Техника безопасности

При выполнении лабораторных работ необходимо неукоснительно соблюдать общепринятые правила безопасного обращения с кислотами и щелочами, лабораторной стеклянной посудой (предметными и покровными стеклами, пипетками, чашками Петри, пробирками и др.), электрооборудованием (осветителями); соблюдать осторожность при использовании открытого огня (спиртовки); не допускать пролива и возгорания легковоспламеняющихся жидкостей (этилового спирта, эфира).

1. Цели занятия

• Знать основные характеристики и элементы питания молочнокислых бактерий.

• Изучить особенности морфологического строения клеток молочнокислых бактерий в фиксированных препаратах.

• Освоить метод индикации молочнокислых бактерий по качественной реакции на молочную кислоту.

2. Вопросы и задания для самоподготовки

1. Каким по отношению к кислороду является процесс разложения углеводов ферментами молочнокислых бактерий?

2. Назовите общие признаки молочнокислых бактерий.

3. Выделите основное различие между гомо- и гетероферментативным типами брожением.

4. Назовите возбудителей гомоферментативногомолочнокислого брожения.

5. В каких элементах азотистого питания нуждаются молочнокислые бактерии?

6. Какие органические вещества образуются в процессе бифидображения?

7. Почему в процессе развития молочнокислых бактерий подавляется рост сопутствующей микрофлоры?

8. Каково практическое использование молочнокислых бактерий?

9. Опишите основные принципы метода индикации молочной кислоты.

3. Оборудование и материалы

1. Микроскоп биологический мбр-3 или аналогичный

2. Спиртовка.

3. Штативы.

4. Молочнокислые продукты, огуречный и капустный рассол.

5. 0,1 н. раствор NaOH.

6. 10%-ный раствор AgNO₃.

7. 13%-ный раствор NH₄OH.

8. H₂SO₄ (плотность 1,84).

9. 5%-ный раствор КМnO₄.

10. Материалы (покровные и предметные стекла для микропрепаратов; конические колбы или стеклянные флаконы, вместимостью 100 мл; воронки, фильтры; пипетки, вместимостью 5,0 и 10,0 мл с делениями, метиленовый синий).

4. Общие сведения

Молочнокислое брожение лежит в основе силосования, квашения овощей, переработки молока в кисломолочные продукты и сыр; кислый вкус черного хлеба определяется молочной кислотой. Данные процессы вызыва­ют молочнокислые бактерии, которые разнообразны и широ­ко распространены в природе.

Молочнокислые бактерии обитают на поверхности рас­тений, в молоке, на пищевых продуктах, в кишечнике человека и животных. Они имеют много общих признаков, важнейшими из которых являются:

• способность к синтезу молочной кислоты;

• грамположительность;

• отсутствие спор;

• неподвижность;

• форма (кокки или палочки);

• требовательность к источникам азота (многие из них не развиваются на простых синтетических средах);

• отсутствие фермента каталазы;

• способность к расщеплению перекиси водорода до воды и кислорода.

Последнее свойство выявляется, если на колонию молочнокислых бактерий нанести каплю 3%-ного раствора перекиси водорода: выделение кислорода при этом не происходит. Колонии бактерий, синтезирующих каталазу, в таких условиях покрываются пузырьками кислорода.

Молочнокислые бактерии можно разделить на две группы:

гомоферментативные, образующие из сахара одну молочную кислоту

гетероферментативные, образующие наряду с молочной кислотой значительные количества побочных продуктов (летучие кислоты, спирты, газы, эфиры): С₆Н₁₂О₆ →СН₃СНОНСООН + СН₃СООН + СН₃СН₂ОН + С0₂

Глюкоза Молочная Этиловый Уксусная Диоксид кислота спирт кислота углерода

2С₆Н₁₂0₆ = 2СН₃СНОНСООН + ЗСН₃СООН (бифидоброжение)

Рисунок 1. Микрофлора кефира:

Streptococcus lactis, Lactobacillus bul-

garicus, Saccharotnyces kefiri. Мети-

леновая синь

Возбудителями гомоферментативного брожения являются микроорганизмы: Streptococcus lactis — имеют вид овальных кокков диаметром 0,5—1,0 мкм, располагаются в культуре попарно (диплококки) или короткими цепочками (стрепто­кокки) , реже одиночными клетками; Streptococcus cremoris — клетки расположены более длинными цепочками; Lactobacillus bulgaricus — крупная палочка (длиной 4—5 мкм), неподвиж­ная, грамположительная, располагается в виде отдельных,кле­ток и коротких цепочек, оптимальная температура ее развития 40—45 °С (рисунок 1);

Рисунок 2. Микрофлора ацидофилина: Lactobacillus acidophilus. Streptococ­cus lactis. Метиленовая синь.

Lactobacillus acidophilus—по морфологии близка к болгарской, но имеет другой температурный оптимум развития — 37 °С. Используется для изготовления ацидофилина (рисунок 2).

Микроорганизмы гетероферментативного брожения ча­ще встречаются в заквашенных овощах и силосе. К ним отно­сятся Lactobacillus brevis, Lac­tobacillus brassicae, Leuconostoc mesenteroides и др. (рисунок 3).

Молочнокислые бактерии сбраживают моно- и дисахариды. Чаще бактерии, обитающие в молоке, сбраживают лак­тозу, но никак не воздействуют или слабо воздействуют на са­харозу. Обычно лактоза подвергается гидролизу с образовани­ем глюкозы и галактозы, а затем уже происходит брожение.

Источниками азота для группы молочнокислых бактерий служат пептоны, смесь аминокислот. Большинство нуждается в ряде витаминов.

При изучении молочнокислого брожения лучшая пита­тельная среда — молоко. В нем есть все необходимые для раз­вития молочнокислых бактерий элементы. В такой среде могут развиваться и другие бактерии (гнилостные, маслянокислые), но молочная кислота быстро подавляет их рост.

Критические значения реакции среды (рН) для развития не­которых групп бактерий:

Рисунок 3. Микрофлора капустного рас­сола. Фуксин.

• молочнокислые ........ 4,0—3,5;

• маслянокислые ........ 5,0—4,7;

• гнилостные ........... 5,5—5,0.