спороутворюючі бактерії

Відповіді на запитання

За сучасними уявленнями, аеробні спороутворюючі бактерії, або бацили, об'єднуються в окремий рід Bacillus сімейства Bacillaceae. Цей рід, що включає багато різноманітних видів, має ряд характерних особливостей і відрізняється від інших бактеріальних організмів комплексом морфолого-фізіологічних ознак, з яких найбільш важливими є паличкоподібна форма клітин, здатність утворювати ендоспори, потреба у вільному кисні для зростання. Ендоспори утворюються всередині бактеріальної клітини і являють собою тільця округлої або овальної форми. Спори у бактерій утворюються при несприятливих умовах їх існування: збідненості живильного середовища, зміни її вологості і pH, старіння культури, а також при попаданні вегетативних клітин в грунт. Спорообразование не є способом розмноження у бактерій, а служить для збереження виду.

Процес спороутворення починається з появи в цитоплазмі бактеріальної клітини ущільненого ділянки, званого «спорогенная зона», в якому міститься нуклеоид. Потім спорогенная зона відокремлюється від решти цитоплазми за допомогою вростають всередину по обидва боки ЦПМ. Надалі мембрана клітини починає обростати окрему спорогенной зону, утворюючи подвійну мембранну оболонку. Далі між зовнішнім і внутрішнім шарами мембрани утворюються так званий кортикальний шар, або Кортекс, що складається з пептидоглікану. Із зовнішнього боку зовнішньої мембрани утворюється оболонка суперечки, що складається з білків, ліпідів і глікопептидів, після чого вегетативна частина клітини лизируется, звільняючи спору.

Стійкість спор до дії фізичних і хімічних факторів ускладнює боротьбу зі спороносними патогенними бактеріями, які у вигляді спор можуть зберігатися в зовнішньому середовищі тривалий час без втрати своєї життєздатності. Проростання суперечка в вегетативні клітини починається при їх попаданні в сприятливі умови існування. При цьому спору набухає в результаті збільшення в ній вмісту води, відбувається активація ферментів, енергетичних і біосинтетичних процесів. Починає руйнуватися кортекс, зникає дипиколиновая кислота, потім оболонка суперечки розривається і з неї виходить сформувалася ростовая трубка. Далі синтезується клітинна стінка, і сформувалася вегетативна клітина починає ділитися. Процес проростання спори в вегетативну клітину відбувається значно швидше (4-5 ч), ніж спорообразование (18-20 год).

Спори різних бактерій відрізняються за формою, розміром і положенню в клітці. У сірібреязвенних бацил спору розташовується в центрі клітці, її діаметр не перевищує діаметра бактерії. Спори клостридій мають овальну форму, їх діаметр більше, ніж поперечний розмір бактерії. Клітка з спорою, розташованої в центрі, набуває веретеноподібної форми.

Більшість видів є грампозитивними бактеріями, частина - грамваріабільнимі. Клітини добре фарбуються звичайними аніліновими фарбами. Жоден представник роду не є типово кислотостійким організмом. У багатьох видів відзначається наявність внутрішньоклітинного жиру, глікогену, волютина і інших включень. Капсула зустрічається лише у сибиреязвенного бацила і деяких інших видів при специфічних умовах зростання.

У бактеріальних клітинах в загальній кількості підстав ДНК 32-65 мол. % Гуаніну і цитозину.

Більшість видів, виключаючи деякі, головним чином ентомопатогенниє, форми, добре росте на мясопептонном агарі (МПА) при реакції середовища, близької до нейтральної. Окремі види розвиваються в лужному середовищі ж вимагають особливих джерел азоту або вуглецю.

Культуральні особливості видів, що виросли на різних середовищах, різко різні. На твердих поживних середовищах утворюються колонії від 1-2 до 5 мм і більше в діаметрі: гладкі, зернисті, плівчасті, тваринний зморшкуваті і сухі, слизеобразующие і пастоподібні з характерною структурою краю. При розвитку на рідких середовищах виявляється тенденція до утворення поверхневої плівки.

Деякі аеробні бактерії - збудники хвороб. Bac. anthracis викликає сибірську виразку у людини і тварин; Bac. larvae - збудник американського гнилизна медоносної бджоли; Bac. alvei і Bac. pulvifaciens трактуються як організми, які відіграють певну роль у хворобах бджіл; Bac. popilliae і Bac. lentimorbus - збудники молочної хвороби японського жука; деякі види групи Bac. cereus-thuringiensis виробляють специфічні ентомоцідние токсини.

Класифікація видів аеробних спороутворюючих бактерій розроблена недостатньо повно. Однією з причин цього є обмеженість відмінностей у зовнішніх ознаках бактерій. Відомо, що більшість видів розрізняються між собою малозначущими ознаками будови і розвитку клітин, за формою колоній, а також фізіологічних ознак. Багато питань біології спороносних бактерій вимагають глибоких досліджень.

Класифікація, заснована на відмінностях в здатності аеробних спороутворюючих бактерій зброджувати субстрати, передбачала підрозділ цих організмів на три групи по здатності зброджувати глюкозу і утворювати ацетілметілкарбінол. Відповідно до іншої класифікації, яку в даний час використовують найбільш часто, даний рід бактерій розділяється на три групи по співвідношенню поперечних розмірів суперечка і вегетативних клітин. Група I - найбільш велика - включає види спороносних бактерій, у яких не відзначається виразного роздування спорангия в процесі утворення спор. Група II об'єднує бактерії, що утворюють овальні спори, що роздувають спорангий. Група III охоплює бацилярні види, що характеризуються округлими або кулястими суперечками, що роздувають спорангий; об'єднує рідко зустрічаються види спороутворюючих бактерій.

В даний час для визначення видів спороутворюючих бактерій поряд з морфолого-фізіологічними особливостями використовують і багато інших ознак.

Важливими критеріями для визначення і диференціації бактерій є ставлення до дії специфічних фагів, аглютинація з гомологічними сироватками до спорових, соматичному та жгутиковой антигенів, зростання при високій концентрації солей, різної температурі і т. П.

Багато відмічені особливості застосовуються для внутрішньовидового підрозділу і виділення культур спороносних бактерій в окремі різновиди, серотипи і інші дрібні систематичні підрозділи. У ряді випадків деякі ознаки служать основою для виділення культур спороутворюючих бактерій в нові види. Так, наприклад, в якості нових видів описані психрофільні, що розвиваються при низькій температурі культури спороутворюючих бактерій. Подібним же чином виділені деякі активні продуценти амілолітичних і целлюлолитических ферментів. У літературі було описано багато нових видів бацил, патогенних для деяких комах, рослин і тварин, що в більшості випадків не підтвердилося в наступні роки.

Аеробні спороутворюючі бактерії відносяться до гетеротрофам, т. Е. До мікроорганізмів, які потребують готових органічних сполуках. Для величезної більшості спороутворюючих бактерій кращими джерелами азотного харчування є білки і амінокислоти складних органічних сполук. На середовищах з мінеральними сполуками азоту більшість цих бактерій розвивається слабо.

Спороутворюючі бактерії володіють активними протеолітичними ферментами. Вони розкладають складні білкові сполуки на амінокислоти, а потім і на більш прості азотисті речовини і аміак. Здатність спороутворюючих бактерій до енергійного розкладання складних органічних сполук до простих продуктів розпаду стала основою для фізіологічної характеристики цієї групи бактерій як активних аммонификаторов.

Однак різні види спороутворюючих бактерій по-різному ставляться до джерел азотистого харчування. Так, наприклад, культури групи сінного й картопляного бацила енергійніше зброджують вуглеводи з утворенням різноманітних проміжних сполук. Для найбільш поширених видів спороутворюючих бактерій кращими джерелами азотного харчування виявилися пептони, гідролізат казеїну, автолізат дріжджів, і сечовина.

Серед ґрунтових аеробних спороутворюючих бактерій є види, які досить добре розвиваються на безазотистих середовищі. До них відносяться олігонітрофільние бактерії, що володіють здатністю засвоювати атмосферний азот. Ці мікроорганізми характеризуються слабкою азотфиксирующей здатністю, проте їх накопичення в грунті може значно сприяти збагаченню її азотом. В цьому відношенні всебічне вивчення даної групи мікроорганізмів представляє велике значення для підвищення родючості грунтів.

Більшість видів спороутворюючих бактерій, широко поширених в грунті, має здатність використовувати як джерело азоту нітрати. Завдяки цьому вони викликають процеси відновлення нітратів (денітрифікацію) і переводять їх до складу органічних азотистих сполук. Таким чином, спороутворюючі бактерії засвоюють азот з різних джерел не однаковою мірою. Одні вважають за краще амонійний азот, інші - азот амінокислот; багато добре споживають азот нітратів, тоді як деякими він не засвоюється або використовується слабо.

Санітарно-гігієнічна оцінка харчових продуктів встановлюються на основі комплексу органолептичних, фізико-хімічних і мікробіологічних показників відповідно до вимог ГОСТів, Республіканських і Галузевих стандартів та іншої документації.

Відомо, що патогенні мікроби потрапляють у зовнішнє середовище з організму хворих людей і тварин.

Безпосереднє виявлення патогенних мікробів в природних субстратах (воді, ґрунті, харчових продуктах) часто пов'язано з великими труднощами. Тому присутність цих мікроорганізмів встановлюють не прямим, а непрямим шляхом - по виявленню забруднення досліджуваних об'єктів виділеннями людини і тварин. Індикатором такого забруднення об'єктів служить наявність на них санітарно-показових мікробів - можливих супутників хвороботворних мікроорганізмів.

Санітарно-показовими мікроорганізмами є постійні мешканці природних порожнин тіла людей і тварин. Разом з виділеннями організму вони надходять у зовнішнє середовище і протягом певного часу зберігаються в ній життєздатними.

Відносно збудників кишкових інфекцій (дизентерії, черевного тифу, паратифів), природно, роль таких індикаторів належить представникам нормальної мікрофлори кишечника. Серед маси різноманітних мікробів вмісту товстого відділу кишківника в дуже великих кількостях знаходяться кишкові палички ентероккокі, перфрингенс. Виявлення цих бактерій в досліджуваних об'єктах служить показником їх забруднення кишковими виділеннями (фекаліями) людини і свідчить про можливу наявність збудників кишкових захворювань, які виділяються у хворого організму або бациллоносителя в зовнішнє середовище з фекаліями.

В даний час в якості показника фекального забруднення об'єктів зовнішнього середовища прийнята кишкова паличка. Ця бактерія була виділена вперше з випорожнень людини Ешеріхія (1885 г.).

На підставі неоднаковою здатності використовувати лимоннокисле солі в якості джерела вуглецю, здатності зброджувати вуглеводи при підвищеній температурі (43-45 С) і деякого відмінності в інших біохімічних властивостях бактерії групи кишкової палички віднесені до трьох родів сімейства Enterobacteriaceae: до роду Escherichia - бактерії, типові для кишкової мікрофлори людини і теплокровних тварин; до пологів Citrobacter і Enterobacter - бактерії, що зустрічаються теж в кишечнику, але частіше в природі. У зв'язку з цим показове значення бактерій цих трьох родів щодо фекального забруднення об'єктів зовнішнього середовища буде неоднаковим.

При санітарно-гігієнічної характеристиці харчового продукту необхідно не тільки встановити присутність в ньому кишкової палички, а й врахувати кількість цих бактерій. Чим воно більше, тим імовірніше присутність в об'єкті патогенних бактерій коли-тифозною групи. Тому визначають титр кишкової палички (колі-титр) і індекс палички (колі-індекс). Під колі-титром розуміють найменшу кількість (оббьем, маса) досліджуваного матеріалу, в якому виявлено кишкову паличку. Коли-індексом називають число кишкових паличок в одиниці об'єму (маса) досліджуваного матеріалу.

Метод визначення фекального забруднення по виявленню бактерій групи кишкової палички і диференціації окремих представників цього групи існують у посібниках до лабораторних занять.

Санітарно-показове значення має і загальне обсіменіння досліджуваного об'єкта мікроорганізмами - його «мікробне число». Чим воно більше, тим вище ймовірність попадання в об'єкт потенційно небезпечних для людини мікроорганізмів. Цей показник дуже важливий при обстеженні посуду, столових приладів, рук, а також готових страв, особливо при перевірці правильності термічної обробки, умов зберігання і санітарно-гігієнічного стану виробництва.

В даний час розроблені і введені в відповідну документацію норми допустимого вмісту загальної мікробної обсіменіння і кишкової палички в питній воді та деяких харчових продуктах.

Удосконалення нормування харчових продуктів по мікробіологічних показниках забезпечує безпеку продуктів в епідеміологічному відношенні, сприяє підвищенню їх якості та поліпшення санітарного стану підприємства.

Відповіді на запитання

1. Які мікроорганізми зброджують глюкозу до етилового спирту, вуглекислого газу і води?

Я думаю, що це дріжджі.

2. Вибрати оптимальну температуру для росту псіхрофілов.

Я думаю, що оптимальна температура від 10 до 15 С.

3. Стан клітини, при якій цитоплазма щільно притискається до цитоплазматичної мембрани, розтягуючи її називається:

Я думаю, що стан цієї клітини називається плазмоптіс.

1. Мудреців-Вісс К.А. Мікробіологія: Підручник для товарознавства і технологічних факультетів торгових вузів. - 5-е изд. перераб. - М. Економіка, 1985.

2. Тімаков В.Д. Левашов В.С. Борисов Л.Б. Мікробіології: Підручник. - 2-е вид. перераб. І доп. - М. Медицина, 1983.

3. Колешко О.І. Мікробіологія. Мінськ, «Вища школа», 1977.