Тема 8 изучение микроорганизмов, различающихся по типу дыхания

МИКРООРГАНИЗМЫ, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИЕ БРОЖЕНИЕ

Уксуснокислое брожение. Химизм процесса. Возбудители. Практическое использование и роль в процессах порчи пищевых продуктов

Уксуснокислое брожение – аэробное окисление углеводов и спирта уксуснокислыми бактериями в уксусную кислоту. Таким образом, это брожение относится к неполным окислениям или окислительным брожениям. Суммарное уравнение процесса:

С₆H₁₂O₆ + 2 0₂ → 2СНзСООН + 2CO₂ + 2Н₂0 + Е или

глюкоза уксусная кислота

СНзСН₂ОН + O₂ → СНзСООН + Н₂О + Е

этиловый спирт уксусная кислота

Возбудителями уксуснокислого брожения являются уксуснокислые бактерии, относящиеся к отделу Gracilicutes, семейству Acetobacteriaceae, родам: Gluconobacter и Acetobacter. Это мелкие, короткие, грамотрицательные палочки, не образующие спор, подвижные, имеющие, как правило, 5-8 полярных жгутиков, строгие аэробы. Микробные клетки в мазке могут быть расположены одиночно, парами или цепочкой, а также часто образуют скопления клеток, прилегающих друг к другу «боком». Оптимальная температура развития – 30˚ С. Бактерии кислотоустойчивы, оптимальное значение рН для развития 5,4–6,3.

Микроорганизмы рода Gluconobacter – глюконобактерии.

По форме клеток бактерии рода Gluconobacter единственного вида G. oxidans очень близки к бактериям рода Pseudomonas (синегнойной палочке).

Это микроорганизмы, у которых очень слабая протеолитическая активность, и высокая требовательность к питательному субстрату. Поэтому они не растут на универсальных средах (МПА, РПА). Для них характерен окислительный тип метаболизма. Отличительной чертой этой группы бактерий является осуществление процессов неполного окисления, когда в среде накапливаются продукты, окисленные частично, – уксусная, глюко-новая, фумаровая, молочная, различные кетокислоты. Распространены на растениях, богатых углеводами, в нектаре, винограде, зрелых фруктах, овощах, в мёде, на пчёлах.

Бактерии рода Gluconobacter используются в промышленности для получения полусинтетического витамина С. Глюконовые кислоты, образуемые бактериями, обладают бактерицидным действием и используются в качестве препаратов для предотвращения послеоперационных осложнений. В парфюмерной промышленности применяется диоксиацетон – продукт неполного окисления глицерина, получаемый также с помощью глюконовых бактерий.

Микроорганизмы рода Acetobacteraceae –

Ацетобактерии (уксуснокислые палочки) - бактерии, способные к полному окислению органических субстратов до CO₂ и H₂O. В этом случае образовавшаяся уксусная кислота представляет собой лишь промежуточный этап, и после исчерпания из среды исходного субстрата бактерии начинают медленно окислять её. Бактерии этой группы объединены в род Acetobacter, типичным представителем которого является A. аceti. Это мелкие, короткие, подвижные, грамотрицательные палочки, облигатно аэробные организмы, устойчивые к повышенным концентрациям спирта и уксусной кислоты. Иногда встречаются разветвленные формы или клетки соединены в длинные извилистые цепочки. Отдельные представители (A. peroxydans. A. rancens, A. pasteurianum) отличаются друг от друга морфологически и физиологически. Ацетобактерии менее требовательны к питательным средам, чем бактерии рода Gluconobacter. На обогащенном МПА образуют блестящие жёлтые колонии.

Ацетобактерии широко распространены в природе. Специфическими переносчиками уксуснокислых бактерий служат маленькие красноватые мушки Drosophyla (дрозофилы), в большом количестве встречающиеся там, где имеются плодовые отбросы. Уксуснокислые бактерии часто развиваются вслед за дрожжами, используя продукт спиртового брожения как субстрат для роста.

Уксуснокислые бактерии используется в промышленности для получения натурального спиртового уксуса (продуцент Acetobacter aceti), винного уксуса (из вина) и яблочного уксуса (из яблочного сока). Также они являются вредителями спиртового, пивоваренного, консервного производств, виноделия, производства безалкогольных напитков. При развитии в пиве, вине, хлебном тесте вызывают скисание и порчу продуктов. A. xylinum – это единственный прокариотический организм, который синтезирует растительную целлюлозу. Ацетобактерии входят в состав кефирного грибка, кумысной закваски, чайного гриба, придавая соответствующим пищевым продуктам полезные для здоровья свойства. Они выделяют антибиотикоподобные вещества, подавляющие жизнедеятельность кишечных и гнилостных микроорганизмов.