9.4. Уксуснокислые бактерии
Микроорганизмы, окисляющие этиловый спирт в уксусную кислоту, называют уксуснокислыми бактериями или ацетобактериями. Их относят к роду Acetobacter, в который входят 7 видов: A. aceti, A. diazotrophicus, A. hansenii, A. liquefaciens, A. methanolicus, A. pasteurianus и A. xylinum. Типовым видом является Acetobacter aceti.
Морфология. Ацетобактерии представляют собой мелкие прямые или слегка изогнутые палочки размером 0,6-0,8 х 1,0-4,0 мкм. Встречаются эллипсовидные, удлиненные, нитевидные, разветвленные или имеющие вздутия формы. Подвижны, жгутики располагаются перитрихиально, бывают неподвижные штаммы. По Граму красятся отрицательно, в старых культурах некоторые штаммы становятся грамвариабельными. Спор и капсул не образуют. Клетки располагаются беспорядочно - по одной, в парах, часто в цепочках (рисунок 28).
Культуральные свойства. Уксуснокислые бактерии являются облигатными аэробами. Оптимальная температура роста 25-30 °С, хорошо растут при 20 °С и слабо при 37-38 °С, температурные пределы
Рисунок 28 ‑ Acetobacter aceti: a - круглые гладкие блестящие колонии; б - папочки, расположенные длинными, параллельно идущими цепочками
развития 5-42 °С; оптимум рН 5,4-6,3, могут расти при рН 4,0-4,5, при рН 7,0-8,0 растут слабо. Наилучшими источниками углерода при культивировании служат этанол, глицерол и лактаты.
Растут на простых и сложных питательных средах, большинство штаммов не нуждается в витаминах.
На сусло-агаре ацетобактерии образуют мелкие маслянистые блестящие бесцветные колонии, так как большинство штаммов пигменты не образуют. Для небольшого числа штаммов характерно образование водорастворимых пигментов, чаще желтого цвета. Редко колонии могут окрашиваться в розовый цвет за счет образовавшихся порфиринов.
На жидких подкисленных средах уксуснокислые бактерии образуют слабую пленку, напоминающую папиросную бумагу или более плотную, опускающуюся на дно пробирок. При посеве уколом на МПЖ ацетобактерии дают гроздевидный рост, в связи с чем могут быть отнесены к факультативным аэробам.
В молоке в чистой культуре ацетобактерии практически не развиваются, так как лактозу не усваивают. Совместно с молочнокислыми бактериями, образующими молочную кислоту и лактаты, развиваются очень активно, при этом некоторые штаммы могут синтезировать флавин, в результате чего на поверхности свернувшегося молока появляется оранжевое кольцо.
Для дифференциации видов уксуснокислых бактерий применяют питательную среду ЖИК (GYC), содержащую 5 % D-глюкозы + 1 % дрожжевого экстракта + 3 % СаСО3 + 2,5 % агара.
Для приготовления дрожжевого экстракта 100 г измельченных прессованных дрожжей заливают 500 см3 дистиллированной воды, кипятят при постоянном перемешивании до тех пор пока не сойдет пена, затем помещают на 24 ч при 4-6 °С в холодильник. Эмульсию фильтруют через вату и фильтрат стерилизуют при температуре 121 °С 20 мин.
Биохимические свойства. Уксуснокислые бактерии являются хемоорганотрофами, для них характерен метаболизм дыхательного типа, никогда не бродильного. Окисляют этанол в уксусную кислоту при нейтральной или кислой реакции (рН 4,5), при этом образуют от 5 до 9,6 % уксусной кислоты. Ацетат и лактат окисляют до СО2 и Н2О (сверхокисление). Этанол и лактат служат хорошими источниками углерода.
Гексозы и глицерин пригодны как источники углерода для большинства штаммов, маннит усваивают плохо, лактозу, крахмал и декстрин не гидролизуют. Легко окисляют многие аминокислоты, желатин не разжижают, индол и сероводород не образуют, продуцируют каталазу и перекись водорода.
Некоторые штаммы ацетобактерии способны синтезировать витамин B12.
Уксуснокислые бактерии входят в состав постоянной микрофлоры кефирной грибковой закваски (кефирного грибка), участвуют в формировании специфического вкуса и консистенции кефира. При излишнем развитии вызывают порок - ослизнение и тягучесть кефирной закваски.
В твороге, сметане и простокваше при содержании ацетобактерий в количестве 105-106 клеток в 1 см3 (г) обусловливают запах и привкус уксусной кислоты и ослизнение продукта.
Уксуснокислые бактерии встречаются на цветах, фруктах, медоносных пчелах, в виноградных винах, сидре, пиве, кефире, пивных дрожжах, уксусе, скисших фруктовых соках, соке сахарного тростника, «чайном грибе», растительных дубильных растворах и в садовой почве.
Некоторые представители рода Acetobacter могут вызывать розовую гниль ананасов, яблок и груш. Один вид (A. diazotrophicus) является микроаэрофильным азотфиксирующим микроорганизмом, он присутствует на корнях и стеблях сахарного тростника.