йогурт - европейский синоним осетинского слова «кефир», кисломолочный продукт. Делают его йогуртом особые бактерии - так называемая болгарская палочка и термофильный стафилококк . Кисломолочные продукты, полученные с помощью иных микроорганизмов, соответственно, йогуртами не являются. Настоящий «просто йогурт» может понравиться далеко не всем. На вкус это откровенная кислятина. Однако это и есть самый натуральный, способствующий пищеварению продукт. Натуральный йогурт - эффективное средство восстановления микрофлоры кишечника. Йогурты рекомендуются людям, длительное время принимающим антибиотики, которые уничтожают любые бактерии. Им, антибиотикам, все равно, вредные это бактерии или полезные. Йогурт же помогает сохранить в организме полезную микрофлору, без которой кишечник не может нормально функционировать. Йогурт используют при лечении желудочно-кишечных заболеваний, колита, холецистита, туберкулеза, фурункулеза, детской грудной астмы и других болезней. Употребление этого продукта в пищу помогает улучшить пищеварение и обмен веществ. Тем, кто немного «перебрал» в праздничном застолье, йогурт поможет снять похмельный синдром и головную боль. Йогурт ценен не только как пищевой продукт. На его основе изготавливают парфюмерные средства, которые улучшают волосы и кожу. На Западе давно осознали, что йогурт - едва ли не самый полезный кисломолочный продукт, поэтому европейцы потребляют его в огромных количествах - от 13 до 35 килограммов в год на одного человека.

Что такое «живой» и «мертвый» йогурт?

Покупая йогурт, следует помнить о том, что среди них есть «живые» и термически обработанные. Пользу организму приносят только «живые» йогурты, то есть приготовленные на основе молока с использованием особой закваски (набор молочнокислых бактерий определенных штаммов). Она обеспечивает пробиотическую микрофлору, которая является врагом микроорганизмов, вызывающих различные заболевания и пищевые расстройства. Благодаря молочнокислым бактериям «живой» йогурт, как и все кисломолочные продукты такого рода (кефир, простокваша), приостанавливает гнилостные процессы в кишечнике и повышает сопротивляемость организма к инфекциям. Настоящий «живой» йогурт имеет срок хранения не более трех недель и должен храниться только в холодильнике. Часто на упаковке такого продукта есть специальная маркировка, указывающая на содержание живой йогуртовой культуры. Термически обработанные йогурты характеризуются более длительным сроком хранения, а он достигается за счет термической обработки продукта, в ходе которой заквасочные культуры погибают. По сути, это уже не йогурты, а напитки на йогуртовой основе. Поначалу отечественный рынок был наводнен именно такими импортными продуктами, которые назывались йогуртами, но на самом деле таковыми не являлись. Впрочем, заявления производителей о том, будто именно их йогурт «живее всех живых», не гарантируют, что приобретенный вами продукт обладает полезными свойствами. И в первую очередь - из-за особенностей его транспортировки и хранения. Йогурт - очень нежный продукт, и привезти его издалека без специального холодильника невозможно. «Живой» и не содержащий консервантов йогурт рискует в дальней дороге испортиться. Стоит температуре подняться на несколько градусов, как йогуртовые бактерии начинают бурно размножаться - и в конце концов задыхаются от нехватки кислорода. До покупателя этот йогурт доходит скисшим и «мертвым». Поэтому «живые» йогурты, взятые с магазинного прилавка, зачастую таковыми уже не являются. Сейчас в потребительской среде усиленно насаждается понятие «долгоживущий йогурт». Из каких таких «благих намерений» продуктовой индустрии появляются на свет подобные йогурты-долгожители, особо объяснять не нужно. Важно помнить другое: содержание активных микроорганизмов не может долгое время оставаться на том уровне, который обеспечивает профилактический и оздоровительный эффект. Если на упаковке стоит месячный срок годности, значит, это «долгоживущий» йогурт. То есть полезная микрофлора в нем отсутствует.

Из чего же сделан йогурт?

Сейчас выпускают йогурты трех видов:

Йогурт как таковой (то есть без фруктовых и ароматических добавок),

Йогурт фруктовый или овощной

Йогурт ароматизированный.

Просто йогурт, как уже было сказано, - это чистый белый молочный напиток безо всяких добавок , он максимально полезен по сравнению с другими видами йогуртов.

Во фруктовом или овощном йогурте допускается до 30 % вкусовых добавок. Покупая йогурт, например, с грушевым вкусом, вы получаете молочнокислый продукт, в котором никакой груши, разумеется, никогда не было. Собственно, грушевая эссенция - это бутилацетаты (бутиловые эфиры уксусной кислоты). Производители йогуртов утверждают, что эти эфиры абсолютно безвредны. Однако нужно знать, что бутилацетат - это растворитель, который применяется в производстве лакокрасочных материалов.

Ароматизированный йогурт отличается от простого тем, что в него добавлены различные ароматизаторы - натуральные или идентичные натуральным. Покупая йогурт, например, с абрикосовым ароматом, вы получаете тот же полезный молочнокислый продукт с пищевыми добавками, разрешенными и безопасными для использования.

Йогуртов с фруктовыми наполнителями - кусочками или целыми ягодами - лучше вообще избегать, если, конечно, слово «здоровье» имеет для вас какой-нибудь смысл. Дело в том, что эти «кусочки» проходят стерилизацию без термической обработки. Защищают фрукты-овощи от порчи весьма оригинальным образом, а именно облучают их «мирным атомом». Процесс облучения прост - поддоны с продуктами помещаются в особую камеру, где из воды поднимается решетка с кобальтом-60 (радиоактивный изотоп кобальта) и бомбардирует фрукты-овощи радиацией. Производители заверяют, что если все делать по правилам, продукты после облучения не становятся радиоактивными, а делаются стерильными. Но можно сказать более точно - они становятся никакими. Облучение расщепляет витамины и ферменты, то есть делает продукт «мертвым». Кроме того, радиация разбивает молекулярную структуру фруктов и овощей, в результате чего возникает целый набор химических веществ, называемых «уникальными радиолитическими продуктами». В их число входит бензол, формальдегид и множество других мутагенов и канцерогенов. Этакий коктейль с ягодно-фруктовыми кусочками, плавающими в йгуртовом месиве. Разумеется, содержание вредных веществ во фруктово-ягодном йогурте мизерное, но само их присутствие делает сей напиток в лучшем случае «пустым».

Лечебные свойства йогурта.

Бактерия Helicobacter pylori считается важной причиной язвенной болезни, поэтому для ее лечения применяют антибиотики. Однако у 10-23% пациентов антибиотики не действуют. Ученые из Тайваня предложили в этом случае использовать йогурт, содержащий бифидо- и лактобактерии.
Они доказали, что употребление этого йогурта перед проведением повторного курса комбинированного лечения значительно улучшает результаты. Ученые обследовали 138 пациентов, у которых не удалось вылечить хеликобактерную инфекцию после применения трехкомпонентной схемы лечения. До проведения курса четырехкомпонентной терапии, часть пациентов употребляли йогурт, часть - нет. После повторного курса, от H. pylori полностью избавились 91% пациентов, употреблявших йогурт и только 77% не употреблявших этот продукт. «Бактерии, содержащиеся в йогурте, действуют на H. pylori и уменьшают его содержание в организме», - комментируют свою работу ученые.

Университет Брауна\\Brown Medical School сообщил о разработке технологии, которая способна остановить распространение ВИЧ\\СПИДа половым путем. Основой для технологии стали бактерии, используемые при изготовлении йогуртов и сыров.
Суть новой технологии следующая: ранее был обнаружен белок циновирин, который обладает уникальной способностью блокировать доступ вируса ВИЧ\\СПИД в клетки организма. С помощью методов генной инженерии, циновирин был совмещен с молочно-кислыми бактериями, применяемые для сквашивания молока и изготовления различных молочных продуктов. Полученные бактерии, содержащие циновирин, могут быть использованы для изготовления кремов, способных предотвращать заражение "чумой 20 века". К примеру, их возможно будет применять перед половым актом. По данным Всемирной Организации Здравоохранения\\World Health Organization, эпидемия СПИД унесла жизни более 25 млн. человек (3.1 млн. в 2005 году).

Практическая часть.

Состав молочнокислых продуктов.

В ходе поиска информации о молочнокислых бактериях и продуктах, полученных в результате их деятельности, появилась мысль об изучении состава молочнокислых продуктов, распространенных на прилавках наших магазинов и еще не так давно входивших в рацион питания школьников. Результаты исследования приводятся в таблице № 1.

Таблица №1

Состав молочно-кислых продуктов.

	Жиры г на 100г	Белки г на 100г	Углеводы г на 100г	Пищевая ценность Ккал	Молочные бактерии КОЕ	Дрожжи	Бифидо-бактерии	Срок годности
Кефир								14 суток
Био-йогурт “Био-баланс”								21 день
Сметана
Йогурт “Услада” Продукт растительно-молочный, йогуртный, пастеризованный			17,4		Обезжиренное молоко, растительные экстракты, красители:Е120, ароматизаторы черника, регуляторы кислотности: лимонная кислота, цитрат Na, загустители: гуаровая камедь, Е412, сироп глюкозы, сливки, желатин, модифицированный крахмал Е1422, сухая молочная сыворотка, сахар, вода	4 месяца
Йогурт “Эрмигут” Продукт молочно-растительный, йогуртный, пастеризованный, фруктовый			16,5		Обезжиренное молоко, растительные экстракты,красители:Е120, ароматизаторы клубника, ананас, регуляторы кислотности: лимонная кислота, цитрат Na, загустители: гуаровая камедь, Е412, сироп глюкозы, сливки, желатин, модифицированный крахмал Е1422, сухая молочная сыворотка, сахар, вода	4 месяца
Чудо-творожок Продукт творожный, термизированный взбитый фруктовый ароматизированный					Молоко нормализованное, сахар, вода, стабилизаторы: крахмал модифицированный, желатин, гуаровая камедь, камедь рожкового дерева, ароматизаторы: ваниль, груша, краситель: анното, лимонная кислота, цитрат Na, закваска, сычужный фермент	1,5 месяца
Молоко				62		6 месяцев

Вывод: наибольшую ценность представляют кефир, питьевой йогурт и сметана, т.к. в их составе содержатся культуры молочнокислых бактерий и бифидобактерий. Употребление в пищу «Чудо-творожка» , «Услады», «Эрмигурта» может нанести вред здоровью, т.к. в их составе содержится большое количество консервантов, загустителей, ароматизаторов. Особенно их опасно употреблять аллергически восприимчивым людям.

Методика приготовления кефира и йогурта в домашних условиях.

Тема данной работы возникла после того, как я узнала, что с помощью посуды «Tupperware»можно получить йогурт и кефир в домашних условиях.

Поэтому теоретическая информация, собранная по вопросу «молочнокислые бактерии и молочнокислые продукты» помогла мне провести эти полезные исследования и набраться опыта, которым я поделилась с подругами и родственниками.

Объектом исследования были следующие продукты:

Питьевой йогурт «Простоквашино» (1,5%)
Кефир «Доктор Бранд» (2,5%)
Продукт молочно- растительный йогуртный пастеризованный фруктовый «Эрмигурт» (4,7%)

Описание опыта.

В стаканчики по 1 столовой ложке помещена закваска исследуемого молочнокислого продукта. Добавлено 200 мл теплого кипяченого молока.

В некоторые пробы был добавлен сахар, чтобы посмотреть окажет ли он действие на скисание молока и как он повлияет на консистенцию получаемого продукта. Содержимое в стаканчиках, помещалось в миску «Tupperware» и заливалось кипятком, таким образом, чтобы стаканчики оказались практически полностью помещенные в горячую воду. Миска закрывалась крышкой и оставлялась на ночь.

Для удобства описания наблюдений я предлагаю использовать

шкалу консистенции продукта:

5 - очень вязкий, густой, похож на изначальный продукт

4 - вязкий

3 - жидковатый

2 - жидкий

1 - очень жидкий, похож на молоко

Шкала вязкости

Результаты исследования занесла в таблицу № 2

Таблица № 2

Пробы	Питьевой йогурт «Простоквашино»	Кефир «Доктор Бранд»	Продукт молочно- растительный йогуртный пастеризованный фруктовый «Эрмигурт»
без сахара	густой (5), не сладкий, приятный на вкус.	жидковатая однородная масса (2)	очень жидкий (1), отделился от молока, внизу масса более густая, сверху молоко
с сахаром	густой (4), сладковатый, очень вкусный, сахар осел на дне в виде сахарного сиропа.	не вязкая (3) консистенция, имеет комочки, сладкая на вкус
двойная концентрация, Без сахара	густой (5), не сладкий, вкусный	не вязкая (3), количество комочков больше, не сладкий

Результаты наблюдений показывают, что наиболее активными являются микроорганизмы в питьевом йогурте «Простоквашино». Полученная консистенция однородная, приятная в употреблении. Повторные использования полученной закваски в следующих порциях, тоже дали положительный результат. Полученный йогурт -2 был еще гуще первого.

В полученном кефире комочки возникают в результате того, что кефирная закваска образована кефирным зерном, представляющим сложный симбиоз молочнокислых бактерий и дрожжей.

Разница в консистенции продуктов объясняется еще и тем, что содержание молочнокислых микроорганизмов и бифидобактерий (вместе) в питьевом йогурте составляет 10 13 . а в кефире, молочнокислых микроорганизмов и дрожжей (вместе) - 10 11 . (см «Состав молочнокислых продуктов» таблица №1)

В молочно- растительном йогуртном пастеризованном фруктовом продукте «Эрмигурт» ничего не произошло. Причина этого в том, что он «мертвый». Все живые микроорганизмы были уничтожены при производстве, иначе срок хранения этого продукта не смог бы составить полгода.

Срок хранения полученных домашних йогурта и кефира, составляет 1- 2 дня в холодильнике.

Экономия

Стоимость молока

Стоимость закваски

Общая стоимость полученного продукта

На 1 человека

На семью из 4 человек

На 1 человека

На семью из 4 человек

На 1 человека

На семью из 4 человек

1. Питьевой йогурт

7 рублей

2 рубля

9 рублей

28 рублей

112 рублей

9 рублей

36 рублей

19 рублей

76 рублей

2. Кефир

7 рублей

0,8 рублей

8 рублей

9,25 рублей

37 рублей

8 рублей

32 рубля

1,25 рублей

5 рублей

Заключение.

В процессе написания данной работы мне пришлось изучить массу литературы и посетить разные сайты. Одни из них носили чисто рекламный характер, другие на самом деле освещали роль молочнокислых бактерий и продуктов в жизни человека. Много было и критических статей в адрес использования или не использования молочнокислых продуктов как в пищевой промышленности, так в медицине и косметологии. Читая литературу, надо помнить о том, бактерии - это на самом деле древняя группа организмов, которая с одной с одной стороны, достаточна изучена, с другой стороны, может преподнести много тайн и загадок.

Бактерии - живые организмы, хорошо приспосабливающиеся к жизни в любых условиях. Может быть придет время и человек будет использовать бактерии не только в получении молочнокислых продуктов, вина, косметики, лекарств, необходимых генов, но и в исследовании космоса, недр земли, лечения современной техники. Может с помощью бактерий человек одержит победу над раком, СПИДом. Удастся подчинить себе болезнетворные бактерии и направить их разрушительную силу в мирные цели.

В своей работе я рассмотрела только один вид бактерий - молочнокислые. Несмотря на противоречивость информации, полученной с разных источников, я убеждена, в том, что эти организмы как маленькие солдаты, делают большие дела для человека. Поэтому всем своим близким и друзьям я советую

1. Пейте больше кефира, это поможет вашему кишечнику и коже.

2. Меньше бросайтесь на красивые цветные этикетки «Чудо» - продуктов, в них ничего вкусного и полезного нет.

3. Примите во внимание мой опыт по получению домашнего кефира и йогурта, так как это сэкономит ваши деньги.

Словарь терминов

Прокариоты - безъядерные организмы.

Микробиология - раздел биологии, изучающий микроорганизмы.

Бактериология - раздел микробиологии, изучающей бактерии.

Гетеротрофные организмы - организмы, питающиеся готовыми органическими веществами.

Автотрофные организмы - организмы, производящие органические вещества из неорганических веществ за счет энергии света (фотосинтетики) или энергии химических реакций (хемосинтетики ).

Аэробы - организмы, существующие только в кислородной среде.

Анаэробы - организмы, существующие в бескислородной среде.

Микрофлора - живые организмы, внутри продукта, органа тела.

Библиографический список:

Дмитриев Ю.Д Занимательная биология: М.: Дрофа, 1996 г.- 240с
Дронова О.Н. Хрестоматия по биологии: Бактерии. Грибы. Растения: Саратов: Лицей, 2003 г- 144 с
Захаров В.Б. Сонин Н.И. Биология 7 класс. Учебник для

общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа., 2002 г

Зверев И.Д. Книга для чтения по анатомии, физиологии, гигиене человека. Пособие для учащихся. М.: Просвещение., 1971 г- 315 с
Никишов А.А Справочник школьника по биологии 6-9 класс: М.:Дрофа., 1996 г -176 с
Колесов Д.В. Невидимые «друзья» человека. // Биология в школе.-

№ 3., 2003 г