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 особенности метаболизма, питательные потребности и условия культивирования уксуснокислых бактерий.

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

• Освоить метод индикации уксуснокислых бактерий по выявлению уксусной кислоты в пищевых продуктах.

2. Вопросы и задания для самоподготовки

1. Таксономическое положение уксуснокислых бактерий.

2. Назовите основные морфологические признаки уксуснокислых бактерий.

3. Выделите основное различие в полном и неполном окислении органических субстратов.

4. Опишите механизм окисления одноатомных спиртов уксуснокислыми бактериями.

5. Проведите сравнительную характеристику процессов брожения и окисления.

6. Питательные потребности уксуснокислых бактерий.

7. Какими способами обеспечиваются строго анаэробные условия культивирования?

8. Какое вещество является конечным акцептором электронов у представителей рода Acetobacter?

9. Каково практическое использование уксуснокислых бактерий?

10. В чем заключается принцип индикации уксуснокислых бактерий в пищевых препаратах?

3. Оборудование и материалы

1. Микроскоп биологический МБР-3 или аналогичный

2. Спиртовка.

3. Термостат.

4. Пиво без консерванта.

5. Натрий углекислый кислый (10%-ный водный раствор).

6. Хлорид железа (III) в виде раствора произвольной концентрации.

7. Материалы (покровные и предметные стекла для микропрепаратов; конические колбы или стеклянные флаконы, вместимостью 100-400 мл; пипетки, вместимостью 1,0 и 5,0 мл с делениями, набор красителей для окраски по Граму).

4. Общие сведения

Уксуснокислые бактерии широко распространены в природе. Они встречаются на фруктах и овощах, в алкогольных напитках. Данные микроорганизмы, выделенные в роды Gluconobacter и Acetobacter, могут получать энергию, осуществляя неполное окисление органических соединений. Это грамотрицательные бесспоровые палочки. свободноживущие за счет перитрихиально или полярно расположенных жгутиков, или неподвижные. Облигатные аэробы. Довольно требовательны к субстратам для роста. Почти все виды нуждаются в отдельных витаминах, в первую очередь в пантотеновой кислоте, однако есть формы, способные к синтезу всех факторов роста.

К числу окисляемых соединений относятся одноатомные спирты, содержащие от 2 до 5 углеродных атомов, а также многоатомные спирты – производные сахаров. Окисление первичных спиртов приводит к образованию кислот. Например, этиловый спирт с помощью дегидрогеназ окисляется до уксусного альдегида и далее до уксусной кислоты. Процесс идет в строго аэробных условиях:

С₂Н₅ОН + О₂→СН₃СООН+Н₂О+494 кДж

Уксуснокислые бактерии объединены в род Acetobacter, типовой вид Acetobacter aceti представлен слабо подвижными палочковидными эллиптическими клетками 0,6-0,8х1,0-3,0 мкм, одиночными, в парах или цепочках. Нередко образуют инволюционные формы в виде раздутых образований. Бактерии данного рода способны полностью окислять органические субстраты до воды и углекислоты. Образовавшиеся уксусная кислота представляет лишь промежуточный этап, и после исчерпания из среды исходного субстрата бактерии начинают медленно окислять уксусную кислоту, включая ее в механизм конечного окисления – ЦТК.

Электроны от окисляемых субстратов поступают в дыхательную цепь и далее через систему переносчиков передаются на О_2, служащий обязательным конечным акцептором электронов.

Уксуснокислые бактерии применяются в микробиологической промышленности при производстве столового уксуса и аскорбиновой кислоты. Ввиду того, что уксуснокислые бактерии часто развиваются за дрожжами, используя продукт спиртового брожения как субстрат для роста, они легко выделяются из пива.