9738_Metodichka_virusologiya

ІІІ. Звивисті бактерії.

-вібріони;

-спірили;

-спірохети.

IV. Нитчаті бактерії.

V. Незвичайні форми бактерій.

Джгутики і рух бактерій. За характером розташування джгутиків бактерії поділяють на такі групи:

-монотрихи;

-амфітрихи;

-лофотріхи;

-перетрихи.

За методом фарбування за Грамом всі мікроби поділяються на дві групи:

грампозитивні, які набувають синьо-фіолетового кольору;

грамнегативні, які внаслідок того ж фарбування знебарвлюються при додаванні спирту, а при дофарбовуванні фуксином отримують рожевий колір.

Хід роботи. Готують препарат мікроорганізму який треба дослідити. На зафіксований мазок досліджуваної культури кладуть клаптик фільтрувального паперу і наносять на нього 2—3 краплі розчину карболового генціанвіолету. Витримують фарбу протягом 1—2 хв. Потім знімають папірець, на препарат діють 2—3 краплями розчину Люголя протягом 1—2 хв. Зливають розчин Люголя, і обробляють мазок етиловим спиртом протягом 30 сек. Після цього препарат старанно промивають дистильованою водою, дофарбовують фуксином (1 хв), знову промивають водою і висушують. Виготовлений препарат вивчають під мікроскопом за допомогою імерсійної системи.

ІІ. КУЛЬТУРАЛЬНІ ОЗНАКИ.

Серед культуральних ознак мікроорганізмів розрізняють: характер росту культури на рідких і твердих поживних середовищах (МПА, МПЖ, сусло-агар тощо).

На рідких поживних середовищах зазначають:

1.вигляд бактерійних плівок (тоненька, товста, складчаста, слизиста, суха);

2.колір;

3.наявність помутніння;

4.утворення осаду (щільний, пластівчастий).

На твердих поживних середовищах відмічають такі ознаки колоній (рис. 32):

1.форма (кругляста, овальна, неправильна, ризоїдна, амебоподібна, міцелярна);

2.профіль;

3.край (рівний, хвилястий, бахромчастий, зазублений);

4.структура (однорідна, дрібнозерниста, великозерниста, хвиляста);

5.розмір (великі — з діаметром понад 4—5 мм, середні — 2—4 мм, дрібні – 1—2 мм, дуже дрібні — менше 1 мм).

6.поверхня колоній (гладенька, зморшкувата, блискуча, матова, шорстка, з концентричними колами);

7.консистенця (м’яка, тверда, слизиста, волокниста);

8.колір колоній (білий, брудно-білий, жовтий, оранжевий, синій, зелений, червоний, чорний ‒ залежить від наявності в тілі мікробів пігментів);

9.запах колоній (земляний, ефірний, фруктовий та інші).

Рис. 32. Культуральні властивостіколоній мікроорганізмів (за К.М.Векірчик, 2001)

Форма: 1 ‒ округла; 2 ‒ округла з фестончастим краєм; 3 ‒ округла з валиком; 4, 5 ‒ ризоїдна; 6 ‒ з ризоїдним краєм; 7 ‒ амебоподібна; 8 ‒ ниткоподібна; 9 ‒ складчаста; 10 ‒ неправильна; 11 ‒ концентрична; 12 ‒ складна.

Профіль: 1 ‒ зігнутий; 2 ‒ кратероподібний; 3 ‒ горбкуватий; 4 ‒ врослий у субстрат; 5 ‒ плескатий; 6 ‒ опуклий; 7 ‒ краплеподібний; 8 ‒ конусоподібний.

Край: 1 ‒ гладенький; 2 ‒ хвилястий; 3 ‒ зубчастий; 4 ‒ лопатевий; 5 ‒ неправильний; 6 ‒ війчастий; 7 ‒ нитчастий; 8 ‒ ворсинчастий; 9 ‒ галузистий.

Структура: 1 ‒ однорідна; 2 ‒ дрібнозерниста; 3 ‒ крупнозерниста; 4 ‒ струминчаста; 5 ‒ волокниста.

На напіврідких середовищах культуру визначають рухливість мікроорганізмів. Висівають їх в стовпчик, рухливі мікроби викликають дифузне помутніння всієї товщі середовища. Нерухливі мікроби ростуть тільки по "уколу", залишаючи інше середовище цілком прозорим.

Хід роботи: Здійснюється посів досліджуваних мікроорганізмів на елективні поживні середовища за допомогою бактерицидної петлі та ставиться культура на дорощування у термошафу. Після їх дорощування проводять дослідження ознак за допомогою мікроскопа.

Великі колонії вимірюють звичайною лінійкою, дрібні і дуже дрібні — окулярмікрометром. Найкраще колонії вивчати у відбитому світлі Особливу увагу звертають на колір колоній при вивченні актиноміцетів.

ІІІ. ФІЗІОЛОГО-БІОХІМІЧНІ ОЗНАКИ МІКРООРГАНІЗМІВ. Вивчення фізіолого-біохімічних ознак мікроорганізмів включає дослідження

ферментної активності мікробів, відношення їх до різних джерел вуглецю і азоту, характер продуктів життєдіяльності, які нагромаджуються в поживних середовищах (гази, кислоти тощо), а також реагування бактерій на кисень, кислоти, луги та інші фактори довкілля.

Ферментну активність виділеної культури визначають за розрідженням желатину при уколі в стовпчик желатину, а також за коагуляцією і пептонізацією молока. Визначають активність амілази, целюлази, сахарози, уреази, нітратредуктази тощо. У актиноміцетів

визначають утворення ними антибіотиків.

Щоб встановити, які джерела вуглецю використовуються досліджуваною культурою, виготовляють спеціальне синтетичне поживне середовище і до нього додають 1% вуглецевої сполуки (яку хочуть випробувати). Найчастіше з цією метою застосовують пентози, гексози, дисахариди, полісахариди, солі органічних сполук, спирти, жири тощо.

Для вивчення використання мікроорганізмами джерел азоту в основному мінеральному середовищі замінюють фосфат амонію на фосфат калію, додають 1% глюкози, а як джерело азоту використовують альбумін, пептон, амінокислоти, сечовину, аміачні й нітратні солі. Щоб виявити здатність мікроорганізмів засвоювати молекулярний азот, із поживного середовища виключають всізв’язані форми азоту.

Відношення до кисню виявляють за допомогою посіву культури методом уколу в пробірки з МПА, МПЖ та ін. Аероби, як правило, розвиваються у верхній частині середовища, факультативні анаероби — майже по всьому сліду уколу, облігатні анаероби

— тільки в нижній частині.

Щоб виявити витривалість мікроорганізмів до кислот та лугів, до поживного середовища додають різні буферні суміші (для підтримання певного рН середовища).

При використанні мікробами сполук вуглецю (вуглеводів) у субстраті як продукти життєдіяльності можуть нагромаджуватись органічні кислоти, спирти, гази тощо, які можна виявити за допомогою різних методів (використанням індикаторів, якісних хімічних реакцій тощо).

Стійкість бактерій до температури найчастіше виявляють при вирощуванні їх у політермостатах з різною температурою.

Стійкість до концентрації солей у середовищі вивчають культивуванням на основних поживних середовищах з добавкою різних концентрацій солей (NaCl, Na2SO4). Щодо відношення мікроорганізмів до антибіотиків. При ідентифікації актиноміцетів, крім морфологічних, культуральних і фізіолого-біохімічних ознак, використовують також дані про хімічний склад клітинної стінки. Тут стане у нагоді визначник бактерій Бергі та інша спеціальна література.

Отже, за результатами досліджень морфологічних, культуральних і фізіологічних властивостей чистої культури ідентифікують невідомий вид бактерій, використовуючи для цього альбоми-визначники.

Результати оформити у вигляді таблиці.

Таблиця

Культуральні властивості бактеріальних культур

Фарбування мікроорганізмів за Грамом

Спосіб фарбування за Грамом — одна з основних характеристик, які використовуються при класифікації бактерій. Диференційоване фарбування бактерій генціан-віолетом було запропоновано у 1884 році датським фармакологом Г.Х. Грамом. У мікробіології забарвлення за Грамом є важливою морфологічною таксономічною ознакою, з якою корелюють інші властивості бактерій. Суть методу полягає в тому, що при фарбування бактерій генціан-віолетом (кристал-віолетом, метил-віолетом) фарба з йодом утворюють сполуку, що утримується клітинами при обробці їх спиртом. Такі бактерії забарвлені в синьо-фіолетовий колір і їх називають грам позитивними.

Бактерії, які знебарвлюються при обробці спиртом, називають грам негативними. їх потім дофарбовують контрастною фарбою (фуксином).

За фарбування бактерій по Граму відповідальна клітинна оболонка, основним структурним компонентом якої є пептідоглікан (муреїн). У грампозитивних бактерій клітинна оболонка складається з багатьох шарів муреїну і після фарбування їх генціанвіолетом та розчином Люголя утворюється комплекс, який не розчиняється і не вимивається спиртом. Бактерії залишаються пофарбовані в синьо-фіолетовий колір (Г+).

У грамнегативних бактерій клітинна оболонка має лише один шар муреїну, тому після фарбування генціан-віолетом і розчином Люголя комплекс вимивається з клітин при обробці їх спиртом. Щоб різниця була помітнішою, грамнегативні бактерії дофарбовують у червоний колір за допомогою фуксину.

Спосіб фарбування за Грамом вимагає точного дотримування методики і послідовності (кількість хвилини фарбування та ін.).

Хід роботи: Дослідження проводиться в такій послідовності:

1.На предметне скло нанести краплю води, дерев’яною паличкою (сірником) зняти невелику кількість зубного нальоту, змішати з водою і приготувати мазок.

2.Мазок висушити високо над полум’ям і зафіксувати в полум’ї пальника 4—5 разів.

3.Фарбують мазок генціан-віолетом (1—2 хв) і змивають фарбу водою.

4.На мазок наносять розчин Люголя на 1—2 хв, потім розчин зливають не змиваючи.

5.Не змиваючи водою, на мазок наносять кілька крапель 96% спирту на 30с.

6.Препарат промивають водою і дофарбовують фуксином червоним або сафраніном

(1—2 хв).

7.Фарбу зливають, препарат промивають водою, висушують фільтрувальним папером

ірозглядають під мікроскопом з імерсією.

При методично-правильному фарбуванні грампозитивні бактерії зафарбовуються в синьо-фіолетовий колір (Г+), грамнегативні— у червоний колір (Г-).

Контрольні питання

1.Що таке культуральні властивості мікроорганізмів?

2.Які характеристики відмічають при спостереженні за бактеріями на твердих середовищах?

3.Який можливий характер росту мікроорганізмів на рідких середовищах?

4.У чому полягають причини різного фарбування бактерій за Грамом?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 10

Тема: Перетворення мікроорганізмами безазотистих органічних сполук

Мета: Вивчити особливостіпроцесів бродіння, яківідбуваються піддією мікроорганізмів. Матеріали та обладнання: 1) Біологічні мікроскопи XSM – 10, XSM – 20, 2) предметні та

накривні скельця, 3) культура мікроорганізмів, 4) фільтрувальний папір, 5) спиртівка, 6) мікробіологічна петля, 7) дистильована вода, 8) пробірки; 9) цукор; 10) спирт; 11) дріжджі; 12) бактеріологічні петлі; 13) фільтрувальний папір.

План

1.Бродіння.

2.Окислення.

Залежно від умов середовища безазотні органічні речовини розкладаються аеробними або анаеробними мікроорганізмами. Кінцевими продуктами розкладу вуглецевих сполук аеробними мікробами є вуглекислий газ і вода, анаеробними — продукти неповного розкладу (кислоти, спирти тощо). Від основного продукту, який утворюється при перетворенні безазотних органічних речовин, насамперед вуглеводів, ці процеси дістали назву: маслянокислого, молочнокислого, спиртового бродіння тощо.

І. БРОДІННЯ

БРОДІННЯ — дихання анаеробів, відбувається шляхом ферментації субстрату з утворенням невеликої кількості енергії.

СПИРТОВЕ БРОДІННЯ

Основні відомості. Спиртове бродіння — анаеробний розклад вуглеводів під дією мікроорганізмів на етиловий спирт та СО2 за такою схемою:

С6Н12О6→2СН3СН2ОН+2СО2+130 кДж.

Головний продукт — етиловий спирт. Проміжними продуктами бродіння є фосфорногліцеринова, піровиноградна кислоти, оцтовий альдегід, а побічними — гліцерин, янтарна кислота та сивушні масла (аміловий, ізоаміловий, бутиловий, ізобутиловий та інші спирти). Оптимальна температура для спиртового бродіння дорівнює 28—35°С.

Збудниками спиртового бродіння є культурні дріжджові гриби — сахароміцети (Saccaromyces) і дикі (Torula) дріжджі, деякі плісняві мукорові гриби (Мисоr) і бактерії

(Pseudomonas) і Sarcina ventriculi.

Дріжджі роду Saccharamyces міцелій не утворюють, а представники роду Torula мають зачатковий міцелій. Більшість дріжджів — сапрофіти, окремі види спричиняють псування харчових продуктів і захворювання людини (кандідози). Клітини дріжджів округлої або овальної форми, розміром 8—10 мкм, факультативні анаероби, розмножуються нестатевим і статевим шляхом. Розмножуються переважно брунькуванням, але можуть у несприятливих умовах утворювати спори. Широко поширені в природі дикі дріжджі — в ґрунтах та на поверхні рослин, на харчових продуктах, у повітрі, ґрунті тощо. Характерною ознакою для них є пігментація клітин (рожеві, зелені, чорні), яка захищає їх від сонячної інсоляції.

Серед дріжджів, які застосовуються у виробництві, розрізняють дві групи (раси):

-верхові (хлібопекарські);

-низові (спиртові, пивні, винні) (рис. 33).

Рис. 33. Дріжджі: А – хлібопекарські; Б – кормові; В – пивні; Г – спиртові

1. Верхові дріжджі ростуть при підвищеній температурі (18—30°С). Бродіння супроводжується пишним і бурхливим виділенням вуглекислого газу та піни, помутнінням субстрату й утворенням пухкого осаду на дні. Ці дріжджі використовуються у хлібопеченні, винокурінні і виготовлені шампанських вин. Характерний представник — Saccaromyces cerevisiae.

2. Низові дріжджі можуть жити при низьких температурах (4—15°С). Низове бродіння відбувається спокійно, без бурхливого газоутворення, дріжджі не викликають помутніння субстрату, після закінчення бродіння легко випадають на дно, утворюючи щільний осад. Ці дріжджі використовують у пивоварінні і виноробстві. Представник — Saccaromyces vini. Спиртове бродіння нормально відбувається в кислому середовищі при рН

4,0—4,5.

Мікроскопічне вивчення дріжджів.

Хід роботи: Морфологію збудників спиртового процесу вивчають під мікроскопом, для цього виготовляють мікропрепарат «роздавлена крапля». В полі зору може бути видно дріжджові клітини в стадії брунькування (нестатевого розмноження).

При приготуванні фіксованих препаратів мазок з культури дріжджів, висушити, зафіксувати його, пофарбувати фуксином 2 хв, промити водою, висушити, подивитись під мікроскопом на об’єктиві.

МОЛОЧНОКИСЛЕ БРОДІННЯ

Основні відомості. Молочнокисле бродіння — процес перетворення цукру розклад вуглеводів молочнокислими бактеріями в анаеробних умовах до молочної кислоти. Серед побічних продуктів утворюються оцтова кислота, вуглекислий газ, інколи етиловий спирт.

Збудники цього процесу — молочнокислі бактерії — дуже поширені в природі, їх можна знайти скрізь: у повітрі, воді, ґрунті, на поверхні овочів, фруктів і, насамперед, у молоці, кишечнику людини і тварин тощо.

Молочнокислі бактерії мають кулясту і паличкоподібну форми, не утворюють спор, нерухливі, грам позитивні (рис. 34).

Рис. 34. Збудники молочнокислого бродіння:

А — молочний стрептокок (Streptococcus lactis); Б — болгарська паличка (Lactobacillus bulgaricus);

В — ооспора молочна цвіль (Oidium lactis) (заК.М.Векірчик, 2001)

За морфологічними ознаками молочнокислі бактерії поділяють на кулясті

(Streptococcus) та паличкоподібні (Lactobacterium).

Кулясті молочнокислі бактерії викликають бродіння лактози і застосовуються для виготовлення молочних продуктів.

Паличкоподібні молочнокислі бактерії застосовуються в квашенні овочів і фруктів. Лактобактерії відповідають за якість силосу, сінажу.

За характером бродіння їх поділяють на дві групи:

1. Гомоферментативні або типові бактерії — утворюють переважно одну молочну кислоту, яка становить 90% усіх продуктів бродіння:

С6Н12О6 → 2СН3СНОНСООН+ СО2 + 94,3 кДж

Збудниками гомоферментативного бродіння є: Streptococcus lactis —молочнокислий стрептокок, клітини в якому розташовані у вигляді диплококів та коротеньких ланцюжків, викликає закисання молока; Lactobacterium bulgaricus — болгарська паличка, використовується для виготовлення простокваші; Lactobacterium cucumeris — огіркова паличка, утворює ланцюжки, бере участь у квашенні огірків; Lactobacterium plantarum — бере участь у квашенні овочів і силосуванні кормів; Lactobacterium casei — видіграє роль при дозріванні сирів; Lactobacterium acidophilus — використовується для виготовлення ацидофіліна.

2. Гетероферментативні або нетипові бактерії — утворюють з вуглеводів, крім молочної, значну кількість оцтової кислоти, вуглекислий газ, етиловий спирт і гліцерин.

2С6Н12О6 → СН3СНОНСООН + СООНСН2СН2СООН + СН3СООН + С2Н5ОН + СО2 + Н2

До збудників гетероферментативного молочнокислого бродіння належать

Lactobacterium brassicae — капустяна паличка, Betabacterium brevis, вони зустрічаються на рослинах та у хлібних заквасках.

3. Біфідобактерії до цієї групи належать бактерії роду Bifidobacterium, мають вигляд прямих або розгалужених паличок, У-форми, булавовидні та лопатовидні форми. Вони нерухомі, безспорові, грампозитивні. Типовий представник — Bifidobacterium bifidum. Біфідобактерії живуть в кишковому тракті людини, тварин та комах. Вони синтезують антибіотики, з чистих культур готують лікувальний молочнокислий біфідін.

Молочнокисле бродіння є основою таких важливих виробництв, як переробка молока на кисломолочні продукти, сир і масло, випікання кислого чорного хліба, квашення овочів, силосування кормів, виготовлення деяких сортів ковбас тощо; у промисловості - для одержання молочної кислоти.

Мікроскопічне вивчення молочнокислих бактерій.

Хід роботи: На стерильне предметне скло бактеріологічною петлею в краплину дистильованої води наносять молочну сироватку (або розсолу овочів). Виготовлений мазок висушують і фіксують сумішшю спирту з ефіром (1:1). Цю суміш доцільно наносити кілька разів і витримувати протягом 1 хв. При такій фіксації не тільки вбиваються і прикріплюються до скла бактерії, але й водночас, що дуже важливо, видаляється жир, який заважає мікроскопуванню бактерій. Потім препарат фарбують метиленовим синім (5хв) або карболовим фуксином протягом 2—3 хв, промивають дистильованою водою, висушують і вивчають під мікроскопом з імерсійною системою.

На препаратах добре виявляються молочні стрептококи Streptococcus lactis, довгі паличкоподібні бактерії Lactobacillus bulgaricus, L. acidophilus. Якщо препарат виготовлений з плівки, що утворилася на поверхні молока або огіркового розсолу, то на ньому добре видно великі клітини молочної цвіліOidium lactis.

МАСЛЯНОКИСЛЕ БРОДІННЯ

Основні відомості. Маслянокисле бродіння — це анаеробний процес перетворення вуглеводів маслянокислими бактеріями з утворенням масляної кислоти, а також СО2 , Н2 та

інших продуктів. Побічні продукти — оцтова кислота, етиловий, бутиловий, аміловий спирти.

Збудниками маслянокислого бродіння є облігатні анаероби, спороутворюючі, хемоорганотрофи, дуже чутливі до кислотності середовища (оптимальна рН = 7—7,3), грампозитивні палички, які відносяться до роду Clostridium. Типовими представниками маслянокислих бактерій є Clostridium pasteurianum (рис. 35), Clostridium butylicum

(утворюють багато масляної кислоти), Clostridium aceto-butylicum (продукують ацетон і бутиловий спирт).

Маслянокислих бактерій — палички з перетрихальним розміщенням джгутиків у молодому віці є дуже рухливими. З розвитком вони втрачають джгутики, набувають веретеноподібної форми і нагромаджують у клітинах гранульозу, яка з йодом дає синє забарвлення.

Рис. 35. Маслянокислі бактерії (Clostridium pasteurianum) (за К.М. Векірчик, 2001)

Маслянокислі бактеріїзброджують вуглеводи за такою схемою: 4С6Н12О6 → ЗСН3СН2СН2СООН + СН3СООН + 8СО2 + 8Н2

Маслянокисле бродіння має кілька різновидностей залежно від субстрату та кінцевих продуктів. Як субстрат може використовуватися клітковина, пектинові речовини. Якщо бродіння відбувається в кислому середовищі (рН 5,0—5,5), то серед його продуктів у великій кількості утворюються ацетон та бутиловий спирт, а бродіння має назвуацетоно-бутилове.

За характером утворення переважної більшості тієї чи іншої речовини серед кінцевих продуктів, маслянокисле бродіння поділяють на такі види:

справжнє;

ацетонобутилове;

бродіння пектинових речовин;

анаеробний розклад клітковини.

Збудники маслянокислого бродіння беруть участь у процесах мінералізації органічних решток у ґрунті, фіксують азот повітря, використовуються в промисловості для виробництва масляної кислоти, ацетону та бутилового спирту. Збудники маслянокислого бродіння викликають гіркість молока, вершкового масла, силосу, призводять до спучування сирів, консервів, зумовлюють загнивання картоплі, овочів і фруктів, силосу, псування сиру, масла тощо.

Бродіння пектинових речовин

Основні відомості. Пектини — це складні полісахариди, полімери галактуронової кислоти. Основою їхньої будови є ланцюг залишків галактуронової кислоти, з’єднаних один з одним 1,4 — глікозидними зв’язками. Пектинові речовини закріплюють целюлозні волокна у стінках рослинних клітин і зв’язують окремі клітини у тканини. Під дією пектинолітичних ферментів мікроорганізмів складні пектинові речовини розкладаються на більш прості.

Збудники маслянокислого бродіння пектинових речовин з роду Clostridium

(Clostridium pectinovorum, C. felsineum) — облігатні анаероби, рухливі, спороносні,

зброджують пектин, крохмаль, арабінозу, глюкозу, не зброджують клітковину (рис. 36).

Рис. 36. Збудники бродіння пектинових речовин:

А — Clostridium pectinovorum; Б — Clostridium felsineum

(за К.М. Векірчик, 2001)

Відомо три типи пектинових речовин:

пропектин;

пектин;

пектинова кислота.

Мікроорганізми мають здатність розкладати всі три види пектинових речовин. Збудники бродіння пектинових речовин синтезують три групи екзоферментів:

-пропектиназу, яка розкладає пропектин до розчиненого пектину;

-пектазу, що гідролізує метилефірний зв’язок пектину з утворенням пектинової кислоти і метилового спирту;

-полігалактуроназу, яка руйнує зв’язки між структурними одиницями галактуронової

кислоти, пектину або пектинової кислоти.

Процес перетворення мікроорганізмами екзоферментами: протопектин під впливом ферменту пропектинази розщеплюється до пектину; пектин гідролізується ферментом пектинметилестеразою (пектазою) до пектиновою кислоти і метилового спирту; пектинова кислота ферментом полігалактуронідазою (пектиназою) гідролізується до галактуронової кислоти, галактози, ксилози, арабіноза, метилового спирту та оцтової кислоти

На маслянокислому бродінні ґрунтується вимочування льону, конопель та інших прядивних культур.

Бродіння клітковини

Основні відомості. Клітковина (целюлоза) — складний полісахарид, який є головним структурним компонентом оболонок рослинних клітин (С6Н10О5)n. Вона є найпоширенішим полісахаридом рослинного світу. В ній міститься понад 50% усього вуглецю біосфери. Бродіння клітковини відбувається в анаеробних умовах. Бродіння клітковини є особливим видом маслянокислого бродіння.

Розкладання клітковини спричиняють целюлозорозкладаючі мікроорганізми актиноміцетів, грибів, бактерій Clostridium оmelianskii (рис. 37) (живуть при 30—35°С) і Clostridium thermocellum (60—65°С). Бродіння клітковини відбувається у гною, компостах, річковому мулі, у глибоких шарах ґрунту, у рубці жуйних тварин. Целюлозорозкладаючі мікроорганізми продукують фермент — целюлазу, що гідролізує клітковину до целобіози та цукрі. Целобіоза під впливом ферменту целобіази перетворюється на глюкозу. Глюкоза в анаеробних умовах зброджується за типом маслянокислого бродіння.

Схематично ці процеси можна подати так:

(С6Н10О5)n + Н2О → nС12Н22О11 + Н2О → nС6Н12О6.

Рис. 37. Збудники бродіння клітковини (Clostridium omelianskii) (за К.М. Векірчик, 2001)

Склад кінцевих продуктів при бродінні клітковини значною мірою залежить від мікроорганізмів і умов, у яких вони розкладають клітковину.

ІІ. ОКИСЛЕННЯ

ОКИСЛЕННЯ КЛІТКОВИНИ

Основні відомості. Розкладу (окислення) клітковини — процес аеробного розкладу целюлози. Цукри, які утворилися при гідролізі клітковини, окислюються до СО2 та Н2О.

С6Н12О6 + О2 → 2СН2ОНСООН + О2 → 4СО2+ Н2О Окислення клітковини спричиняють аеробні целюлозорозкладаючі бактерії з родів

Cytophaga, Cellvlibrio, Cellfalcicida, а також актиноміцети і гриби, серед яких найактивнішим є Merulias lacrymans. Розкладання клітковини має велике значення для родючостіґрунтів.

ОКИСЛЕННЯ ЖИРУ

Основні відомості. Окислення жирів — процес аеробного розкладу . Жир попадає в ґрунт з рослинними та тваринним рештками, відмерлими клітинами мікроорганізмів. Мікроорганізми, які окисляють жир виділяють фермент — ліпазу, який каталізує гідроліз жиру. Продукти гідролізу окислюються до вуглекислого газу і води. При мікроскопуванні виявлено паличку типуPseudomonas fluorescens, Pseudomonas stutzeri, Geotrichum candidum.

ОКИСЛЕННЯ ВУГЛЕВОДНІВ

Основні відомості. Окислення вуглеводнів — процес аеробного розкладу. Керосин, бензин, які використовуються в якості палива є продуктами перегонки нафти. В ґрунті ці продукти окислюються мікроорганізмами — мікобактеріми (Mycoplana bulata).

ПЕРЕТВОРЕННЯ ОЦТОВОКИСЛИМИ БАКТЕРІЯМИ

Основні відомості. Перетворення бактеріями етилового спирту на оцтову кислоту є процесом неповного окислення органічних сполук в аеробних умовах. Він відбувається за такою схемою:

СН3СН2ОН + О2 → СН3СООН + Н2О + х кДж.

Цей процес спричинюється великою групою бактерій, що належать до облігатних аеробів. Це представники роду Acetobacter: паличкоподібні, неспороносні, грамнегативні бактерії. Оцтовокислі бактерії повсюдно поширені в природі.

Серед них краще вивчені: Acetobacter aceti, Acetobacter pasteurianum, Acetobacter xylinum, Acetobacter orleanense, Acetobacter schutzenbachii та інші (рис. 37). Оцтовокислі бактерії використовуються для промислового виробництва оцту з натурального вина або яблучного соку. Вони завдають шкоди, оскільки можуть псувати вино, пиво тощо.