29. Биологическая активность антибиотиков, единицы измерения.

17.Дрожжевание кормов, порча, хранение, значение

Корма дрожжуют в отдельном систематически вентилируемом помещении, температура воздуха в котором должна быть 18-20 градусов. При дрожжевании необходимо обеспечить хороший доступ воздуха в корма. Это достигается систематическим и старательным перемешиванием кормовой массы ручными или механическими мешалками. При дрожжевании большое значение имеет качество корма, температура, кислотность, густота замешивания. Не все корма хорошо дрожжуются. Лучше дрожжуются те корма, в которых содержится большое количество углеводов (ячмень, овес, кукуруза, свекла, тыква и др.). При дрожжевании к кормам можно добавлять до 15% бобовых (горох, вика и др.), около 15% жмыха.

Дрожжевание корма проводят так: к 20 кг закваски добавляют 110-150 л воды и старательно перемешивают. Затем в ящик насыпают 80 кг концентрированных кормов и выдерживают в нем в виде густо замешенной массы в течение 5-6 часов, перемешивая через каждые 30-40 минут. После этого корм можно скармливать свиньям.

18. Ферменты, классификация и их роль в жизнедеятельности микробов.

Ферменты (энзимы) - обычно белковые молекулы или молекулы РНК или их комплексы, ускоряющие химические реакции в живых системах.

Все ферменты разделены по их действию на 6 классов:

Оксидоредуктазы- катализаторы ОВР.

Трансферазы - катализаторы переноса функциональных групп с одной молекулы субстрата на другую.

Гидролазы – ускоряют реакции гидролиза.

Лиазы - катализируют разрыв химических связей без гидролиза с образованием двойной связи в одном из продуктов.

Изомеразы - ускоряют всевозможные структурные или геометрические изменения в молекуле субстрата (реакции изомеризации).

Лигазы - осуществляют реакции синтеза с использованием энергии.

Применение ферментов микробов в пищевой и легкой промышленности позволяет значительно интенсифицировать технологический процесс, повысить выход и улучшить качество готовой продукции. Применение ферментных препаратов в пивоварении позволяет частично заменить солод ячменем. С помощью грибной глюкоамилазы получают глюкозную патоку и кристаллическую глюкозу из крахмала. Пектолитические ферментные грибные препараты используют в сокоморсовом производстве и виноделии.

19.Экзо- и эндоферменты микроорганизмов. Использование в пищевой промышленности и кормопроизводстве.

Эндоферменты функционируют только внутри клетки. Они катализируют реакции биосинтеза и энергетического обмена. Экзоферменты выделяются клеткой в среду и катализируют реакции гидролиза сложных органических соединений на более простые, доступные для ассимиляции микробной клеткой. К ним относятся гидролитические ферменты, играющие исключительно важную роль в питании микроорганизмов.

Применение ферментов микробов в пищевой и легкой промышленности позволяет значительно интенсифицировать технологический процесс, повысить выход и улучшить качество готовой продукции. Применение ферментных препаратов в пивоварении позволяет частично заменить солод ячменем. С помощью грибной глюкоамилазы получают глюкозную патоку и кристаллическую глюкозу из крахмала. Пектолитические ферментные грибные препараты используют в сокоморсовом производстве и виноделии.

20.Маслянокислое брожение, возбудители, значение

При маслянокислом брожении происходит процесс разложения сахара под действием бактерий в анаэробных условиях с образованием масляной кислоты, углекислого газа и водорода. Оно протекает по уравнению:

С6Н12О6 = С3Н7СООН + 2СО2 + 2Н2 + 20 ккал

В качестве побочных продуктов этиловый и бутиловый спирты, уксусная кислота и др. Такое брожение может протекать в молоке и молочных продуктах, придавая неприятные вкус и запах, характерный для масляной кислоты. Маслянокислые бактерии, вызывающие это брожение, представляют собой перитрихиально жгутованные подвижные, спорообразующие палочки, температурный оптимум их развития находится в пределах 30-40°С. Эти бактерии вызывают порчу пастеризованного молока, в котором исключено молочнокислое брожение, а также сырого молока при длительном хранении его на холоде, когда деятельность молочнокислых бактерий ослаблена. Развиваясь во влажной муке, маслянокислые бактерии придают ей прогорклый вкус.

Маслянокислое брожение находит практическое применение в производстве масляной кислоты, которая широко используется в технике.

21.Метановое брожение, возбудители, значение

Брожение метановое - брожение, одним из продуктов которого является метан; осуществляется в основном микроорганизмами, расщепляющими клетчатку, например при очистке сточных вод.

Органические соединения + Н2О→ СН4+СО2+С5Н7NО2+NH4+HCO3.

Гниение (метановое брожение) представляет собой процесс, протекающий без доступа кислорода воздуха, при котором органические вещества под действием различных симбиотических организмов, переходя через большое число промежуточных продуктов, разлагаются до метана и углекислоты. Последняя стадия разложения происходит под действием метановых бактерий.

22.Отношение микроорганизмов к кислороду. Типы биологического окисления, примеры

В зависимости от отношения микроорганизмов к молекулярному кислороду их принято делить на облигатные аэробы, факультативные анаэробы, аэротолерантные анаэробы и облигатные анаэробы. Большинство микроорганизмов, как и макроорганизмы, являются облигатными аэробами (для роста им необходим молекулярный кислород). Наряду с этим есть микроорганизмы, которые, хотя и нуждаются в наличии О₂, но могут расти или лучше растут только при низком его содержании (2–10 %). Такие микроорганизмы называют микроаэрофилами. Факультативные анаэробы растут как в присутствии, так и в отсутствие О₂. Но в зависимости от условий роста происходят изменения в их метаболизме. Как правило, при наличии молекулярного кислорода такие микроорганизмы переключаются на окисление субстрата с участием О₂, т. е. на аэробное дыхание. К аэротолерантным анаэробам принадлежат многие молочнокислые бактерии, способные расти в присутствии молекулярного кислорода, но при этом их метаболизм остается таким же, как и в анаэробных условиях. Облигатные анаэробы не только не нуждаются в наличии молекулярного кислорода для роста, но и для многих видов он токсичен даже в малой концентрации. Синтез биополимеров бактериальной клетки требует энергии. Она образуется в ходе биологического окисления и запасается в виде молекул макроэргов – АТФ и АДФ. Органеллами дыхания у большинства бактерий являются производные цитоплазматической мембраны – мезосомы, на которых локализуются специальные дыхательные ферменты типа цитохромоксидаз. Тип биологического окисления является одним из ключевых признаков, позволяющих дифференцировать различные микроорганизмы. По этому признаку выделяют три группы бактерий: первая группа – облигатные аэробы, которые способны получать энергию только путем дыхания и нуждаются в молекулярном кислороде как конечном акцепторе электронов. Для них как тип ок-вос. процессов характерно окисление, при котором конечным акцептором электронов является кислород. вторая группа – облигатные анаэробы – бактерии, способные расти только в среде, лишенной кислорода. Для них как тип ок-вос. процессов характерна ферментация, при которой происходит перенос электронов от субстрата-донора к субстрату-акцептору. третья группа – факультативные анаэробы – бактерии, способные расти как в присутствии, так и в отсутствии кислорода, и использовать в качестве терминальных акцепторов электронов как молекулярный кислород, так и органические соединения.

23.Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы (температура, влажность, радиация, рН, давление, ультразвук, химические агенты).

Факторы внешней среды постоянно влияют на жизнедеятельность микроорганизмов. При благоприятных условиях наблюдаются быстрый рост и размножение микробов. В условиях, неблагоприятных для жизнедеятельности, развитие замедляется, и далее может наступить их гибель.Влияние температуры. Микроорганизмы могут переносить значительные колебания температуры. Различают три температурные точки при которых может проявляться их жизнедеятельность различной интенсивности. Оптимальная температура та, при которой наиболее интенсивно растут и развиваются микроорганизмы. Мин. температура - это самая низкая, при которой еще возможно развитие микробов. Ниже этой температуры микроорганизмы снижают свою биохимическую активность, переходят в анабиотическое состояние, т.е. состояние скрытой жизни, напоминающее зимнее оцепенение многих хладнокровных (лягушек, змей, ящериц). Макс. - это самая высокая температура, при которой еще возможны рост и развитие микроба. Выше максимальной точки микроб погибает.

Влияние влажности. Минимальная влажность, необходимая для жизнедеятельности бактерий, 30 %, для плесневых грибов - 15 %. Различные виды микроорганизмов не в одинаковой степени чувствительны к высушиванию, при котором происходит потеря воды, в результате чего наступает гибель клетки. Наиболее чувствительны к высушиванию неспорообразующие микробы. Споры обладают высокой устойчивостью к высыханию, сохраняясь в высушенном состоянии в течение нескольких лет. Высушивание используют как один из методов сохранения скоропортящихся продуктов.Ультрафиолетовые лучи, оказывают бактерицидное действие. Микробная клетка вегетативных форм погибает на солнечном свету через несколько минут. Микроорганизмы более устойчивы к воздействию рентгеновских и гамма-лучей; смертельная доза для них в сотни и тысячи раз больше, чем для животных. Рентгеновское и гамма-излучение в малых дозах и при непродолжительной экспозиции оказывают стимулирующее действие на рост и размножение микробов.Реакция среды (рН) оказывает влияние на рост и развитие микроорганизмов. Большинство микроорганизмов развиваются в слабощелочной среде (рН 7,2-7,6), дрожжи и плесневые грибы лучше культивируются при рН 3-6. Меняя реакцию среды, можно регулировать интенсивность развития и биохимическую активность микробов.Ультразвуковые волны обладают значительной механической энергией, способной инактивировать ферменты, токсины, разрушать микробную клетку. Смертельное воздействие на бактерии и вирусы начинает проявляться при озвучивании среды с частотой колебаний около 100 тыс. Гц.Микроорганизмы устойчивы к высоким давлениям. Микробы обнаружены на дне глубоких морей и океанов, где давление достигает более 90 МПа, некоторые дрожжи, плесневые грибы выдерживают давление 300 Мпа.Большие концентрации химических веществ действуют на микроорганизмы бактерицидно, вызывая их гибель(дезинфиция). Вещества, применяемые для уничтожения микробов, должны быть в растворенном состоянии. Чем легче вещество адсорбируется микробной клеткой, тем сильнее его действие. Хим. в-ва в зависимости от их действия на микробную клетку бывают:1) повреждающие только клеточную стенку, не изменяющие внутренней структуры микроба (мыла, жирные кислоты);2) вызывающие повреждение оболочки и клеточных белков (фенол, крезол и их производные);3) вызывающие денатурацию белков (формальдегид - 40%-ный раствор формалина);4) вызывающие инактивацию ферментов (соли тяжелых металлов - соли ртути, меди, серебра и др.).

24. Влияние температуры, высушивания и вакуума, классификация микробов по отношению к температуре.

Влияние температуры. Микроорганизмы могут переносить значительные колебания температуры. Различают три температурные точки при которых может проявляться их жизнедеятельность различной интенсивности. Оптимальная температура та, при которой наиболее интенсивно растут и развиваются микроорганизмы. Минимальная температура - это самая низкая, при которой еще возможно развитие микробов. Ниже этой температуры микроорганизмы снижают свою биохимическую активность, переходят в анабиотическое состояние, т.е. состояние скрытой жизни, напоминающее зимнее оцепенение многих хладнокровных (лягушек, змей, ящериц). Максимальная - это самая высокая температура, при которой еще возможны рост и развитие микроба. Выше максимальной точки микроб погибает. При высушивании происходит потеря воды, в результате чего наступает гибель клетки. Наиболее чувствительны к высушиванию неспорообразующие микробы. Споры обладают высокой устойчивостью к высыханию, сохраняясь в высушенном состоянии в течение нескольких лет. Высушивание используют как один из методов сохранения скоропортящихся продуктов.

Классификация по отношению к t°.

Психрофилы (холодолюбивые) способны развиваться при низкой температуре.(0- 35 °С, оптимальная 15-20 °С) Представители кокковой микрофлоры, плесневые грибы, железобактерии и др., вызывающие порчу продуктов при хранении в холодильниках.

Мезофилы - группа микроорганизмов, которые развиваются при средних температурах. (10-50°С , оптимальная 30-37 °С). К этой группе относятся многие плесневые грибы, дрожжи, гнилостные и все патогенные микроорганизмы.

Термофилы (теплолюбивые) - микробы, развивающиеся при сравнительно высокой температуре.(35- 85 °С , оптимальная 50-60 °С). Термофилы являются основными возбудителями порчи мясных и мясорастительных консервов, принимают участие в самонагревании силоса, влажного зерна, сена, хлопка, муки и др. Споровые палочки сохраняют жизнедеятельность при температуре выше 85 °С.

25. Метод лиофилизации и его практическое значение.

Лиофилизация - способов высушивания пищевых или биологических продуктов, и др. влагосодержащих объектов, которые предварительно подвергаются сильной заморозке, после чего помещаются в вакуум. В данном процессе вся жидкость удаляется из замороженного объекта методом испарения льда. Лиофилизацию применяют при необходимости продолжительного хранения и консервирования различных продуктов биологического происхождения, для получения сухой плазмы донорской крови, сухих сывороток и вакцин, при трансплантации органов и тканей, в фармацевтической и пищевой промышленности. В системах жизнеобеспечения космического корабля лиофилизация применяется как один из перспективных способов регенерации воды из влагосодержащих материалов.В пищевых производствах в технологических процессах лиофилизации сохраняется значительное количество полезных веществ, продукты сохраняют форму, запах и цвет. Растворимый кофе изготавливается с использованием лиофилизации (сублимированный).

27.Антибиотики, их классификация, спектр действия.

Антибиотики – продукты жизнедеятельности организмов, обладающие высокой физиологической активностью по отношению к определенным группам организмов. В основу главной классификации антибиотиков положено их химическое строение. Наиболее важными классами синтетических антибиотиков являются хинолоны и фторхинолоны, сульфаниламиды, имидазолы, нитрофураны. Большая часть антибиотиков имеет природное происхождение, и их основным продуцентом являются микробы. Классифицируют по хим. структуре, источнику и способу получения, спектру действия.

26. Методы окраски микроорганизмов, сущность, значение, примеры.

Окраска микроорганизмов - наиболее распространенный в микробиологии комплекс методов и приемов, применяемый для обнаружения и идентификации микроорганизмов с помощью микроскопа.

Существуют простые, сложные и дифференциальные способы окрашивания микробов. При простой окраске обычно употребляют одну краску, чаще всего красную - фуксин, или синюю - метиленовый синий.

Сложные способы окраски, при которых применяются два или более красителя, являются ценными методами, используемыми в микробиологической диагностике инфекционных болезней.

1. Окраска по Граму используется для определения типа строения клеточной стенки. В зависимости от окраски по Грамму все бактерии подразделяются на грамположительные и грамотрицательные (Методика: приготовить мазок, высушить, зафиксировать, окрасить генцианвиолетовым-2мин,обработать р-ром Люголя-2мин,обесцветить спиртом-30сек,промыть водой, окрасить фуксином 1-2мин,промыть водой, высушть, микроскопировать).

2. Окраска по Цилю-Нильсену используется для выявления кислотоустойчивых бактерий (микобактерий), а также для обнаружения спор.

3. Окраска по Нейссеру используется для выявления цитоплазматических включений волютина и идентификации по их наличию коринебактерий (возбудителей дифтерии).

4. Окраска по Бури-Гинсу используется для выявления макрокапсул.

5. Окраска по Морозову используется для выявления жгутиков, трепонем. В вирусологии – для выявления в оспенных пузырьках вирусов натуральной и ветряной оспы.

6. Окраска по Здрадовскому используется для выявления риккетсий и хламидий.

7. Окраска по Романовскому-Гимзе также, наряду с окраской по Здрадовскому, используется для выявления риккетсий и хламидий; кроме того, используется для выявления спирохет, а также для выявления простейших.

28. Антагонизм, мутуализм, паразитизм, комменсализм значение, примеры.

Антагонизм микробов — одно из проявлений взаимоотношений микроорганизмов в природе, заключающееся в том, что при совместном развитии особи одного вида угнетают жизнедеятельность особей другого вида. Например: при длительном введении антибиотиков широкого спектра действия или при дизентерии, может измениться состав нормальной микрофлоры - развивается дисбактериоз. На этом фоне облегчается развитие условно патогенных микробов, паразитировавших прежде или попавших извне.

Мутуализм - форма симбиоза, при которой присутствие каждого из двух видов становится обязательным для обоих, каждый из сожителей получает относительно равную пользу, и партнеры (или один из них) не могут существовать друг без друга. Типичный пример мутуализма - отношения термитов и жгутиковых простейших, обитающих в их кишечнике. Термиты питаются древесиной, однако у них нет ферментов для переваривания целлюлозы. Жгутиконосцы вырабатывают такие ферменты и переводят клетчатку в сахара. Без простейших - симбионтов - термиты погибают от голода.

Паразитизм - организм, обитающий на другом организме, приносит ему ощутимый вред. Паразит получает пищу либо из тканей хозяина, либо из переваренной им пищи. Паразиты могут разрушать ткани хозяина, выделять в его организм ядовитые вещества (продукты выделения паразитов, токсины). Черви – большой класс паразитов. В основном они живут в кишечнике человека или животных. Также эти существа способны поражать печень, мочевой пузырь, мозг и мышцы.Комменсализм - способ совместного существования двух разных видов живых организмов, при которых одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы, ни вреда. Примером комменсализма могут служить бобовые (например, клевер) и злаки, совместно произрастающие на почвах, бедных доступными соединениями азота, но богатых соединениями калия и фосфора. При этом если злак не подавляет бобовое, то оно в свою очередь обеспечивает его дополнительным количеством доступного азота. Но подобные взаимоотношения могут продолжаться только до тех пор, пока почва бедна азотом и злаки не могут сильно разрастаться.

29. Биологическая активность антибиотиков, единицы измерения.

Биологическую активность антибиотиков измеряют в международных единицах действия (ЕД). За единицу активности антибиотика принимают наименьшее количество препарата, которое оказывает антимикробное действие на чувствительные к нему тест – микробы (например, для пенициллина – золотистый стафилококк, для стрептомицина – кишечная палочка и т.д.). В настоящее время единицы активности антибиотиков выражают в микрограммах (1 мкг – 0,000001 г) чистого препарата. Так, за единицу активности пенициллина принимают 0,6 мкг, а для большей части антибиотиков 1ЕД соответствует 1 мкг.

30. Виды симибиоза макроорганизма с микроорганизмами, значение, примеры.

Симбиоз — это длительное сожительство организмов двух или нескольких разных видов растений или животных, когда их отношения друг с другом очень тесны и обычно взаимно выгодны. Симбиоз обеспечивает этим организмам лучшее питание. Благодаря симбиозу организмам легче преодолевать неблагоприятные воздействия окружающей среды.

Виды: Мутуализм - форма симбиоза, при которой присутствие каждого из двух видов становится обязательным для обоих, каждый из сожителей получает относительно равную пользу, и партнеры (или один из них) не могут существовать друг без друга. Паразитизм - организм, обитающий на другом организме, приносит ему ощутимый вред. Паразит получает пищу либо из тканей хозяина, либо из переваренной им пищи. Паразиты могут разрушать ткани хозяина, выделять в его организм ядовитые вещества (продукты выделения паразитов, токсины). Комменсализм - способ совместного существования двух разных видов живых организмов, при которых одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы, ни вреда. Эндосимбиоз - когда один из партнёров живёт внутри клетки другого.

31. Определение микрофлоры воздуха, ОМЧ, сущность, значение

Микрофлора воздуха зависит от микрофлоры воды и почвы, над которыми расположены слои воздуха. В почве и воде микробы могут размножаться, в воздухе они не размножаются, а только некоторое время сохраняются. Поднятые в воздух с пылью, они либо оседают с каплями обратно на поверхность земли, либо погибают в воздухе от недостатка питания и от действия ультрафиолетовых лучей. Однако некоторые из них более устойчивые, например, туберкулезная палочка, споры клостридий, грибов и др., могут длительно сохраняться в воздухе. Наибольшее количество микробов содержится в воздухе промышленных городов. Наиболее чист воздух над лесами, горами, снежными просторами. Верхние слои воздуха содержат меньше микробов.Общее микробное число (ОМЧ) – количество мезофильных микроорганизмов в 1 мл исследуемой воды. Показатель ОМЧ широко используется для оперативного контроля систем водоподготовки и дезинфекции.

32.Санитарно-показательные микроорганизмы и требования, предъявляемые к ним.

Санитарно-показательные микроорганизмы являются постоянными обитателями поверхностей и полостей человеческого или животного организма. Обнаружение и в объектах внешней среды свидетельствует о загрязнение выделениями человека или животного. Чем обильнее такое загрязнение, тем больше возможность попадания в объект патогенных микробов. Основными санитарно-показательными микроорганизмами в отношении кишечных инфекций, указывающими на фекальное загрязнение внешней среды (вода, почва), считают бактерии группы кишечных палочек (БГКП). В качестве дополнительных показателей при оценке некоторых объектов определяют наличие фекальных стрептококков (энтерококков) и клостридий. Санитарно-показательными микроорганизмами загрязнения воздуха закрытых помещений являются стафилококки (Staph, aureus), а также зеленящие и гемолитические стрептококки, постоянно обитающие на слизистой оболочке верхних дыхательных путей и выделяющиеся в воздушную среду при разговоре, кашле, чиханье. Во внешней среде стрептококки сохраняют жизнеспособность в течение примерно тех же сроков, что и возбудители дифтерии, а стафилококки - даже дольше.