39 Грибы.

Грибы – группа живых организмов, относящаяся к надцарству эукариот к царству Mycota. Признаки одинаковые с животными: лишены хлорофилла и по типу питания хемоорганогетеротрофы; в обмене в-в присутствует мочевина; запасной полисахарид – гликоген; в клеточной стенке присутствует хитин; при питании питательные в-ва сначала адсорбируются, а затем всасываются. Признаки общие с растениями: неподвижность, способность к неограниченному росту (он идёт за счёт верхних клеток). Всё тело – мицелий или грибница – система тонких ветвящихся нитей или гиф находится на поверхности или в толще субстрата. По типу строения мицелия различают: низшие грибы (мицелий не имеет перегородок и представляет собой гигантскую многоядерную клетку); высшие грибы (гифы септированы, т. е. разделены перегородками.

Строение грибной клетки.

Сверху хитиновая оболочка, в состав её входят: азотсодержащие и безазотистые полисахариды, в небольшом количестве белки, липиды, полифосфаты. Под клеточной стенкой находится цитоплазматическая мембрана, отграничивающая внутреннее содержимое. В цитоплазме ядро (или несколько ядер), рибосомы 80S типа, митохондрии, лизосомы, вакуоли с запасными в-вами (волютин, липиды, гликоген и жирные кислоты). Гифы имеют верхушечный рост и обильно ветвятся. Часто плотно переплетённые гифы образуют ложную ткань – плектенхиму. Различают кроющие гифы (наружные) и внутренние (проводящие), плодущие (на концах образуются споры).

Систематика грибов.

Выделяют 6 классов:

1. Хитридиомицеты. Нет мицелия или он в зачаточном состоянии или он слабо развит. Размножение бесполое (зооспорами с одним жгутиком), половое (изогамия – одинаковые гаметы; гетерогамия – слияние мужской и женской гамет; оогамия – образуется трубка, по которой мужские гаметы переходят к женским). Большинство – паразиты.

2. Оомицеты. Имеют неклеточный мицелий. В клеточной стенке основной полисахарид – целлюлоза. Размножение бесполое (зооспорами с 2-мя жгутиками), половое (оогамия). Обитают на органических остатках, но есть и паразиты.

3. Зигомицеты. Мицелий в незрелом состоянии неклеточный, в зрелом – септирован. Бесполое размножение спорангиоспорами (для них специальные вместилища) или конидиями (для них специальные выросты), половое размножение – зигогамия (слияние 2-х не дифференцированных на гаметы клеток). Представители – мукоровые грибы. В Азии используют в качестве компонента закваски.

4. Аскомицеты или сумчатые грибы. В результате полового процесса образуются аски или сумки. Аск – одноклеточная структура, которая в результате мейоза образует 8 аскоспор. Мицелий септирован. В клеточной стенке хитина меньше чем у других грибов. Есть глюканы и маннаны. Половой процесс – гаметангиогамия (слияние 2-х гаметангиев, т.е. специальных клеток не дифференцированых на гаметы. Представители: 1) Дрожжи – размножаются асками, одноклеточные, не образуют типичного мицелия. Клеточная стенка покрыта капсулой. Бесполое размножение осуществляется неподвижными спорами, вегетативное – почкованием (вырастают из материнской клетки), половое – слияние 2-х клеток с образованием зиготы и из неё аскоспор. 2) Трюфели – подземные грибы. 3) Сморчки. 4) Строчки.

5. Базидиомицеты. Высшие грибы с многоклеточным мицелием. Вегетативное размножение: хламидоспорами (распад гиф на отдельные клетки, каждая из которых одевается оболочкой), кусочками мицелия. Бесполое размножение – образование конидий. Половой процесс – соматогамия (2 гаплоидных мицелия сближаются, между клетками образуется мостик, по которому идёт перемещение ядер). Эти грибы – почвенные сапрофиты (например, шампиньоны).

6. Дейтеромицеты – несовершенные грибы. Мицелий септирован. Размножаются только бесполым путём – конидии. Представители – грибы рода Aspergillus (применяются в производстве БАС).

42 способы Хранение микроорганизмов.

Задача-поддержание их жизнеспособности, сохранение стабильности таксономически важных признаков ,а также определённых свойств, предствляющих интерес для науки и практики.

Методы хранения: 1) Дегидратация - (высушивание из жидкости под вакуумом, высушивание из замороженного состояния под вакуумом - лиофилизация). 2) Уменьшение доступа О₂ (под минеральным маслом , в запаяных ампулах). 3) Хранение густых суспензий клеток - (в дистиллированной воде, физ. растворе, 10% растворе сахара). Периодические пересевы - (аспорогенные бактерии пересевают 1-2 раза в месяц; спорогенные бактерии, дрожжи, мицеллиальные грибы,аскомицеты-1 раз в 3 месяца). Плюсы метода: визуальный контроль, простота. Минусы метода-возможность заражения, снижение активности продуцентов. Хранение под минеральным маслом: выращивают на благоприятных питательных средах и заливают минеральным маслом (стерильным, слой в 1-2 см.). При этом замедляется метаболизм, уменьшается доступ О₂.Перед использованием масло (вазелиновое) стерилизуют при 251 кПа-30 мин., для удаления влаги подсушивают в сушильном шкафу при t=150C.Температура хранения 5С. Через 1,3,6,12 месяцев определяют выживаемость микроорганизмов. Плюсы метода - длительная сохранность, минусы метода-снижение активности, изменение признаков, разбрызгивание масла ведёт к заражению персонала. Высушивание на воздухе: посредством контактной сушки м/м высушивают на воздухе до влажности 10-12%.Используют сорбенты: стерильная почва, песок. В процессе лиофилизации микроорганизмы охлаждают до –20-24С и сушат под вакуумом. Хранение при низких температурах: Для многих видов применяется глубокое замораживание при t=-70C в рефрижераторах. Для защиты от повреждения используют криопротекторы (глицерин 10%) быстро проникающие через клеточную мембрану и препятствующие замораживанию. 2-х этапный режим замораживания: сначала медленно до -30С, затем до -150С быстро (в газообразном азоте). Ампулы хранят в газообразном при -150C или жидком при -196С азоте. Для восстановления быстро оттаивают при 37С в водяной бане. Хранение в дистиллированной воде или физ. растворе - микроорганизмы смывают с поверхности скошенной агаризованной среды дистиллированной водой или физ. раствором. Густые суспензии разливают во флаконы, закрывают резиновыми пробками и хранят при 4-6С (E.coli, Str. aureus и др.)

Бактерии существуют за счёт окисления полимеров (запасных). Коллекции типов культур - Коллекции в учебных заведениях и в разичных НИИ. Наиболее значима всероссийская коллекция микроорганизмов в институте биохимии и физиологии РАН. Каждый новый производитель - штамм депонируется в коллекцию (депонирование штаммов). Поддержка селекции включает в себя : рассев на чашки Петри (определяют жизнеспособность клеток). Определяют % нетипичных колоний (должно быть 0,1-1%). Очиска от мутантов поддерживает селекцию. Она включает в себя серию последовательных разведений ,посев на агар. среду, рост в термостате и пересев типичных колоний в пробирки со скошенным агаром. Проверяется продуктивность и отбироются низкоактивные субклоны. Субклоны с типичиой морфологией и стационарным уровнем активности – снова на хранение.

45. Непрерывное культивирование микроорганизмов.

Непрерывное культивирование микроорганизмов – это метод проточного культивирования, когда микроорганизмы растут в условиях постоянного обновления среды. Метод проточного культивирования может быть организован как процесс полного вытеснения и процесс полного смешения.

Процесс полного вытеснения используется для культивирования анаэробных микроорганизмов в трубчатом ферментере без перемешивания и аэрации и аэробов в батарее аэрируемых ферментеров. С одного конца ферментера подается среда и посевной материал, популяция находится в начале своего развития. По ходу трубки или батарей культура «стареет», субстрат исчерпывается, накапливаются продукты метаболизма и вытекающая культура находится в состоянии, аналогичном стационарной фазе роста периодической культуры. В процессе полного смешения рост культур происходит в ферментере при интенсивном перемешивании.

При больших потоках среды эти условия близки к быстрому экспоненциальному росту, при малых приближаются к условиям стационарной фазы роста культур.

В установившемся режиме υ потока среды F (л/ч), отнесенная к единице V культуры в ферментере (л), называется коэфф-м (скоростью) разбавления–D (ч ^-1)

Если культура находится в устойчивом состоянии (динамическое равновесие)D= μ.

Изменение концентрации биомассы определяется двумя противоположно направленными процессами: ростом клеток и их вымыванием из культиватора.

-основное уравнение проточного

культивирования.

Процесс полного смешения может быть организован по типу «хемостат» и «турбидостат».

Хемостатное культивирование – это вариант проточного культивирования с заданным желаемым коэффициентом разбавления (D), к которому подстраивается скорость роста культур (μ). При этом задается лимитирующий фактор, который обуславливает ограничение роста биомассы.

Хемостат – это устойчивая система, способная к стабилизации, т.е. в широком диапазоне скоростей разбавления (D) концентрация субстрата, лимитирующего рост клеток, и величина биомассы остаются по существу на постоянном уровне.

Рост культуры при проточно-гомогенном культивировании характеризуется хемостатной кривой, изображающей зависимость концентрации субстрата S от разбавления D.

На изменение скорости потока культура реагирует соответсвенным изменением концентрации биомассы и концентрации субстрата, не выходя из стационарного состояния.

При турбидостатном выращивании микроорганизмов в культиваторе автоматически поддерживается постоянный уровень биомассы, который по оптической плотности культуры регистрируется специальным прибором, снабженным фотоэлементом. Т.е. задаваемый параметр в системе «турбидостат» - плотность популяции. Скорость накопления биомассы управляет скоростью притока питательной среды.

46 Молочнокислые бактерии.

Молочно-кислые бактерии – название не имеет строго таксономического признака и единственный признак отнесения к этой группе способность обра-ть в кач-ве гл продукта брожения мол к-ту. Мк бакт не подвижные, не образуют спор, Г+, не образуют пигментов. По форме палочко и кокковидные. Род Streptococus правильные кокки соединенные в цепочки разной длины. Род Leuconostoc шаровидные обр-е в цепочках, одиночные диплококки. Род Lactobacillus один-ые палочки кокковидной формы, прямые или с закругленным концами

Мк бакт требовательны к пит средам, требуют около 19 а/к, ряд витаминов, некоторым нужны предшественники н/к. В природе мк бакт встречаются на сложных агаризов средах(в кишечнике человека, в почве, и др.) На агаризованных средах мелкие колонии, поверхность гладкая или шероховатая. Культ-е св-ва: строгие анаэробы или факультативные анаэробы. О₂ они не используют , однако есть флавоноидные структуры, что позволяет использовать О₂ для окисления субстратов. Род Lactobacillus палочковидные не ветвящиеся бактерии. Они слабо воздействуют на белки и жиры. Род Streptococcus относят мк кокки сфер-ой или овальной формы, распологаются парами или цепочками различной длины. Их делят на 4 группы: 1. пиогенные гемолитические стреп-ки, приспособленные к паразитическому образу жизни.2. зеленящие играют роль в производстве сыров. 3. энтерококки обитают в воде, на продуктах питания, явл показателями сан состояния. 4. молочнокислые Str. lactis, Str. diacetilactis – запах диацетила. Род Leuconostoc – удлиненные чичевицеобразные кокки, расположены одиночно, парами, цепочками. L. decstranicum – продуцент декстрана, L. citrovorum – сквашивание молока. Род Pediococcus – кокки, расположенные пучками или тетрадами, микроаэрофилы или аэробы. Часто требуют СО₂ для роста, редко сквашивают молоко, но образуют молочную кислоту. Род бифидобактерии – они имеют булавовидную форму с утолщенными концами.

Наряду с молочной кис-той обр-ют уксусную. Большинство осуществляют гомоферментативное брожение за исключением Leuconostoc, бифидобактерий. Более 90 % продуктов брожения составляет мол к-та, немного этанола, ацетата. Идет по гликолитическому пути, на конечной стадии из пирувата в рез-те присоединения мол Н обр-ся мол к-та. Гетероферментативное – отсутствуют ряд Е гликолиза и брожение идет по пептозофосфатному пути и образуется в равных соотношениях мол к-та и этанол или ацетат.

Применяют в молочной промышленности для проз-ва кисло-мол продуктов, йогуртов – Str. termofilus, lactob. bulgaricum, сметаны – Lactob. brevis, Str. lactis, в хлебопекарном про-ве при выпечки ржаного хлеба в закваску вводят Str. diacetilactis. Силосование кормов Str. lactis, Pediococcus. При их росте образуется мол к-та, которая подавляет рост E. coli, Clostridium. В мясной промыш-ти выработка колбас солями (Str., Leucon.), при солении рыбы(Str., Leucon.), из декстрана заменители плазмы, пленки.