86. Бактерии, вызывающие, пропионовокислое брожение.

В эту группу, объединяемую в род Propionibacterium, входят грам-положительные, неподвижные, не образующие спор палочковидные бактерии, размножающиеся бинарным делением. Большинство пропионовокислых бактерий — аэротолерант­ные анаэробы, получающие энергию в процессе брожения, ос­новным продуктом которого является пропионовая кислота. Аэротолерантность их обусловлена наличием полностью сфор­мированной ферментной системы защиты от токсических форм кислорода (супероксидный анион, перекись водорода). У про­пионовокислых бактерий обнаружены супероксиддисмутазная, каталазная и пероксидазная активности. Внутри группы отно­шение к О₂ различно. Некоторые виды могут расти в аэробных условиях.

Брожение не исчерпывает всех возможностей получения энер­гии этой группой эубактерии. Хотя гликолитическое расщепление глюкозы с образованием в качестве обязательного промежуточ­ного соединения пировиноградной кислоты является основным путем разложения глюкозы, кроме этого пути в группе пропионовых бактерий обнаружен окислительный пентозофосфатный путь, реакции ЦТК, активное «флавиновое дыхание» и окисли­тельное фосфорилирование, сопряженное с электронтранспортной системой. Пропионовые бактерии могут синтезировать гемсодержаoие белки. В их клетках обнаружены цитохромы. В целом у про­пионовых бактерий достаточно четко просматриваются две тен­денции: с одной стороны, усовершенствование основного ана­эробного способа получения энергии, с другой — попытки приспособления и, более того, рационального использования мо­лекулярного кислорода.

87.Маслянокислое брожение и бактерии, вызывающие маслянокислое брожение.

Новое в маслянокислом брожении — возникновение реакций конденсации типа С₂ + С₂ = С₄ в ре­зультате чего образуется С₄ -акцепторная кислота. Судьба этой кис­лоты различна и определяется необходимостью акцептирования водорода с НАД • Н₂, освобождающегося в процессе брожения, а это, в свою очередь, тесно связано с оттоком водорода на конст­руктивные процессы. В качестве конечных С₄-продуктов в процес­се брожения возникают соединения различной степени восстановленности. Характерным С₄-продуктом брожения является мас­ляная кислота. Осуществляют такой тип брожения многие бактерии, относящиеся к роду Клостридиум. Типичными представителями клостридиев, осуществляющих маслянокислое брожение, являются С. Butyricum и С. Pasteurianum. Они сбраживают сахара с образованием масляной и уксусной кис­лот, СО₂ и Н₂ Превращение глюкозы до пирувата осу­ществляется по гликолитическому пути. Следующая реакция — разложение пирувата до ацетил-КоА и СО₂, сопровождающееся образованием восстановленного ферредоксина. Реакция ка­тализируется ферментом пируват: ферредоксин-оксидоредуктазой и является ключевой в маслянокислом брожении. Особенности ре­акции — участие в ней белков, содержащих негемовое железо и кислотолабильную серу

88. Ацетоно-бутиловое брожение. Морфологические и физиологические особенности возбудителей данного типа брожения. Возбудитель ацетонобутилового брожения — С.acetobutylicum, он широко распространен в поч­вах, имеет палочковидные клетки (0.6—0.9 х 2,4—4.7 мкм) с перитрихальным жгутикованием. Характерно образование овальных спор, которые располагаются в клетке субтерминально. Бактерии сбраживают моно-. ди- и полисахариды. а также глицерин, маннит. глюконат, пируват и ряд других соединений, фиксируют молекуляр­ный азот. Оптимальная температура для их роста 37—38 °С, опти­мальное значение рН среды ~ 5,1—6,9- Ацетонобутиловые бактерии способны разлагать белки. Сбраживание углеводов при помощи данных бактерий проис­ходит по пути Эмбдена—Мейергофа—Парнаса. Образовавшийся в ре­зультате декарбоксилирования пирувата ацетил-КоА восстанавлива­ется в этанол. идет на синтез ацетата или конденсируется в ацето-ацетил-КоА. Последний декарбоксилируется, что приводит к обра­зованию ацетона, или восстанавливается в бутирил-КоА. Который может трансформироваться в бутират или восстанавливаться через бутиральдегид до бутанола. Суммарная схема ацетонобутилового брожения: С₆Н₁₂О₆ = СН₃СН₂СН₂СН₂ОН + СН₃СОСН₃ + СН₃СН₂ОН + СН₃СНОНСН₃ + Н₂ + СО₂Основные конечные продукты брожения, как видно. — бутанол, этанол, ацетон. 2-пропанол, а также ацетат и бутират. Однако характер конечных продуктов определяется как видовой принадлеж­ностью используемого для брожения микроорганизма, так и усло­виями. в которых идет процесс. Установлено, что ацетонобутиловое брожение имеет двухфазный характер. В течение первой фазы на­блюдается активный рост бактерий, в среде идет накопление пре­имущественно органических кислот. Во второй фазе брожения сни­жается значение рН среды, рост бактерий замедляется, преобладает синтез нейтральных продуктов — ацетона, бутанола и этанола. Двухфазность ацетонобутилового брожения связана с рН сре­ды. Если кислотность среды в результате накопления органических кислот возрастает до рН 4,5 и более, происходит интенсивное обра­зование нейтральных продуктов, что предупреждает дальнейшее подкисление среды, неблагоприятное для бактерий. Ацетонобутиловые бактерии значительно более требовательны к среде, чем маслянокислые. Эти микроорганизмы нуждаются в го­товых аминокислотах и витаминах (биотин и п-аминобензойная кислота).

89.Образование уксусной кислоты и уксуснокислые бактерии. Способы производства уксуса. Этиловый спирт окисляется до уксусной кислоты под влиянием уксуснокис­лых бактерий родов Gluconobacter и Acetobacter. Это грамотрицательные хемоорганогетеротрофные, не образующие спор, палочковидные организмы, подвижные или неподвижные. Уксуснокислые бактерии указанных родов различаются между собой по характеру жгутикования. У представителей рода Gluconobacter клетки двигаются при помоши трех—восьми полярных жгути­ков. редко одного, есть и неподвижные формы. Для бактерий рода Acetobacter. характерно перитрихальное жтутикование, но также есть и неподвижные виды. Уксуснокислые бактерии — строгие аэробы, поэтому они раз­виваются только на поверхности среды. Им присуще и образование пленок — одни виды организмов образуют тонкие пленки, состоя­щие из одного слоя клеток, у других пленки более толстые, иногда напоминающие папиросную бумагу. Отдельные виды имеют слизис­тые. толстые пленки. Уксуснокислые бактерии отличаются высокой устойчивостью к кислотам (могут расти в среде с начальным рН 4, при оптимуме рН 5—6). Виды данной группы микроорганизмов об­наруживают на поверхности растений (цветков, плодов), на разла­гающихся растительных остатках и т. д. Характерная особенность уксуснокислых бактерий — способ­ность превращать этиловый спирт в уксусную кислоту: СН₃СН₂ОН + О₂ = СН₃СООН + Н₂О Эти организмы используют для производства пищевого уксуса из вина и спирта. Два рода уксуснокислых бактерий различают по степени окисления органических субстратов. Есть группа бактерии, способные к полному окислению органических субстратов до СО₂ и Н₂О. В этом случае образовавшаяся уксусная кислота представляет собой лишь про­межуточный этап, и после исчерпания из среды исходного суб­страта бактерии начинают медленно окислять уксусную кислоту.

117. Санитарные требования к устройству предприятия. Ввод в эксплуатацию хлебозавадов и пекарен должен осуществляться при обязательном участии представителей госуд. Санитарно-эпидемиологич. Надзора РФ. Хлебопекарные и кондит. Предприятия должны располагаться по отношению к жилым зданиям на расстоянии не менее 50 метров. Территория должна быть огараждена и иметь 2 выезда. Для стока атмосферных и талых вод должны быть предусмотрены уклоны, направленные от здания к водостокам. Территория должна быть освещена в соответствии с СНиП Естественное и искусственное освещение. Уборка территории производится ежедневно.

90. Образование органических кислот мицелляльными грибами. Производство лимонной кислоты. Возбудители процесса.

Углеводы могут окисляться до лимонной кислоты и других органических кислот. При рассмотрении процессов дыхания и бро­жения было отмечено, что некоторые микроорганизмы не полно­стью окисляют те или иные органические соединения. В этом слу­чае происходит накопление продуктов неполного окисления — оксалата, цитрата, сукцината, фумарата, малата. аконитата, глюконата и других кислот. Подобные процессы часто вызывают грибы. Так, виды родов Rhizopus и Мисоr вызывают окисление углеводов глав­ным образом до малата, в небольших количествах до сукцината, фу­марата, малата. ацетата и муравьиной кислоты, а также этанола; ро­дов Aspergillus, Penicillium — до глюконата,оксалата и цитрата. Микробиологический синтез цитрата, глюконата, α - кетоглутарата, сукцината, фумарата, малата и ряда других органических кислот обычно осуществляется при интенсивной аэрации. Перечис­ленные кислоты служат промежуточными продуктами метаболизма соединений углерода, в том числе цикла трикарбоновых кислот. Большое практическое значение имеет микробиологическое получение цитрата из углеводов с использованием гриба Aspergillus, превращающего почти 60% глюкозы в лимонную кислоту. Сейчас разработан и промышленный способ микробиологического получения лимонной кислоты, необходимой в медицине, фармацевтической, пищевой и химической промыш­ленности, а также при дублении кож, в печатном деле и т. д

92 Влияние кислотности среды .Кислотность среды является важным фактором, определяющим возможность существования прокариот. Под кислотностью понимается концентрация ионов водорода, кот действует на организм прямо или косвенно. В зависимости от отношения к кислотности среды прокариоты могут быть разделены на несколько групп. Большинство прокариот предпочитают нейтральные или слабощелочные условия- нейтрофилы. Оптимальная среда для роста-нейтр, но рост возможен в диапазоне значений рН от 4 до 9. Многие нейтрофилы способны выживать при значениях, лежащих за пределами норм диапазона. Такие прокариоты считаются кислотно- или щелочеустойчивыми. К кислотноустойчивым относятся многие бактерии, продуцирующие органич. Кислоты, напр уксуснокислые, молочнокислые и др. Щелочеустойчивы многие энтеробактерии. Для некот видов оптимальный рН сместился в кислую зону(4 и ниже) такие организмы называются ацидофилами. Те, у кого оптимальный рН находится в щелочной среде (9 и выше) наз-ся алкалофилами. Умеренно кислые природные среды(рН 3-4) довольно часто встречаются в природе. Это многие озера, кислые болота. К наиболее кислым из природных сред относятся горячие кислые источники и окружающие их горячие кислые почвы(рН до 1) Встречающиеся в природе щелочные условия обычно связаны с почвами. Таковы почвы, обогащенные шелочными минералами, разлагающимися белками. Способность к росту при низких и очень высоких значениях рН обеспечивает организму определенные преимущества, так как в этих условиях резко ограничена конкуренция со стороны других организмов.

95. Отношение к кислороду. По своему отношению к кислороду все микроорганизмы подразделяются на 2 группы: аэробы, растущие в присутствии кислорода и анаэробы, способные расти в его отсутствии. Однако среди эукариот сущ-ют значит. Различия в отношении к молекулярному кислороду. По этому признаку они могут быть разделены на несколько групп. Облигатные аэробы-это прокариоты, для роста кот кислород необходим. К ним относятся большинство прокариотных организмов. Облигатные анаэробы-микроорг. Для метаболизма кот кислород не нужен. К ним относятся метанобразующие архебактерии, маслянокислые и тд. Многие из облигатных анаэробов не выносят присутствия даже незначит. Количеств молекулярного кислорода в среде и быстро погибают. Такие микроорг. Наз-ся строгими анаэробами. Молочнокислые бактерии, обладающие метаболизмом только анаэробного типа, способны расти в присутствии кислорода воздуха и выделены в отдельную группу-аэротолерантных анаэробов. Множество микроорг. Могут существовать как в присутствии, так и в отсутствии кислорода, наз-ся при этом факультативными анаэробами.К этому типу организмов относятся многие бактерии, способные осуществлять некислородное дыхание, а также дрожжи, кот. Способны менять тип метаболизма с дыхательного на бродильный. Частно совместное развитие с облигатными аэробами, активно потребляющими кислород, приводящее к образованию зон с низкой концентрации кислорода, дает возможность для развития аэротолерантных и даже строгих анаэробов.

93. Практическое использование симбиоза и антагонизмов с/х. Симбиоз- это тесное взаимоотношение например растения и микроорганизмов почвы. Взаимовыгода заключается в том, что микроорг. Внедряясь в корневую систему растений, питаются органами, соединенными синезирующим растением-хозяином. В свою очередь растения получают от микроорг. Симбионтов ряд необходимых веществ различного характера. В широком смысле С. охватывает все формы тесного сожительства организмов разных видов, включая и паразитизм, который в этом случае называется антагонистическим С. Обычно С. бывает мутуалистическим, т. е. сожительство обоих организмов (симбионтов) взаимовыгодно и возникает в процессе эволюции как одна из форм приспособления к условиям существования. С. может осуществляться как на уровне многоклеточных организмов, так и на уровне отдельных клеток (внутриклеточный С.). В симбиотические отношения могут вступать растения с растениями, растения с животными, животные с животными, растения и животные с микроорганизмами, микроорганизмы с микроорганизмами. Широко распространён С. животных (и человека) с микроорганизмами, например образующими нормальную кишечную флору. У некоторых насекомых переваривание клетчатки осуществляется ферментами, выделяемыми дрожжевыми клетками, живущими в их пищеварительном тракте, в особых углублениях кишечника. Антагонизм микробов, антибиоз, подавление одних видов микроорганизмов другими. Впервые отмечен Л. Пастером (1877). Распространён в природе. В одних случаях под влиянием антагонистов микробы перестают расти и размножаться, в других — клетки их лизируются, растворяются, в третьих — тормозятся или останавливаются биохимические процессы внутри клеток, например дыхание, синтез аминокислот. Наиболее резко А. проявляется у актиномицетов, бактерий и грибов. Синегнойная палочка активно подавляет чумную палочку; актиномицет, выделяющий нистатин, угнетает рост дрожжевых организмов. А. наблюдается также среди водорослей и простейших. Механизм А. различен и во многих случаях не ясен. Чаще всего антагонисты действуют на конкурентов продуктами обмена веществ (см. также Аллелопатия), в том числе антибиотиками, либо вытесняют их вследствие более интенсивного размножения или преимущественно потребления пищи. . А. оказывает большое влияние на плодородие почв. Обильно развиваясь в почве, полезные микробы-антагонисты задерживают развитие многих фитопатогенных бактерий и грибов и этим оздоравливают почву.

96. Осмофилы и галлофилы. Осмотическое давление- это общее св-во растворов, оно не зависит от молекулярной природы растворенного вещ-ва, а только от его конценетрации. Микроорг, способные расти при повышенном осмотич. Давлении, наз-ся осмотолерантными. Микроорг, для роста кот необходимо высокое осмотич. Давление- осмофилами. Осмотич. Давление может бытьт обуславлено как органич. Веществами(т исахар, белки, липиды), так и неорг 9соли разных металлов). По отношению к неорг солям (за сравнение берут концентрацию хлорида нартия) в среде микроорг. Подразделяют на след. Группы

1)крайние галлофилы- растут в насыщенном растворе при концентрации хлорида натрия до 36%

2)умеренные галлофилы- растут при конц. Соли до 20,5%

3)морские организмы-0,1- 5%

4)негалофилы-0 -4% Галофильные архебактерии распространены в соленых водоемах, бассейнах для выпаривания соли, соленой рыбе, мясе. Действие высоких концентраций солей на микроорг. Может быть обусловлено как самим растворенным вещкством, так и его влиянием на активность воды. Любое вещество, кот. Сод-ся в растворителе, притягивает молекулы растворитнля и, сдедовательно, снижает их подвижность.

108. сходства и различия брожения, дыхания . Брожение-окислит-восстановит. Процесс, приводящий к образованию АТФ, в кот окислит и восстановит служат органич. Соединения., образующиеся в ходе самого брожения. Дыхание- окислит- восстановит. Процесс идущий с образованием АТФ. Роль доноров водорода в нем играют органич или неорганич. Соединения. Акцепторы водорода в большинстве случаев неорганич соединения. Если конечный акцептор электронов-молекулярный кислород-процесс дыхания наз-ся аэробным. Анаэробное дыхание(бескислородное) – способны использовать для окисления органич или неорганич веществ не молекулярный кислород, а другие окислит. Соединения, например соли азотной кислоты, серной, угольной, превращающиеся при этом в более восстановит. Соединения.

2HNO3+12H+ = N2+6H2O+2N

H2SO4+8H+ = H2S + 4H2O

106.Роль АТФ в метаболизме микроорг. Центральное место в процессах переноса хим. Е принадлежит молекуле АТФ (аденозинтрифосфат). АТФ- универсальный переносчик хим. Е между реакциями, доставляющими Е , и реакциями, потребляющими ее. АТФ содержит две макроэргические(высокоэнергетические) фосфатные связи; при расщеплении их высвобождается значит. количество Е, которая может использоваться клеткой для работы. Присоединение группы с высоким энергетическим потенциалом к молекуле-акцептору повышает уровень ее свободной Е, т.е. приводит ее в активированную форму, в которой это соединение может участвовать в биосинтетических реакциях. АТФ образуется в реакциях фосфорилирования, т.е. присоединения фосфатной группы к молекуле АТФ. У прокариот известны 3 способа получения Е: брожение, дыхание и фотосинтез. В процессе брожения в ходе ОВР образуются молекулы, фосфатная группа которых содержит много свободной энергии. Эта группа с помощью соответствующего фермента переносится на молекулу АДФ, что приводит к образованию АТФ. Такие реакции, в которых Е освобождается на определенных этапах брожения и запасается в виде молекул АТФ, получили название субстратного фосфорилирования. В процессах дыхания и фотосинтеза образование АТФ связано с мембранами, поэтому реакции получили название мембранозависимого фосфорилирования.

98.Высокая температура вызывает коагуляцию структурных белков и ферментов микроорганизмов. Большинство вегетативных форм гибнет при температуре 60°С в течение 30 мин, а при 80-100°С – через 1 мин. Споры бактерий устойчивы к температуре 100°С, гибнут при 130°С и более длительной экспозиции (до 2 ч.).

Для сохранения жизнеспособности относительно благоприятны низкие температуры (например, ниже 0°С), безвредные для большинства микробов. Бактерии выживают при температуре ниже –100°С; споры бактерий и вирусы годами сохраняются в жидком азоте (до –250°С)

При относительной влажности окружающей среды ниже 30% жизнедеятельность большинства бактерий прекращается. Время их отмирания при высушивании различно (например, холерный вибрион – за 2 суток, а микобактерии – за 90 суток). Поэтому высушивание не используют как метод элиминации микробов с субстратов. Особой устойчивостью обладают споры бактерий.