Методика виконання завдання.

1. Спиртове бродіння.

Спиртовим бродінням називається процес анаеробного розщеплення вуглеводів під дією мікроорганізмів на етиловий спирт і вуглекислий газ.

Збудниками спиртового бродіння являються культурні (Saccharomyces еlipsoideus) і дикі дріжджі (Torula, Mycoderma), а також деякі плісеневі гриби (Mucor) і бактерії (Sarcina ventriculi).

Однак практичне значення мають тільки дріжджі.

Дріжджі - це одноклітинні, нерухомі організми діаметром 8 - 10 мкм, округлої, овальної або декілька витягнутої форми, Г⁺, розмножуються брунькуванням. Спиртове бродіння покладено в основу виноробства, пивоваріння, хлібопечення.

2. Молочнокисле бродіння.

Молочнокислим бродінням називається процес розщеплення вуглеводів молочнокислими бактеріями з утворенням молочної кислоти.

Збудниками є мікроорганізми, які зброджують лактозу - молочний цукор. В залежності від кінцевих продуктів збудників молочнокислого бродіння поділяють на три групи:

1. гомоферментативні, які утворюють молочну кислоту;

2. гетероферментативні, які окрім молочної, формують летучі кислоти, етиловий спирт, вуглекислий газ;

3. біфідобактерії, які утворюють молочну і оцтову кислоти.

Серед збудників молочнокислого бродіння розрізняють кулясті і паличкоподібні форми.

Представниками кулястих форм являються: Str. lactis, Str. cremoris, Str. diacetilactіs, Str. thermophіlus, котрі мають круглі або овальні клітини діаметром від 0,5 - 0,6 до 1 мкм., розташовані ланцюжками, не утворюють спор, нерухомі, Г,⁺ факультативні анаероби.

Паличкоподібні форми представлені болгарською паличкою (Lactobacterium bulgaricum), ацидофільною паличкою (Lactobac. acidophilum), сирною паличкою (Lactobac. casei) - це тонкі, довгі до 8 - 10 мкм., неспорові, Г⁺ мікроорганізми.

Молочнокисле бродіння лежить в основі силосування, квашення овочів, переробки молока в кисломолочні продукти і сир.

3. Маслянокисле бродіння.

Маслянокисле бродіння - складний біохімічний процес, в наслідок якого утворюється масляна кислота, СО₂ і водень.

Збудниками маслянокислого бродіння є сурові анаероби, рухомі палички, які належать до роду Clostridium, являються фіксаторами атмосферного азоту.

Представники: Сl. butyricum, Сl. pasterianum.

Масляна кислота у вигляді ефірів використовується в парфумерній, кондитерській промисловості.

4. Бродіння пектинових речовин.

Пектинові (міжклітинні) речовини містяться у любому рослинному матеріалі. В технічних культурах (льон, конопля) луб'яні волокна з'єднані з паренхімою за допомогою пектинових речовин. Тому пектинове бродіння знайшло широке застосування при технічній обробці волокнистих рослин.

Пектин руйнується мікроорганізмами, які мають фермент пектиназу. Хімізм бродінь пектинових речовин складається з двох стадій. В першій здійснюється гідроліз пектинових речовин до цукрів, в другій відбувається подальше бродіння окремих продуктів гідролізу до масляної кислоти, СО₂ і H₂О.

Збудники бродіння пектинових речовин - Clostridium pectinovorum, Сl. felsineum - облігатні анаероби, рухомі, створюють спори з термінальним і субтермінальним розміщенням.

5. Аеробне розщеплення клітковини.

В аеробному розкладені клітковини беруть участь аеробні бактерії, актиноміцети і гриби. Ці мікроорганізми виділяють ферменти целюлазу і целобіазу, розкладають клітковину до глюкози, а останню окислюють до СО₂ і H₂О.

Представниками целюлозорозщеплюючих бактерій є:

- Cytophaga - клітини з загостреними кінцями;

- Cellvibrio - злегка вигнуті палички з закрученими кінцями;

- Cellfacicula - паличкоподібні клітини, потовщені в центрі з загостреними кінцями.

6. Анаеробне розщеплення клітковини.

Целюлоза руйнується в анаеробних умовах під впливом різних анаеробних спороутворюючих бактерій, які знаходяться у ґрунті, гної, рубці жуйних.

Розкладання целюлози мікроорганізмами проходить в два етапи.

Спочатку відбувається ферментативний гідроліз целюлози з утворенням дисахаридів (целобіози) і моносахаридів (глюкози). Потім глюкоза піддається бродінню, в результаті чого утворюється багато органічних речовин (етиловий спирт, оцтова, молочна, мурашина, масляна кислоти) СО₂ і H₂О.

Типовими анаеробними целюлозолітичними представниками є:

1. Сl. omelianski - утворює спору на кінці клітини;

2. термофільні мікроорганізми - Cl. thermocellum, оптимальна температура для якого близько 60°С.

7. Окислення етилового спирту до оцтової кислоти,

Етиловий спирт окислюється до оцтової кислоти під впливом оцтовокислих бактерій, які відносяться до роду Acetobacter.

Представниками є Acetobacter aceti - коротка Г^-_, неспороутворююча, нерухома паличка, суворий аероб.

Окислення етилового спирту оцтовокислими бактеріями лежить в основі технічного виробництва оцту із вина і спирту.

Контрольні питання:

1. Кругообіг вуглецю в природі

2. Що таке бродіння?

3. Хто перший відкрив мікробну природу бродінь?

4. Характеристика, морфологія і біологія збудників спиртового бродіння, хімізм.

5. При яких умовах проходе спиртове бродіння?

6. Практичне значення спиртового бродіння.

7. Гомоферментативні молочнокислі бактерії, їх морфологічна, біологічна характеристика та практичне значення.

8. Гетероферментативні бактерії, їх характеристика і застосування у сільському господарстві та промисловості.

9. В чому полягає антагоністична дія молочнокислих бактерій?

10. Молочнокисле бродіння, його хімізм і практичне значення в сільському господарстві і промисловості.

11. Бактерії, які викликають маслянокисле бродіння. Їх характеристика та особливості.

12. В яких умовах відбувається маслянокисле бродіння? Його хімізм і практичне значення.

13. Мікроорганізми, які викликають окислення клітковини, їх морфологічні і фізіологічні особливості.

14. Назвіть бактерії, що викликають бродіння клітковини. Їх морфологічні та фізіологічні особливості.

15. Бродіння клітковини, хімізм і практичне значення в природі та сільському господарстві.

16. Бактерії, які викликають окислення спирту в оцтову кислоту та їх характеристика.

17. Умови, при яких відбувається окислення спирту в оцтову кислоту, хімізм, практичне значення.

 

Заняття № 11