10. Брожение

Анаэробные микроорганизмы получают необходимую энергию в процессе брожения. К брожению в строгом смысле слова относят процессы получения энергии, при которых отщепленный от субстрата водород переносится на органический субстрат, являющийся терминальным акцептором. Кислород в процессе брожения не участвует.

Брожение следует отличать от анаэробного дыхания. В зависимости от конечного акцептора водорода различают: дыхание – конечным акцептором является кислород; брожение – конечным акцептором – органические вещества (спирты, масляная, молочная кислоты); анаэробное дыхание – процесс протекает без участия кислорода, водород передается через дыхательную цепь терминальному акцептору – NO₂^-, SO₄^-2.

В зависимости от характерных или преобладающих продуктов, выделяющихся в процессе брожения, различают: спиртовое (рис.4), молочнокислое, маслянокислое, пропионовое, уксусное, а также брожение, приводящее к образованию метана.

Энергетическим материалом при брожении чаще всего служат углеводы.

С₆Н₁₂О₆ 2 СН₃ – СО – СООН

СО₂

2 НАД⁺ 2 НАД-Н (+Н⁺)

2 СН₃ – СН₂ОН СН₃ – СОН

Рис.4. Превращение пировиноградной кислоты в этанол

при сбраживании глюкозы.

11. Рост и культивирование микроорганизмов.

Рост микроорганизмов зависит от наличия в субстрате:

1. Вода. Грибы способны расти на субстрате с содержанием воды 12%, бактирии – 20%.

2. Макроэлементы: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, кальций, магний, железо.

3. Микроэлементы: марганец, молибден, цинк, медь, кобальт, никель, бор, кремний, хлор, натрий.

4. Дополнительные вещества, которые называются факторами роста. Это аминокислоты, витамины, дрожжи. Организм, который нуждается в факторах роста, называется ауксотрофным.

5. Углекислый газ. В нем нуждается большинство микроорганизмов, т.к. он не только источник углерода, но и выполняет каталитические функции и синтез различных клеточных компонентов.

Классификация питательных сред.

1. По составу:

• Естественные или натуральные – состоят из продуктов животного и растительного происхождения (животные ткани, соки, молоко и другие);

• Неопределенного состава – имеют сложный не вполне уточненный состав (мясопептонный агар – МПА, мясопептонный бульон – МПА и другие);

• Синтетические – в их состав входят только определенные химически чистые соединения в точно указанных концентрациях.

2. По назначению:

• Элективные (избирательные) или диагностические (распознавательные);

• Дифференциальные (индикаторные).

3. По физиологическому состоянию:

• Жидкие – для изучения физиолого-биохимических особенностей микроорганизмов;

• Плотные – для выделения чистых культур, изучения морфологических признаков;

• Сыпучие.

Условия роста.

Даже при удовлетворении всех потребностей в питательных веществах рост микроорганизмов зависит от определенных условий.

1. рН среды. Оптимум 7. Ацидофильные микроорганизмы – 1-1,5 (грибы, тионовые бактерии). У бактерий нет толерантности к кислотам, как у грибов.

2. Температура. К температуре микроорганизмы относятся по-разному. Мезофилы – t= +20- +37^оС до 45 ^оС. Термофилы – выше 45 ^оС до 90-100 ^оС. Психрофилы и железобактерии – ниже 20 ^оС. Криофильные – от 0 ^оС до -10 ^оС.

3. Осмотическое давление – минеральный состав сред. Микроорганизмы способны расти в средах с содержанием солей от 1% до 10%.

4. Кислород необходим в качестве акцептора электронов, для обеспечения роста у аэробных микроорганизмов. Аэробы и анаэробы бывают облигатные, т.е. строгие, и факультативные – не обязательные, условные.