Područja upotrebe mikroorganizama. Upotreba mikroorganizama u medicini, poljoprivredi; prednosti probiotika. Bakterije u nazofarinksu

Bakterije su najstariji organizam na zemlji, kao i najjednostavniji po svojoj građi. Sastoji se od samo jedne ćelije, koja se može vidjeti i proučavati samo pod mikroskopom. Karakteristična karakteristika bakterija je odsustvo jezgra, zbog čega se bakterije svrstavaju u prokariote.

Neke vrste formiraju male grupe ćelija; takvi klasteri mogu biti okruženi kapsulom (omotom). Veličina, oblik i boja bakterija u velikoj mjeri ovise o okolišu.

U pogledu oblika bakterije se dijele na: štapićaste (bacili), sferne (koke) i zavijene (spirile). Postoje i modificirani - kubični, u obliku slova C, u obliku zvijezde. Njihove veličine se kreću od 1 do 10 mikrona. Određene vrste bakterija mogu se aktivno kretati uz pomoć flagela. Potonji ponekad dvaput premašuju veličinu same bakterije.

Vrste oblika bakterija

Za kretanje bakterije koriste flagele, čiji je broj različit - jedan, par, snop flagela. Lokacija flagela je također različita - na jednoj strani ćelije, sa strane ili ravnomjerno raspoređena po cijeloj ravnini. Također, jednim od načina kretanja smatra se i klizanje zbog sluzi kojom je prokariot prekriven. Većina ima vakuole unutar citoplazme. Podešavanje kapaciteta gasa u vakuolama pomaže im da se kreću gore ili dole u tečnosti, kao i da se kreću kroz vazdušne kanale tla.

Naučnici su otkrili više od 10 hiljada vrsta bakterija, ali prema pretpostavkama naučnih istraživača, u svijetu ih ima više od milion vrsta. Opće karakteristike bakterija omogućavaju određivanje njihove uloge u biosferi, kao i proučavanje strukture, tipova i klasifikacije bakterijskog carstva.

staništa

Jednostavnost strukture i brzina prilagođavanja uvjetima okoline pomogli su bakterijama da se rašire na širokom području naše planete. Oni postoje posvuda: voda, tlo, zrak, živi organizmi - sve je to najprihvatljivije stanište za prokariote.

Bakterije su pronađene i na južnom polu i u gejzirima. Nalaze se na dnu okeana, kao iu gornjim slojevima Zemljine vazdušne ljuske. Bakterije žive svuda, ali njihov broj zavisi od povoljnih uslova. Na primjer, veliki broj vrsta bakterija živi u otvorenim vodenim tijelima, kao iu tlu.

Strukturne karakteristike

Bakterijska stanica se razlikuje ne samo po tome što nema jezgro, već i po odsustvu mitohondrija i plastida. DNK ovog prokariota nalazi se u posebnoj nuklearnoj zoni i ima oblik nukleoida zatvorenog u prsten. Kod bakterija, ćelijska struktura se sastoji od ćelijskog zida, kapsule, membrane nalik kapsuli, flagela, pilija i citoplazmatske membrane. Unutrašnju strukturu čine citoplazma, granule, mezozomi, ribozomi, plazmidi, inkluzije i nukleoid.

Ćelijski zid bakterije obavlja funkciju odbrane i podrške. Supstance mogu slobodno teći kroz njega zbog propusnosti. Ova ljuska sadrži pektin i hemicelulozu. Neke bakterije luče posebnu sluz koja može pomoći u zaštiti od isušivanja. Sluz formira kapsulu - polisaharid u hemijskom sastavu. U ovom obliku, bakterija je u stanju tolerirati čak i vrlo visoke temperature. Također obavlja i druge funkcije, na primjer, lijepljenje za bilo koju površinu.

Na površini bakterijske ćelije nalaze se tanke proteinske resice - pili. Može ih biti veliki broj. Pili pomažu ćeliji da prenese genetski materijal, a također osigurava adheziju na druge ćelije.

Ispod ravni zida nalazi se troslojna citoplazmatska membrana. Garantira transport tvari, a također igra značajnu ulogu u stvaranju spora.

Citoplazma bakterija je 75 posto napravljena od vode. Sastav citoplazme:

• ribice;
• mezozomi;
• amino kiseline;
• enzimi;
• pigmenti;
• šećer;
• granule i inkluzije;
• nukleoid.

Metabolizam u prokariota je moguć, kako uz sudjelovanje kisika, tako i bez njega. Većina njih se hrani gotovim nutrijentima organskog porijekla. Vrlo malo vrsta je sposobno samih sintetizirati organske tvari iz neorganskih. To su plavo-zelene bakterije i cijanobakterije, koje su imale značajnu ulogu u oblikovanju atmosfere i njenom zasićenju kisikom.

reprodukcija

U uslovima povoljnim za reprodukciju, vrši se pupoljkom ili vegetativno. Aseksualna reprodukcija se odvija u sljedećem redoslijedu:

1. Bakterijska ćelija dostiže svoj maksimalni volumen i sadrži potrebnu zalihu hranjivih tvari.
2. Ćelija se produžava, u sredini se pojavljuje pregrada.
3. Unutar ćelije dolazi do podjele nukleotida.
4. DNK glavna i odvojena se razilaze.
5. Ćelija je podijeljena na pola.
6. Ostatak formiranja ćelija kćeri.

Kod ovog načina razmnožavanja nema razmjene genetskih informacija, pa će sve kćeri ćelije biti tačna kopija majke.

Zanimljiviji je proces razmnožavanja bakterija u nepovoljnim uslovima. Naučnici su o sposobnosti bakterija da se seksualno razmnožavaju saznali relativno nedavno - 1946. godine. Bakterije nemaju podelu na ženske i zametne ćelije. Ali oni imaju drugačiji DNK. Dvije takve ćelije, kada se približavaju jedna drugoj, formiraju kanal za prijenos DNK, dolazi do izmjene mjesta - rekombinacije. Proces je prilično dug, a rezultat su dvije potpuno nove osobe.

Većinu bakterija je vrlo teško vidjeti pod mikroskopom jer nemaju svoju boju. Nekoliko varijanti je ljubičasto ili zeleno zbog sadržaja bakteriohlorofila i bakteriopurpurina. Iako ako uzmemo u obzir neke kolonije bakterija, postaje jasno da one ispuštaju obojene tvari u okoliš i dobivaju svijetlu boju. Da bi se detaljnije proučavali prokarioti, oni se boje.

Klasifikacija

Klasifikacija bakterija može se zasnivati ​​na indikatorima kao što su:

• Forma
• način putovanja;
• način dobijanja energije;
• otpadni proizvodi;
• stepen opasnosti.

Bakterije simbiontižive u partnerstvu sa drugim organizmima.

Bakterije saprofitižive na već mrtvim organizmima, proizvodima i organskom otpadu. Oni doprinose procesima propadanja i fermentacije.

Propadanje čisti prirodu od leševa i drugog otpada organskog porijekla. Bez procesa raspadanja, ne bi postojao ciklus supstanci u prirodi. Dakle, koja je uloga bakterija u kruženju materije?

Bakterije propadanja su pomoćnik u procesu razgradnje proteinskih spojeva, kao i masti i drugih spojeva koji sadrže dušik. Provodeći složenu kemijsku reakciju, razbijaju veze između molekula organskih organizama i hvataju proteinske molekule, aminokiseline. Razdvajanjem, molekule oslobađaju amonijak, sumporovodik i druge štetne tvari. Oni su otrovni i mogu izazvati trovanje ljudi i životinja.

Bakterije propadanja se brzo razmnožavaju u povoljnim uslovima za njih. Kako se ne radi samo o korisnim bakterijama, već i o štetnim, kako bi se spriječilo prerano propadanje proizvoda, ljudi su naučili da ih prerađuju: suše, kisele, so, dime. Svi ovi tretmani ubijaju bakterije i sprječavaju njihovo razmnožavanje.

Fermentacijske bakterije uz pomoć enzima mogu razgraditi ugljikohidrate. Ljudi su primijetili ovu sposobnost u davna vremena i koriste takve bakterije za proizvodnju proizvoda mliječne kiseline, octa i drugih prehrambenih proizvoda do danas.

Bakterije, radeći u sprezi sa drugim organizmima, obavljaju veoma važan hemijski rad. Vrlo je važno znati koje su to vrste bakterija i kakvu korist ili štetu donose prirodi.

Značaj u prirodi i za čovjeka

Veliki značaj mnogih vrsta bakterija (u procesima truljenja i raznim vrstama fermentacije) već je istaknut gore; ispunjenje sanitarne uloge na Zemlji.

Bakterije takođe igraju ogromnu ulogu u ciklusu ugljenika, kiseonika, vodonika, azota, fosfora, sumpora, kalcijuma i drugih elemenata. Mnoge vrste bakterija doprinose aktivnoj fiksaciji atmosferskog dušika i pretvaraju ga u organski oblik, pridonoseći povećanju plodnosti tla. Od posebnog značaja su one bakterije koje razgrađuju celulozu, koje su glavni izvor ugljika za vitalnu aktivnost mikroorganizama u tlu.

Bakterije koje redukuju sulfate su uključene u stvaranje nafte i sumporovodika u terapijskom blatu, zemljištu i morima. Dakle, sloj vode zasićen hidrogen sulfidom u Crnom moru rezultat je vitalne aktivnosti bakterija koje redukuju sulfat. Aktivnost ovih bakterija u tlu dovodi do stvaranja sode i sode zaslanjivanja tla. Bakterije koje redukuju sulfat pretvaraju hranjive tvari u tlu plantaže riže u oblik koji postaje dostupan korijenu usjeva. Ove bakterije mogu uzrokovati koroziju metalnih podzemnih i podvodnih konstrukcija.

Zahvaljujući vitalnoj aktivnosti bakterija, tlo je oslobođeno mnogih proizvoda i štetnih organizama i zasićeno vrijednim hranjivim tvarima. Baktericidni preparati se uspješno koriste za suzbijanje mnogih vrsta insekata (kukuruzni prašak, itd.).

Mnoge vrste bakterija se koriste u raznim industrijama za proizvodnju acetona, etil i butil alkohola, sirćetne kiseline, enzima, hormona, vitamina, antibiotika, proteinskih i vitaminskih preparata itd.

Bez bakterija su nemogući procesi u štavljenju kože, sušenju listova duhana, pravljenju svile, gume, preradi kakaa, kafe, mokrenja konoplje, lana i drugih ličnih vlakana, kiselog kupusa, tretmana otpadnih voda, ispiranja metala itd.

Zbog velikog broja sintetiziranih enzima, mikroorganizmi mogu obavljati mnoge hemijske procese efikasnije i ekonomičnije nego da se ti procesi izvode hemijskim metodama. Proučavanje biohemijske aktivnosti mikroorganizama omogućilo je odabir uslova za njihovu maksimalnu aktivnost kao proizvođača različitih korisnih enzima - uzročnika potrebnih kemijskih reakcija i procesa. Mikroorganizmi se sve više koriste u raznim granama hemijske i prehrambene industrije, poljoprivrede i medicine.

U našoj zemlji je stvorena i uspješno se razvija nova grana industrije - mikrobiološka, ​​čija se cjelokupna proizvodnja zasniva na djelovanju mikroorganizama.

Mikroorganizmi sa kojima se proizvodi hrana nazivaju se kulturnim. Dobivaju se iz čistih kultura, koje se izoluju iz pojedinačnih ćelija. Potonji se čuvaju u muzejskim zbirkama i isporučuju raznim industrijama.

Kao rezultat hemijskih reakcija koje provode kulturni mikroorganizmi, biljne ili životinjske sirovine se pretvaraju u prehrambene proizvode. Uz pomoć mikroorganizama dobivaju se mnoge vitalne namirnice, a iako je njihova proizvodnja poznata čovjeku od davnina, uloga mikroorganizama u tome otkrivena je relativno nedavno.

Pekarska proizvodnja.

Pečenje se zasniva na aktivnosti kvasca i bakterija mliječne kiseline koje se razvijaju u tijestu. Kombinirano djelovanje ovih mikroorganizama dovodi do fermentacije šećera u brašnu. Kvasac izaziva alkoholno vrenje, bakterije mliječne kiseline - mliječna kiselina. Rezultirajuća mliječna i druge kiseline zakiseljavaju tijesto, održavajući optimalni pH nivo za vitalnu aktivnost kvasca. Ugljični dioksid rahli tijesto i ubrzava njegovo sazrijevanje.

Upotreba kulturnih mikroorganizama u obliku prešanog pekarskog kvasca, sušenih ili tečnih starter kultura poboljšava ukus i aromu hleba.

Proizvodnja sira.

Proizvodnja sira zasniva se na djelovanju mnogih vrsta mikroorganizama: mliječne kiseline (termofilni streptokok), bakterija propionske kiseline itd. Pod djelovanjem bakterija mliječne kiseline nakuplja se mliječna kiselina i mlijeko fermentira, a sir sazrijeva pod djelovanjem drugih. korisnih mikroorganizama. Neke gljive su također uključene u ovaj proces. Bakterije sirila i mliječne kiseline proizvode duboku razgradnju proteina, šećera i masti. Različite bakterije uzrokuju nakupljanje hlapljivih kiselina u oštrim sirevima, dajući im specifičan okus.

Dobivanje mliječnih proizvoda.

Svježi sir, pavlaka, puter, acidofil, kiselo mlijeko pripremaju se na čistim kulturama korištenjem različitih starter kultura. Mlijeko se prethodno pasterizira. Za proizvodnju svježeg sira i pavlake koriste se mezofilne bakterije mliječne kiseline; ryazhenka, varenets i slični proizvodi - termofilni streptokoki i bugarski štapić; acidophilus - bakterije mliječne kiseline otporne na kiseline; kefir - višekomponentne starter kulture, koje se sastoje od bakterija kvasca, mliječne kiseline i često octene kiseline. Za proizvodnju maslaca od kiselog vrhnja, starter bakterija mliječne kiseline unosi se u pasterizirano vrhnje i održava na traženoj kiselosti.

Pivarstvo, proizvodnja alkohola, alkoholnih pića i vina.

Vino, pivo, kvas, votka i druga pića pripremaju se od kvasca koji izaziva alkoholno vrenje tečnosti koje sadrže šećer. Kao rezultat fermentacije tekućine ( sladovine, kaše, soka, itd.), nastaju alkohol, CO 2 i manje količine nusproizvoda. Pomoćnu ulogu imaju bakterije mliječne kiseline: zakiseljavaju okoliš i olakšavaju aktivnost kvasca (na primjer, u proizvodnji kvasa). U proizvodnji alkohola i piva koriste se i enzimski preparati gljivičnog i bakterijskog porijekla za saharizaciju zagušenja.

Kiseljenje i soljenje.

Suština ove metode konzervacije je stvaranje uvjeta za dominantan razvoj nekih mikroorganizama - bakterija mliječne kiseline i suzbijanje razvoja drugih - truležnih bakterija. Fermentiraju se kupus, krastavci, paradajz, jabuke, lubenice. Ova metoda se koristi i kod skladištenja stočne hrane za dugotrajno skladištenje – zelena masa se fermentira od trava, biljnih ostataka i sl. Ovaj proces se naziva siliranje stočne hrane.

Dobijanje organskih kiselina.

Sirćetna, mliječna i limunska kiselina također se proizvode uz pomoć mikroorganizama. Mliječna kiselina se dobiva fermentacijom iz sirovina koje sadrže šećer - melase, škroba, surutke itd.

Bakterije mliječne kiseline uzgajaju se na podlogama koje sadrže do 15% šećera. Izlaz mliječne kiseline dostiže 60-70% mase šećera sadržanog u kaši.

Industrijska proizvodnja sirćeta za prehrambene potrebe zasniva se na octenoj fermentaciji. Bakterije octene kiseline u posebnim posudama na bukovim čipovima oksidiraju ulazni hranjivi medij - otopinu octenog alkohola - u octenu kiselinu.

Limunska kiselina se ranije dobijala iz agruma. Trenutno se dobija i fermentacijom. Uzročnik fermentacije je gljiva Aspergillus niger, glavna sirovina je melasa. Fermentacija se odvija u rastvoru koji sadrži 15% šećera u aerobnim uslovima na temperaturi od oko 30 °C. Limunska kiselina se koristi u konditorskoj industriji, proizvodnji bezalkoholnih pića, sirupa, kulinarstvu i medicini.

Što su bakterije: vrste bakterija, njihova klasifikacija

Bakterije su sićušni mikroorganizmi koji postoje hiljadama godina. Mikrobe je nemoguće vidjeti golim okom, ali ne treba zaboraviti na njihovo postojanje. Postoji ogroman broj bacila. Nauka o mikrobiologiji bavi se njihovom klasifikacijom, proučavanjem, varijetetima, karakteristikama strukture i fiziologije.

Mikroorganizmi se nazivaju različito, ovisno o njihovoj vrsti djelovanja i funkcijama. Pod mikroskopom možete promatrati kako ova mala stvorenja međusobno djeluju. Prvi mikroorganizmi bili su prilično primitivnog oblika, ali njihov značaj nikako ne treba potcijeniti. Od samog početka bacili su evoluirali, stvarali kolonije, pokušavali preživjeti u promjenjivim klimatskim uvjetima. Različiti vibrioni mogu razmjenjivati ​​aminokiseline kako bi kao rezultat normalno rasli i razvijali se.

Danas je teško reći koliko vrsta ovih mikroorganizama postoji na zemlji (ovaj broj prelazi milion), ali najpoznatije i njihova imena poznata su gotovo svakoj osobi. Nije bitno šta su mikrobi i kako se zovu, svi imaju jednu prednost - žive u kolonijama, pa im je mnogo lakše da se prilagode i prežive.

Prvo, hajde da shvatimo koji mikroorganizmi postoje. Najjednostavnija klasifikacija je dobra i loša. Drugim riječima, one koje su štetne za ljudski organizam, uzrokuju mnoge bolesti i one koje su korisne. Zatim ćemo detaljno govoriti o tome koje su glavne korisne bakterije i dati njihov opis.

Također možete klasificirati mikroorganizme prema njihovom obliku, karakteristikama. Vjerovatno se mnogi sjećaju da je u školskim udžbenicima postojala posebna tablica sa slikom raznih mikroorganizama, a pored nje je bilo značenje i njihova uloga u prirodi. Postoji nekoliko vrsta bakterija:

• cocci - male kuglice koje podsjećaju na lanac, jer se nalaze jedna iza druge;
• u obliku štapa;
• spirila, spirohete (imaju zakrivljeni oblik);
• vibrioni.

Bakterije različitih oblika

Već smo spomenuli da jedna od klasifikacija mikrobe dijeli na vrste ovisno o njihovom obliku.

Bakterije coli takođe imaju neke karakteristike. Na primjer, postoje vrste štapićastih sa šiljastim motkama, sa zadebljanim, sa zaobljenim ili ravnim krajevima. Po pravilu, štapićasti mikrobi su veoma različiti i uvek su u haosu, ne poređaju se u lanac (sa izuzetkom streptobacila), ne vezuju se jedni za druge (osim diplobacila).

U mikroorganizme sfernih oblika, mikrobiolozi uključuju streptokoke, stafilokoke, diplokoke, gonokoke. To mogu biti parovi ili dugi lanci loptica.

Zakrivljeni bacili su spirile, spirohete. Uvijek su aktivni, ali ne proizvode spore. Spirilla je sigurna za ljude i životinje. Možete razlikovati spirilu od spirohete ako obratite pažnju na broj kovrča, manje su uvijeni, imaju posebne flagele na udovima.

Vrste patogenih bakterija

Na primjer, grupa mikroorganizama zvanih koki, a detaljnije streptokoki i stafilokoki izazivaju prave gnojne bolesti (furunkuloza, streptokokni tonzilitis).

Anaerobi savršeno žive i razvijaju se bez kiseonika; za neke vrste ovih mikroorganizama kiseonik generalno postaje smrtonosan. Aerobnim mikrobima je potreban kiseonik da prežive.

Arheje su gotovo bezbojni jednoćelijski organizmi.

Patogene bakterije treba izbjegavati jer uzrokuju infekcije, gram-negativni mikroorganizmi se smatraju otpornim na antitijela. Postoji mnogo informacija o zemljištu, truležnim mikroorganizmima, koji su štetni, korisni.

Općenito, spirile nisu opasne, ali neke vrste mogu uzrokovati sodoku.

Vrste korisnih bakterija

Čak i školarci znaju da su bacili korisni i štetni. Ljudi znaju neka imena na uho (stafilokok, streptokok, bacil kuge). To su štetna bića koja ometaju ne samo vanjsko okruženje, već i ljude. Postoje mikroskopski bacili koji uzrokuju trovanje hranom.

Budite sigurni da znate korisne informacije o mliječnoj kiselini, hrani, probiotičkim mikroorganizmima. Na primjer, probiotici, drugim riječima dobri organizmi, često se koriste u medicinske svrhe. Pitate: za šta? Ne dozvoljavaju štetnim bakterijama da se razmnožavaju u čovjeku, jačaju zaštitne funkcije crijeva i dobro djeluju na imunološki sistem čovjeka.

Bifidobakterije su takođe veoma korisne za creva. Vibrioni mliječne kiseline uključuju oko 25 vrsta. U ljudskom organizmu prisutni su u velikim količinama, ali nisu opasni. Naprotiv, štite gastrointestinalni trakt od truležnih i drugih mikroba.

Govoreći o dobrima, ne može se ne spomenuti ogromne vrste streptomiceta. Poznati su onima koji su uzimali hloramfenikol, eritromicin i slične lijekove.

Postoje mikroorganizmi kao što je Azotobacter. Žive u tlu dugi niz godina, blagotvorno djeluju na tlo, podstiču rast biljaka, čiste zemlju od teških metala. Nezamjenjivi su u medicini, poljoprivredi, medicini, prehrambenoj industriji.

Vrste bakterijske varijabilnosti

Po svojoj prirodi, mikrobi su vrlo nestalni, brzo umiru, mogu biti spontani, inducirani. Nećemo ulaziti u detalje o varijabilnosti bakterija, jer je ova informacija zanimljivija onima koje zanima mikrobiologija i sve njene grane.

Vrste bakterija za septičke jame

Stanovnici privatnih kuća razumiju hitnu potrebu za pročišćavanjem otpadnih voda, kao i septičkih jama. Danas se odvodi mogu brzo i efikasno očistiti uz pomoć posebnih bakterija za septičke jame. Za osobu je ovo veliko olakšanje, jer čišćenje kanalizacije nije ugodna stvar.

Već smo razjasnili gdje se koristi biološki tip prečišćavanja otpadnih voda, a sada razgovarajmo o samom sistemu. Bakterije za septičke jame uzgajaju se u laboratorijima, ubijaju neugodan miris odvoda, dezinficiraju drenažne bunare, septičke jame, smanjuju količinu otpadnih voda. Postoje tri vrste bakterija koje se koriste za septičke jame:

• aerobni;
• anaerobni;
• živi (bioaktivatori).

Vrlo često ljudi koriste kombinirane metode čišćenja. Strogo se pridržavajte uputa na preparatu, vodite računa da nivo vode doprinosi normalnom preživljavanju bakterija. Takođe, ne zaboravite da koristite odvod barem jednom u dvije sedmice kako bi bakterije imale nešto za jelo, inače će umrijeti. Ne zaboravite da hlor iz prašaka i tečnosti za čišćenje ubija bakterije.

Najpopularnije bakterije su Dr. Robik, Septifos, Waste Treat.

Vrste bakterija u urinu

Teoretski, u mokraći ne bi trebalo biti bakterija, ali nakon raznih radnji i situacija, sićušni mikroorganizmi se talože gdje im je volja: u vagini, u nosu, u vodi itd. Ako su bakterije pronađene tokom testova, to znači da osoba boluje od bolesti bubrega, mokraćne bešike ili uretera. Postoji nekoliko načina na koje mikroorganizmi ulaze u urin. Prije liječenja vrlo je važno istražiti i precizno odrediti vrstu bakterije i put ulaska. To se može utvrditi biološkom urinokulturom, kada se bakterije smjeste u povoljno stanište. Zatim se provjerava reakcija bakterija na različite antibiotike.

Želimo vam da uvijek ostanete zdravi. Čuvajte se, redovno perite ruke, zaštitite svoje tijelo od štetnih bakterija!

Uvod

Savremena biotehnologija se zasniva na dostignućima prirodnih nauka, inženjerstva, tehnologije, biohemije, mikrobiologije, molekularne biologije i genetike. Biološke metode se koriste u borbi protiv zagađenja životne sredine i štetočina biljnih i životinjskih organizama. Dostignuća biotehnologije mogu uključiti i korištenje imobiliziranih enzima, proizvodnju sintetičkih vakcina, korištenje ćelijske tehnologije u oplemenjivanju.

Bakterije, gljive, alge, lišajevi, virusi, protozoe igraju značajnu ulogu u životima ljudi. Od davnina ljudi su ih koristili u procesima pečenja, pravljenja vina i piva, te u raznim industrijama.

Mikroorganizmi pomažu ljudima u proizvodnji efikasnih proteinskih nutrijenata i bioplina. Koriste se u primeni biotehničkih metoda prečišćavanja vazduha i otpadnih voda, u primeni bioloških metoda za uništavanje poljoprivrednih štetočina, u proizvodnji lekovitih preparata, u uništavanju otpadnih materija.

Osnovna svrha ovog rada je proučavanje metoda i uslova za uzgoj mikroorganizama

Upoznati područja primjene mikroorganizama

Proučavati morfologiju i fiziologiju mikroorganizama

Proučiti glavne vrste i sastav hranljivih podloga

Dajte koncept i upoznajte se sa bioreaktorom

Otkriti glavne metode uzgoja mikroorganizama

Morfologija i fiziologija mikroorganizama

Morfologija

Klasifikacija mikroorganizama

bakterije

Bakterije su jednoćelijski prokariotski mikroorganizmi. Njihova vrijednost se mjeri u mikrometrima (µm). Postoje tri glavna oblika: sferične bakterije - kokice, štapićaste i uvijene.

cocci(grčki kokkos - zrno) imaju sferni ili blago izduženi oblik. Razlikuju se jedni od drugih ovisno o tome kako se nalaze nakon podjele. Pojedinačno raspoređeni koki su mikrokoki, raspoređeni u parove su diplokoki. Streptokoki se dijele u istoj ravni i nakon podjele se ne razilaze, formirajući lance (grč. streptos - lanac). Tetrakoki formiraju kombinacije od četiri koka kao rezultat podjele u dvije međusobno okomite ravni, sarcini (lat. sarcio - vezati) nastaju podjelom u tri međusobno okomite ravnine i izgledaju kao grozdovi od 8-16 koka. Stafilokoki, kao rezultat nasumične podjele, formiraju grozdove nalik na grozd (grč. staphyle - grozd).

u obliku štapa bakterije (grč. bakterije - štapić) koje mogu formirati spore nazivaju se bacili ako spora nije šira od samog štapića, a klostridijum ako prečnik spore prelazi prečnik štapića. Bakterije u obliku štapa, za razliku od koka, različite su po veličini, obliku i rasporedu stanica: kratke (1-5 mikrona), debele, sa zaobljenim krajevima bakterije crijevne grupe; tanki, blago zakrivljeni štapići tuberkuloze; tanki štapići difterije smješteni pod kutom; velike (3-8 mikrona) antraks šipke sa "odsječenim" krajevima, formirajući dugačke lance - streptobacile.

To tortuous oblici bakterija uključuju vibrije, koji imaju blago zakrivljeni oblik u obliku zareza (cholera vibrio) i spirila, koja se sastoji od nekoliko kovrča. Krimpirane forme uključuju i Campylobacter, koji pod mikroskopom izgledaju kao krila letećeg galeba.

Struktura bakterijske ćelije.

Strukturni elementi bakterijske ćelije mogu se podijeliti na:

a) trajni strukturni elementi – prisutni su u svakoj vrsti bakterija, tokom čitavog života bakterije; to je ćelijski zid, citoplazmatska membrana, citoplazma, nukleoid;

B) nepostojani strukturni elementi koje nisu u stanju da formiraju sve vrste bakterija, ali one bakterije koje ih formiraju mogu ih izgubiti i ponovo steći, zavisno od uslova postojanja. Ovo je kapsula, inkluzije, piće, spore, flagele.

Rice. 1.1. Struktura bakterijske ćelije

ćelijski zid pokriva celu površinu ćelije. Kod gram-pozitivnih bakterija, ćelijska stijenka je deblja: do 90% je polimerno jedinjenje peptidoglikana povezano s teihoičnom kiselinom i proteinskim slojem. Kod gram-negativnih bakterija stanični zid je tanji, ali složenijeg sastava: sastoji se od tankog sloja peptidoglikana, lipopolisaharida, proteina; pokrivena je vanjskom membranom.

Funkcije ćelijskog zidada li je to:

Osmotska je barijera

Određuje oblik bakterijske ćelije

Štiti ćeliju od uticaja okoline

Nosi različite receptore koji potiču vezivanje faga, kolicina, kao i raznih hemijskih jedinjenja,

Hranjive tvari ulaze u ćeliju kroz ćelijski zid i otpadni proizvodi se izlučuju.

O-antigen je lokaliziran u ćelijskom zidu i endotoksin (lipid A) bakterije je povezan s njim.

citoplazmatska membrana

uz zid bakterije citoplazmatska membrana , čija je struktura slična eukariotskim membranama ( sastoji se od dvostrukog sloja lipida, uglavnom fosfolipidi sa ugrađenim površinskim i integralnim proteinima). Ona obezbeđuje:

Selektivna permeabilnost i transport otopljenih materija u ćeliju,

Transport elektrona i oksidativna fosforilacija,

Izolacija hidrolitičkih egzoenzima, biosinteza različitih polimera.

Citoplazmatska membrana ograničava bakterijska citoplazma , što predstavlja granularna struktura. Lokaliziran u citoplazmi ribozomi i bakterijski nukleoid, također može sadržavati inkluzije i plazmidi(ekstrahromozomska DNK). Pored potrebnih struktura, bakterijske ćelije mogu imati spore.

Citoplazma- unutrašnji sadržaj bakterijske ćelije sličan gelu prožet je membranskim strukturama koje stvaraju kruti sistem. Citoplazma sadrži ribozome (u kojima se vrši biosinteza proteina), enzime, aminokiseline, proteine, ribonukleinske kiseline.

Nukleoid- to je bakterijski hromozom, dvostruki lanac DNK, prstenasto zatvoren, povezan sa mezozomom. Za razliku od jezgre eukariota, lanac DNK je slobodno lociran u citoplazmi, nema nuklearnu membranu, nukleolus ili histonske proteine. DNK lanac je višestruko duži od same bakterije (na primjer, kod E. coli, dužina hromozoma je veća od 1 mm).

Osim nukleoida, u citoplazmi se mogu naći ekstrahromozomski faktori naslijeđa, nazvani plazmidi. To su kratke, kružne niti DNK vezane za mezozome.

Inkluzije nalaze se u citoplazmi nekih bakterija u obliku zrna koja se mogu otkriti mikroskopski. Uglavnom, ovo je zaliha nutrijenata.

pijenje(lat. pili - dlake) inače cilije, fimbrije, resice, resice - kratki nitasti nastavci na površini bakterija.

Flagella. Mnoge vrste bakterija su u stanju da se kreću zbog prisustva flagela. Od patogenih bakterija, samo među štapićima i uvijenim oblicima postoje pokretne vrste. Flagele su tanke elastične niti, čija je dužina kod nekih vrsta nekoliko puta veća od dužine tijela same bakterije.

Broj i raspored flagela je karakteristična vrsta bakterija. Razlikuju se bakterije: monotrihe - sa jednim bičevom na kraju tela, lofotrihe - sa gomilom bičaka na kraju, amfitrihe, koje imaju flagele na oba kraja, i peritrihe, kod kojih se flagele nalaze po celoj površini tijelo. Vibrio cholerae spada u monotrihe, a salmonela tifusa u peritrihe.

Kapsula- vanjski mukozni sloj koji se nalazi u mnogim bakterijama. Kod nekih vrsta je toliko tanak da se nalazi samo u elektronskom mikroskopu - ovo je mikrokapsula. Kod drugih vrsta bakterija, kapsula je dobro definirana i vidljiva u konvencionalnom optičkom mikroskopu - ovo je makrokapsula.

mikoplazme

Mikoplazme su prokarioti, njihova veličina je 125-200 nm. Ovo su najmanji stanični mikrobi, njihova veličina je blizu granice rezolucije optičkog mikroskopa. Nedostaje im ćelijski zid. Karakteristične karakteristike mikoplazmi povezane su s odsustvom ćelijskog zida. Nemaju trajni oblik, pa postoje sferni, ovalni, niti slični oblici.

Rickettsia

klamidija

aktinomiceti

Aktinomiceti su jednoćelijski mikroorganizmi koji pripadaju prokariotima. Njihove ćelije imaju istu strukturu kao i bakterije: ćelijski zid koji sadrži peptidoglikan, citoplazmatsku membranu; nukleoid, ribozomi, mezozomi, intracelularne inkluzije nalaze se u citoplazmi. Stoga su patogeni aktinomiceti osjetljivi na antibakterijske lijekove. Istovremeno, imaju oblik razgranatih isprepletenih filamenata sličan gljivama, a neki aktinomiceti koji pripadaju porodici strenomiceta razmnožavaju se sporama. Druge porodice aktinomiceta razmnožavaju se fragmentacijom, odnosno razbijanjem filamenata u zasebne fragmente.

Aktinomicete su široko rasprostranjene u životnoj sredini, posebno u tlu, i učestvuju u kruženju supstanci u prirodi. Među aktinomicetama postoje proizvođači antibiotika, vitamina, hormona. Većina antibiotika koji se trenutno koriste proizvode aktinomicete. To su streptomicin, tetraciklin i drugi.

Spirohete.

Spirohete su prokarioti. Imaju zajedničke karakteristike i sa bakterijama i sa protozoama. To su jednoćelijski mikrobi, koji imaju oblik dugih tankih spiralno zakrivljenih ćelija, sposobnih za aktivno kretanje. U nepovoljnim uslovima, neke od njih mogu se pretvoriti u cistu.

Studije u elektronskom mikroskopu omogućile su utvrđivanje strukture ćelija spirohete. To su citoplazmatski cilindri okruženi citoplazmatskom membranom i ćelijskom stijenkom koja sadrži peptidoglikan. Citoplazma sadrži nukleoid, ribozome, mezozome i inkluzije.

Vlakna se nalaze ispod citoplazmatske membrane, osiguravajući raznovrsno kretanje spiroheta - translacijsko, rotacijsko, fleksijno.

Patogeni predstavnici spiroheta: Treponema pallidum - izaziva sifilis, Borrelia recurrentis - povratna groznica, Borrelia burgdorferi - Lajmska bolest, Leptospira interrogans - leptospiroza.

Pečurke

Gljive (Fungi, Mycetes) su eukarioti, niže biljke kojima nedostaje hlorofil, te stoga ne sintetiziraju organska jedinjenja ugljika, odnosno heterotrofi su, imaju diferencirano jezgro, prekrivene su ljuskom koja sadrži hitin. Za razliku od bakterija, gljive ne sadrže peptidoglikan, pa su stoga neosjetljive na peniciline. Citoplazmu gljiva karakterizira prisustvo velikog broja raznih inkluzija i vakuola.

Među mikroskopskim gljivama (mikromiceti) postoje jednoćelijski i višećelijski mikroorganizmi koji se razlikuju po morfologiji i načinu razmnožavanja. Gljive se odlikuju raznim metodama razmnožavanja: podjela, fragmentacija, pupanje, stvaranje spora - aseksualnih i spolnih.

U mikrobiološkim istraživanjima najčešće se susreću plijesni, kvasci i predstavnici kombinovane grupe tzv. nesavršenih gljiva.

Mould formiraju tipičan micelij koji puže duž hranjivog supstrata. Iz micelija se uzdižu nadzemne grane koje završavaju plodnim tijelima različitih oblika koja nose spore.

Mucor ili glavičaste plijesni (Mucor) su jednoćelijske gljive sa sferičnim plodištem ispunjenim endosporama.

Plijesni iz roda Aspergillus su višećelijske gljive sa plodnim tijelom, mikroskopski nalik na vrh kante za zalijevanje koja prska mlazove vode; otuda i naziv "kalup za curenje". Neke vrste Aspergillus se industrijski koriste za proizvodnju limunske kiseline i drugih supstanci. Postoje vrste koje uzrokuju bolesti kože i pluća kod ljudi - aspergilozu.

Plijesni iz roda Penicillum, ili četke, su višećelijske gljive sa plodištem u obliku četke. Od nekih vrsta zelene plijesni dobijen je prvi antibiotik penicilin. Među penicilima postoje vrste patogene za ljude koje izazivaju peniciliozu.

Razne vrste plijesni mogu uzrokovati kvarenje hrane, lijekova, bioloških preparata.

Kvasac - gljive kvasca (Saccharomycetes, Blastomycetes) imaju oblik okruglih ili ovalnih ćelija, višestruko veće od bakterija. Prosječna veličina ćelija kvasca je približno jednaka promjeru eritrocita (7-10 mikrona).

Virusi

Virusi- (lat. virusni otrov) - najmanji mikroorganizmi koji nemaju ćelijsku strukturu, sistem za sintezu proteina i sposobni su da se razmnožavaju samo u ćelijama visoko organizovanih oblika života. Široko su rasprostranjeni u prirodi, pogađaju životinje, biljke i druge mikroorganizme.

Zrela virusna čestica, poznata kao virion, sastoji se od nukleinske kiseline – genetskog materijala (DNK ili RNK) koji nosi informacije o nekoliko vrsta proteina potrebnih za formiranje novog virusa – prekrivenog zaštitnom proteinskom ljuskom – kapsidom. Kapsid se sastoji od identičnih proteinskih podjedinica tzv capsomeres. Virusi takođe mogu imati lipidni omotač preko kapsida ( supercapsid) formirana od membrane ćelije domaćina. Kapsid se sastoji od proteina kodiranih virusnim genomom, a njegov oblik je u osnovi klasifikacije virusa prema morfološkom svojstvu. Zamršeno organizirani virusi, osim toga, kodiraju posebne proteine ​​koji pomažu u sklapanju kapsida. Kompleksi proteina i nukleinskih kiselina poznati su kao nukleoproteini, a kompleks proteina virusne kapside sa virusnom nukleinskom kiselinom naziva se nukleokapsid.

Rice. 1.4. Šematska struktura virusa: 1 - jezgro (jednolančana RNA); 2 - proteinska ljuska (Capsid); 3 - dodatna lipoproteinska ljuska; 4 - Kapsomeri (strukturni dijelovi kapsida).

Fiziologija mikroorganizama

Fiziologija mikroorganizama proučava vitalnu aktivnost mikrobnih ćelija, procese njihove ishrane, disanja, rasta, razmnožavanja, obrasce interakcije sa okolinom.

Metabolizam

Metabolizam- skup biohemijskih procesa koji imaju za cilj dobijanje energije i reprodukciju ćelijskog materijala.

Karakteristike metabolizma kod bakterija:

1) raznovrsnost korišćenih supstrata;

2) intenzitet metaboličkih procesa;

4) prevlast procesa raspada nad procesima sinteze;

5) prisustvo egzo- i endoenzima metabolizma.

Metabolizam sastoji se od dva međusobno povezana procesa: katabolizma i anabolizma.

katabolizam(energetski metabolizam) je proces cijepanja velikih molekula na manje, uslijed čega se oslobađa energija koja se akumulira u obliku ATP-a:

a) disanje

b) fermentacija.

Anabolizam(konstruktivni metabolizam) - osigurava sintezu makromolekula od kojih je izgrađena stanica:

a) anabolizam (sa troškovima energije);

b) katabolizam (sa oslobađanjem energije);

U ovom slučaju koristi se energija dobivena u procesu katabolizma. Metabolizam bakterija karakterizira visoka brzina procesa i brza adaptacija na promjenjive uvjete okoline.

U mikrobnoj ćeliji enzimi su biološki katalizatori. Prema strukturi razlikuju se:

1) jednostavni enzimi (proteini);

2) složeni; sastoje se od proteina (aktivni centar) i neproteinskih dijelova; potrebno za aktivaciju enzima.

Prema mjestu radnje razlikuju se:

1) egzoenzimi (deluju izvan ćelije; učestvuju u procesu dezintegracije velikih molekula koji ne mogu da prodru u bakterijsku ćeliju; svojstveni gram-pozitivnim bakterijama);

2) endoenzimi (deluju u samoj ćeliji, obezbeđuju sintezu i razgradnju različitih supstanci).

Ovisno o kataliziranim kemijskim reakcijama, svi enzimi se dijele u šest klasa:

1) oksidoreduktaze (katalizuju redoks reakcije između dva supstrata);

2) transferaze (sprovode intermolekularni transfer hemijskih grupa);

3) hidrolaze (obavljaju hidrolitičko cepanje intramolekulskih veza);

4) liaze (vežu hemijske grupe na dve veze, a takođe vrše reverzne reakcije);

5) izomeraze (sprovode procese izomerizacije, obezbeđuju unutrašnju konverziju sa stvaranjem različitih izomera);

6) ligaze, odnosno sintetaze (povezuju dva molekula, što rezultira cijepanjem pirofosfatnih veza u ATP molekulu).

Ishrana

Pod ishranom se podrazumeva proces ulaska i uklanjanja hranljivih materija u ćeliju i iz nje. Ishrana prvenstveno osigurava reprodukciju i metabolizam ćelije.

U bakterijsku ćeliju u procesu ishrane ulaze različite organske i anorganske supstance. Bakterije nemaju posebne organe za ishranu. Supstance prodiru kroz cijelu površinu ćelije u obliku malih molekula. Ovaj način ishrane se zove holofitski. Neophodan uslov za prolaz nutrijenata u ćeliju je njihova rastvorljivost u vodi i mala vrednost (tj. proteini moraju biti hidrolizovani u aminokiseline, ugljeni hidrati u di- ili monosaharide, itd.).

Glavni regulator ulaska tvari u bakterijsku stanicu je citoplazmatska membrana. Postoje četiri glavna mehanizma za unos supstanci:

-pasivna difuzija- duž gradijenta koncentracije, energetski intenzivan, bez specifičnosti supstrata;

- olakšanu difuziju- duž gradijenta koncentracije, specifičan za supstrat, energetski intenzivan, izveden uz učešće specijalizovanih proteina permease;

- aktivni transport- protiv gradijenta koncentracije, supstrat-specifične (posebni vezujući proteini u kombinaciji sa permeazama), koje troše energiju (zbog ATP), supstance ulaze u ćeliju u hemijski nepromenjenom obliku;

- translokacija (translokacija grupa) - protiv gradijenta koncentracije, uz pomoć fosfotransferaznog sistema, tvari koje troše energiju (uglavnom šećeri) ulaze u ćeliju u forforiliranom obliku.

Glavni hemijski elementi su organogeni neophodna za sintezu organskih jedinjenja - ugljenika, azota, vodonika, kiseonika.

Vrste hrane.Široka distribucija bakterija je olakšana raznim vrstama ishrane. Mikrobima su potrebni ugljik, kisik, dušik, vodonik, sumpor, fosfor i drugi elementi (organogeni).

Ovisno o izvoru proizvodnje ugljika, bakterije se dijele na:

1) autotrofi (koriste neorganske supstance - CO2);

2) heterotrofi;

3) metatrofi (koriste organske materije nežive prirode);

4) paratrofi (koriste organske materije divljih životinja).

Nutritivni procesi moraju osigurati energetske potrebe bakterijske ćelije.

Prema izvorima energije mikroorganizmi se dijele na:

1) fototrofi (sposobni da koriste sunčevu energiju);

2) hemotrofi (primaju energiju putem redoks reakcija);

3) hemolitotrofi (koriste neorganska jedinjenja);

4) hemoorganotrofi (koriste organsku materiju).

Bakterije uključuju:

1) prototrofi (oni su u stanju da sami sintetiziraju potrebne supstance od niskoorganizovanih);

2) auksotrofi (oni su mutanti prototrofa koji su izgubili gene; odgovorni su za sintezu određenih supstanci - vitamina, aminokiselina, pa su im te tvari potrebne u gotovom obliku).

Mikroorganizmi asimiliraju nutrijente u obliku malih molekula, stoga proteini, polisaharidi i drugi biopolimeri mogu poslužiti kao izvor hrane tek nakon što ih egzoenzimi razgrade u jednostavnije spojeve.

disanje mikroorganizama.

Mikroorganizmi dobijaju energiju disanjem. Disanje je biološki proces prijenosa elektrona kroz respiratorni lanac od donora do akceptora kako bi se formirao ATP. U zavisnosti od toga šta je konačni akceptor elektrona, emitovati aerobno i anaerobno disanje. U aerobnom disanju konačni akceptor elektrona je molekularni kisik (O 2), u anaerobnom disanju vezan kisik (-NO 3, \u003d SO 4, \u003d SO 3).

Aerobno disanje donor vodonika H 2 O

Anaerobno disanje

Nitratna oksidacija NO 3

(fakultativni anaerobi) donor vodonika N 2

Sulfatna oksidacija SO 4

(obavezni anaerobi) donor vodonika H 2 S

Prema vrsti disanja razlikuju se četiri grupe mikroorganizama.

1.obavezan(strogo) aerobi. Za disanje im je potreban molekularni (atmosferski) kiseonik.

2.mikroaerofili potrebna je smanjena koncentracija (nizak parcijalni pritisak) slobodnog kiseonika. Da bi se stvorili ovi uslovi, CO 2 se obično dodaje u mešavinu gasova kulture, na primer do koncentracije do 10 procenata.

3.Fakultativni anaerobi mogu konzumirati glukozu i razmnožavati se u aerobnim i anaerobnim uvjetima. Među njima su i mikroorganizmi koji su tolerantni na relativno visoke (bliske atmosferskim) koncentracije molekularnog kiseonika – tj. aerotolerantan,

kao i mikroorganizmi koji su u stanju, pod određenim uslovima, da pređu sa anaerobnog na aerobno disanje.

4.Strogi anaerobi razmnožavaju se samo u anaerobnim uslovima, tj. pri vrlo niskim koncentracijama molekularnog kisika, koji je štetan za njih u visokim koncentracijama. Biohemijski, anaerobno disanje se odvija prema vrsti procesa fermentacije, dok se molekularni kiseonik ne koristi.

Aerobno disanje je energetski efikasnije (sintetiše se više ATP-a).

U procesu aerobnog disanja nastaju toksični produkti oksidacije (H 2 O 2 - vodikov peroksid, -O 2 - slobodni kisikovi radikali), od kojih štite specifični enzimi, prvenstveno katalaza, peroksidaza, peroksid dismutaza. Anaerobima nedostaju i ovi enzimi sistem regulacije redoks potencijala (rH 2).

Rast i razmnožavanje bakterija

Rast bakterija je povećanje veličine bakterijske ćelije bez povećanja broja jedinki u populaciji.

Reprodukcija bakterija je proces koji osigurava povećanje broja jedinki u populaciji. Bakterije karakterizira visoka stopa razmnožavanja.

Rast uvijek prethodi reprodukciji. Bakterije se razmnožavaju poprečnom binarnom fisijom, u kojoj se iz jedne matične ćelije formiraju dvije identične kćeri ćelije.

Proces diobe bakterijskih stanica počinje replikacijom kromosomske DNK. Na mjestu vezivanja hromozoma za citoplazmatsku membranu (replikatorska tačka) djeluje inicijatorski protein koji uzrokuje pucanje hromozomskog prstena, a zatim se njegove niti despiraliziraju. Filamenti se odmotaju i drugi filament se veže za citoplazmatsku membranu u tački proreplikatora, koja je dijametralno suprotna tački replikatora. Zbog DNK polimeraze, njegova tačna kopija je kompletirana u matrici svakog lanca. Udvostručenje genetskog materijala je signal za udvostručenje broja organela. U mezozomima septuma gradi se septum koji dijeli ćeliju na pola. Dvolančana DNK spiralizira se, uvija se u prsten na mjestu vezivanja za citoplazmatsku membranu. Ovo je signal za divergenciju ćelija duž septuma. Formiraju se dvije kćeri jedinke.

Reprodukcija bakterija je određena vremenom nastanka. Ovo je period tokom kojeg se odvija podjela ćelija. Trajanje generisanja zavisi od vrste bakterije, starosti, sastava hranljive podloge, temperature itd.

Hranljivi mediji

Za uzgoj bakterija koriste se hranjive podloge na koje se postavljaju brojni zahtjevi.

1. Ishrana. Bakterije moraju sadržavati sve potrebne hranjive tvari.

2. Izotoničan. Bakterije moraju sadržavati skup soli za održavanje osmotskog tlaka, određene koncentracije natrijevog klorida.

3. Optimalni pH (kiselost) medijuma. Kiselost okoline osigurava funkcionisanje bakterijskih enzima; za većinu bakterija je 7,2–7,6.

4. Optimalni elektronski potencijal, koji pokazuje sadržaj rastvorenog kiseonika u medijumu. Trebao bi biti visok za aerobe i nizak za anaerobe.

5. Transparentnost (uočen je rast bakterija, posebno za tečne medije).

6. Sterilnost (odsustvo drugih bakterija).

Klasifikacija medija kulture

1. Po poreklu:

1) prirodni (mleko, želatin, krompir i dr.);

2) veštačke - podloge pripremljene od posebno pripremljenih prirodnih komponenti (pepton, aminopeptid, ekstrakt kvasca i dr.);

3) sintetički - mediji poznatog sastava, pripremljeni od hemijski čistih neorganskih i organskih jedinjenja (soli, aminokiseline, ugljeni hidrati i dr.).

2. Po sastavu:

1) jednostavni - mesno-peptonski agar, mesno-peptonski bujon, Hottinger agar itd.;

2) složeni - jednostavni su uz dodatak dodatne hranjive komponente (krv, čokoladni agar): šećerna juha,

žučni bujon, serum agar, žumance-solni agar, Kitt-Tarozzi medij, Wilson-Blair medij itd.

3. Po konzistentnosti:

1) čvrsti (sadrže 3-5% agar-agara);

2) polutečni (0,15-0,7% agar-agar);

3) tečni (ne sadrže agar-agar).

agar- kompleksni polisaharid iz morskih algi, glavni učvršćivač za guste (čvrste) podloge.

4. U zavisnosti od namjene PS-a, postoje:

Diferencijalna dijagnostika

izborni

selektivno

inhibitorno

Kulturni mediji

Kumulativno (zasićenje, obogaćivanje)

Konzervans

Kontrola.

Diferencijalna dijagnostika - to su složena okruženja u kojima mikroorganizmi različitih vrsta rastu na različite načine, ovisno o biokemijskim svojstvima kulture. Dizajnirani su za identifikaciju vrsta mikroorganizama, široko se koriste u kliničkoj bakteriologiji i genetskim istraživanjima.

Selektivni, inhibitorni i elektivni PS su dizajnirani za uzgoj strogo definirane vrste mikroorganizama. Ovi mediji služe za izolaciju bakterija iz mješovitih populacija i njihovo razlikovanje od sličnih vrsta. U njihov sastav se dodaju različite supstance koje inhibiraju rast nekih vrsta, a ne utiču na rast drugih.

Medij se može učiniti selektivnim zbog pH vrijednosti. Nedavno su se antimikrobni agensi kao što su antibiotici i drugi kemoterapeutski agensi upotrebljavali kao sredstva selektivna na medije.

Elektivni PS našli su široku primjenu u izolaciji uzročnika crijevnih infekcija. Dodatkom malahita ili briljantnog zelenog, žučnih soli (posebno natrijeve tauroholne kiseline), značajne količine natrijevog klorida ili citratnih soli, rast Escherichia coli se inhibira, ali se rast patogenih bakterija crijevne grupe ne pogoršava. . Neke elektivne podloge pripremaju se uz dodatak antibiotika.

Mediji za održavanje kulture su formulisani tako da ne sadrže selektivne supstance koje mogu uzrokovati varijabilnost kulture.

Kumulativni PS (obogaćivanje, zasićenje) su podloge na kojima pojedine vrste useva ili grupe useva rastu brže i intenzivnije od pratećih. Kod uzgoja na ovim podlogama obično se ne koriste inhibitorne supstance, već se, naprotiv, stvaraju povoljni uslovi za određenu vrstu koja je prisutna u smjesi. Osnova akumulacijskih medija su žuč i njene soli, natrijum tetrationat, razne boje, soli selenita, antibiotici itd.

Za primarnu inokulaciju i transport materijala za ispitivanje koriste se sredstva za konzerviranje.

Postoje i kontrolni PS koji se koriste za kontrolu sterilnosti i totalne bakterijske kontaminacije antibiotika.

5. Prema skupu nutrijenata razlikuju:

Minimalni mediji koji sadrže samo izvore hrane dovoljne za rast;

Bogato okruženje, koje uključuje mnoge dodatne supstance.

6. Prema obimu upotrebe, PS se dijele na:

> proizvodnja (tehnološka);

> okruženja za naučna istraživanja sa ograničenim opsegom primene.

Proizvodni PS treba da bude dostupan, ekonomičan, lak za pripremu i upotrebu za uzgoj velikih razmera. Istraživački mediji su obično sintetički i bogati hranjivim tvarima.

Izbor sirovina za izgradnju medija kulture

Kvaliteta PS u velikoj mjeri je određena korisnošću sastava hranjivih supstrata i sirovina koje se koriste za njihovu pripremu. Širok izbor vrsta sirovina predstavlja težak zadatak odabira najperspektivnijeg, pogodnog za projektovanje PS traženog kvaliteta. Odlučujuću ulogu u ovom pitanju imaju, prije svega, biohemijski pokazatelji sastava sirovina, koji određuju izbor metode i načina njegove obrade kako bi se što potpunije i efikasnije iskoristile sadržane hranjive tvari. u tome.

Za dobijanje PS sa posebno vrednim svojstvima prvenstveno se koriste tradicionalni izvori životinjskih proteina, tj meso goveda (goveda), kazein, riba i proizvodi njene prerade. Najpotpuniji i najšire korišteni PS na bazi goveđeg mesa.

S obzirom na nestašicu kaspijske papaline, široko korištene u nedavnoj prošlosti, za dobijanje ribe počeli su se koristiti jeftiniji i pristupačniji neprehrambeni proizvodi ribarske industrije - suhi kril, otpad od prerade mesa krila, filet papaline i njen prezreli kavijar. nutritivne baze. Najrasprostranjenija je krmna brašna za ribu (FCM), koja ispunjava zahtjeve biološke vrijednosti, dostupnosti i relativnog standarda.

Prilično rasprostranjen PS na bazi kazeina, koji sadrži sve komponente koje se nalaze u mlijeku: mast, laktozu, vitamine, enzime i soli. Međutim, treba napomenuti da je zbog povećanja cijene proizvoda za preradu mlijeka, kao i zbog povećanja potražnje za kazeinom na svjetskom tržištu, njegova upotreba donekle ograničena.

Od neprehrambenih izvora proteina životinjskog porijekla, kao sirovine za izgradnju punopravnog PS, potrebno je izdvojiti krv zaklanih životinja koja je bogata biološki aktivnim tvarima i mikroelementima i sadrži produkte ćelijskog i metabolizam tkiva.

Hidrolizati krvi domaćih životinja koriste se kao zamjena za pepton u diferencijalno dijagnostičkim hranjivim podlogama.

Ostale vrste sirovina životinjskog porijekla koje sadrže proteine ​​koje se mogu koristiti za dizajniranje PS uključuju: posteljicu i slezinu goveda, suhi proteinski koncentrat - proizvod prerade mesnog otpada, split trim dobijen preradom kože, embrije peradi - otpad od proizvodnja cjepiva, zamjene krvi sa isteklim rokom, sirutka od skute, meka tkiva mekušaca i peronožaca.

Obećavajuće je korištenje trupova krznarskih životinja sa farmi krzna, krvi goveda dobivene u fabrici za preradu mesa, obranog mlijeka i surutke (otpad iz fabrika maslaca).

Općenito, PS pripremljeni od sirovina životinjskog porijekla imaju visok sadržaj osnovnih nutritivnih komponenti, kompletni su i izbalansirani u pogledu sastava aminokiselina i prilično dobro proučeni.

Od biljnih proizvoda kao proteinski supstrat za PS mogu se koristiti kukuruz, soja, grašak, krompir, lupina itd. Međutim, biljne poljoprivredne sirovine sadrže proteine ​​čiji neuravnotežen sastav zavisi i od uslova uzgoja useva. kao lipidi u većim količinama od proizvoda životinjskog porijekla.

Opsežnu grupu čine PS napravljeni od proteinskih sirovina mikrobnog porijekla (kvasac, bakterije, itd.). Aminokiselinski sastav mikroorganizama koji služe kao supstrat za pripremu PS je dobro proučen, a biomasa korišćenih mikroorganizama je kompletna u pogledu sastava nutrijenata i karakteriše je povećan sadržaj lizina i treonina.

Razvijen je niz PS kombinovanog sastava iz proteinskih supstrata različitog porekla. To uključuje juhu od kazeina kvasca, meso kvasca itd. Većina poznatih PS bazira se na hidrolizatima kazeina, goveđeg mesa i ribe (do 80%).

Specifična težina neprehrambenih sirovina u tehnologiji projektovanja PS je samo 15% i potrebno je povećati u budućnosti.

Neprehrambene sirovine koje se koriste za dobijanje nutritivne baze (PS) moraju ispunjavati određene zahtjeve, i to:

^ potpuni (kvantitativni i kvalitativni sastav sirovina treba uglavnom da zadovolji nutritivne potrebe mikroorganizama i ćelija za koje se PS razvija);

^ pristupačne (da imaju prilično opsežnu sirovinsku bazu);

^ tehnološki (trošak uvođenja u proizvodnju treba izvršiti korištenjem postojeće opreme ili postojeće tehnologije);

^ ekonomičan (trošak uvođenja tehnologije pri prelasku na nove sirovine i njegovu preradu ne bi trebao prelaziti norme troškova za dobivanje ciljnog proizvoda);

^ standard (imaju dug rok trajanja bez promjene fizičko-hemijskih svojstava i nutritivne vrijednosti)

Periodični sistem

Sistem periodične kulture je sistem u kojem se nakon unošenja bakterija (inokulacije) u hranljivu podlogu ne vrši ni dodavanje ni uklanjanje bilo koje komponente osim gasne faze. Iz toga proizilazi da periodični sistem može podržati ćelijsku reprodukciju u ograničenom vremenu, tokom kojeg se sastav hranljivog medijuma menja od povoljnog (optimalnog) za njihov rast u nepovoljan, sve do potpunog prestanka rasta ćelije.

Vrijeme čitanja: 4 min

Sveukupnost bakterija koje naseljavaju ljudsko tijelo ima zajednički naziv - mikrobiota. U normalnoj, zdravoj ljudskoj mikroflori postoji nekoliko miliona bakterija. Svaki od njih igra važnu ulogu za normalno funkcioniranje ljudskog tijela.

U nedostatku bilo koje vrste korisnih bakterija, osoba počinje da se razbolijeva, poremeti se rad gastrointestinalnog trakta i respiratornog trakta. Korisne bakterije za ljude koncentrisane su na koži, u crijevima, na sluznicama tijela. Broj mikroorganizama reguliše imuni sistem.

Normalno, ljudsko tijelo sadrži i korisnu i patogenu mikrofloru. Bakterije mogu biti korisne ili patogene.

Postoji mnogo više korisnih bakterija. Oni čine 99% ukupnog broja mikroorganizama.

U ovom položaju održava se potrebna ravnoteža.

Među različitim vrstama bakterija koje žive na ljudskom tijelu možemo razlikovati:

• bifidobakterije;
• laktobacili;
• enterokoki;
• coli.

bifidobakterije

Ova vrsta mikroorganizama je najčešća, uključena u proizvodnju mliječne kiseline i acetata. Stvara kiselo okruženje, neutralizirajući tako većinu patogenih mikroba. Patogena flora prestaje da se razvija i izaziva procese propadanja i fermentacije.

Bifidobakterije igraju važnu ulogu u životu djeteta, jer su odgovorne za prisutnost alergijske reakcije na bilo koju hranu. Osim toga, djeluju antioksidativno, sprječavaju razvoj tumora.

Sinteza vitamina C nije potpuna bez sudjelovanja bifidobakterija. Osim toga, postoje informacije da bifidobakterije pomažu u apsorpciji vitamina D i B, koji su potrebni osobi za normalan život. U prisustvu nedostatka bifidobakterija, čak i uzimanje sintetičkih vitamina ove grupe neće donijeti nikakav rezultat.

laktobacili

Ova grupa mikroorganizama je važna i za zdravlje ljudi. Zbog njihove interakcije s drugim stanovnicima crijeva blokira se rast i razvoj patogenih mikroorganizama, potiskuju se patogeni crijevnih infekcija.

Laktobacili su uključeni u stvaranje mliječne kiseline, lizocina, bakteriocina. Ovo je odlična pomoć za imunološki sistem. Ako postoji nedostatak ovih bakterija u crijevima, tada se vrlo brzo razvija disbakterioza.

Laktobacili koloniziraju ne samo crijeva, već i sluzokožu. Dakle, ovi mikroorganizmi su važni za zdravlje žena. Održavaju kiselost vaginalnog okruženja, ne dopuštaju razvoj bakterijske vaginoze.

coli

Nisu sve vrste E. coli patogene. Većina njih, naprotiv, obavlja zaštitnu funkciju. Korisnost roda Escherichia coli leži u sintezi kocilina, koji se aktivno odupire većini patogene mikroflore.

Ove bakterije su korisne za sintezu različitih grupa vitamina, folne i nikotinske kiseline. Njihovu ulogu u zdravlju ne treba potcijeniti. Na primjer, folna kiselina je neophodna za proizvodnju crvenih krvnih zrnaca i održavanje normalnog nivoa hemoglobina.

Enterokoki

Ova vrsta mikroorganizama kolonizira ljudsko crijevo odmah nakon rođenja.

Pomažu u varenju saharoze. Živeći uglavnom u tankom crijevu, one, kao i druge korisne nepatogene bakterije, pružaju zaštitu od prekomjerne reprodukcije štetnih elemenata. Istovremeno, enterokoki su uslovno sigurne bakterije.

Ako počnu prelaziti dopuštene norme, razvijaju se razne bakterijske bolesti. Lista bolesti je veoma velika. Počevši od crijevnih infekcija, završavajući s meningokokom.

Pozitivno djelovanje bakterija na organizam

Korisna svojstva nepatogenih bakterija su vrlo raznolika. Sve dok postoji ravnoteža između stanovnika crijeva i sluzokože, ljudski organizam funkcionira normalno.

Većina bakterija je uključena u sintezu i razgradnju vitamina. Bez njihovog prisustva, vitamini B se ne apsorbuju u crijevima, što dovodi do poremećaja nervnog sistema, kožnih oboljenja i smanjenja hemoglobina.

Najveći dio nesvarenih sastojaka hrane koji su dospjeli u debelo crijevo razgrađuju se upravo zahvaljujući bakterijama. Osim toga, mikroorganizmi osiguravaju postojanost metabolizma vode i soli. Više od polovine cjelokupne mikroflore uključeno je u regulaciju apsorpcije masnih kiselina i hormona.

Crijevna mikroflora formira lokalni imunitet. Ovdje se događa uništavanje najvećeg dijela patogenih organizama, blokira se štetni mikrob.

Shodno tome, ljudi ne osjećaju nadimanje i nadutost. Povećanje limfocita izaziva aktivne fagocite da se bore protiv neprijatelja, stimuliraju proizvodnju imunoglobulina A.

Korisni nepatogeni mikroorganizmi pozitivno djeluju na zidove tankog i debelog crijeva. Tamo održavaju konstantan nivo kiselosti, stimulišu limfni aparat, epitel postaje otporan na razne karcinogene.

Peristaltika crijeva uvelike ovisi i o tome koji se mikroorganizmi nalaze u njoj. Suzbijanje procesa propadanja i fermentacije jedan je od glavnih zadataka bifidobakterija. Mnogi mikroorganizmi se dugi niz godina razvijaju u simbiozi s patogenim bakterijama, čime ih kontroliraju.

Biohemijske reakcije koje se stalno dešavaju kod bakterija oslobađaju mnogo toplotne energije, održavajući ukupnu toplotnu ravnotežu organizma. Mikroorganizmi se hrane nesvarenim ostacima.

Disbakterioza

Disbakterioza je promjena u kvantitativnom i kvalitativnom sastavu bakterija u ljudskom tijelu . U ovom slučaju, korisni organizmi umiru, a štetni se aktivno razmnožavaju.

Disbakterioza ne pogađa samo crijeva, već i sluzokože (može postojati disbakterioza usne šupljine, vagine). U analizama će preovladavati nazivi: streptokok, stafilokok, mikrokok.

U normalnom stanju, korisne bakterije reguliraju razvoj patogene mikroflore. Koža, respiratorni organi su obično pod pouzdanom zaštitom. Kada je ravnoteža poremećena, osoba osjeća sljedeće simptome: nadimanje crijeva, nadimanje, bol u trbuhu, uznemirenost.

Kasnije može početi gubitak težine, anemija, nedostatak vitamina. Iz reproduktivnog sistema se opaža obilan iscjedak, često praćen neugodnim mirisom. Na koži se pojavljuju iritacije, hrapavost, pukotine. Disbakterioza je nuspojava nakon uzimanja antibiotika.

Ako nađete takve simptome, svakako se obratite liječniku koji će propisati niz mjera za vraćanje normalne mikroflore. To često zahtijeva uzimanje probiotika.