Gamtoje viskas taip harmoningai išdėstyta, kad šiame pasaulyje kiekvienas turi savo vietą ir užsiima jam pavestomis funkcijomis, nesvarbu, ar tai gamtos vainikas – neįtikėtinai sudėtingas žmogus ar pats mikroskopiškiausias organizmas. Kiekvienas atlieka savo vaidmenį, kad mūsų pasaulis būtų geresnis. Tai galioja ir įvairioms bakterijoms, kurios pagal puikų pasaulio kūrėjo planą žmonėms atneša ne tik naudos, bet ir tam tikros žalos. Apsvarstykite, kas yra termofilinės pieno rūgšties bakterijos ir kokia jų vieta mūsų gyvenime. Ar jie geri ar blogi?
Ypatybės ir esmė
Mūsų planetoje gyvena visa armija įvairiausių mikroorganizmų, akims nematomų, bet labai aktyvių ir ne visada naudingų. Viena iš tokių naudingų mikroformacijų yra termofilinė bakterija. Bakterija gyvena karštose versmėse ir dauginasi esant gana aukštai – aukštesnei nei 45 laipsnių – temperatūrai. Ištisos šių mikroorganizmų kolonijos buvo nustatytos įvairiose mūsų planetos geoterminėse zonose,pavyzdžiui, karštų natūralių š altinių vandenys. Termofilinės bakterijos išgyvena, nes jose yra specialių fermentų, galinčių veikti aukštoje temperatūroje. Jiems palankiausias temperatūros režimas yra 50-65 laipsnių koridorius. Tokiomis sąlygomis bakterijos gali jaustis patogiai ir laisvai daugintis.
Daugelis žmonių norėtų sužinoti, kokioje temperatūroje termofilinės bakterijos miršta, kad galėtų kontroliuoti jų skaičių. Šiuo atžvilgiu norėčiau pažymėti, kad mokslininkams dar nepavyko gauti tikslių duomenų apie tai. Dabartiniame mokslo vystymosi etape žinoma tik tiek, kad termofilų maksimalus temperatūros indikatorius yra 68-75 laipsniai. Tačiau tai nereiškia, kad bakterijos miršta nuo tokio kaitinimo – nukrypus nuo optimalaus režimo, jų gyvenimas tampa mažiau patogus ir intensyvus, sulėtėja ląstelių augimas ir sumažėja medžiagų apykaitos procesų greitis.
Ar įmanoma sunaikinti bakterijas? Kas jiems turi įtakos?
Kad termofilinės bakterijos žūtų, reikia daug didesnio viršutinės slenksčio pertekliaus. Šiandien mokslininkams pavyko nustatyti, kad aukščiausia žinoma temperatūra, kurioje šie mikroorganizmai gali gyventi, yra 122 laipsniai Celsijaus. Laboratorinėmis sąlygomis sukurti didesnio šildymo neįmanoma. Todėl kol kas neįmanoma nustatyti, kokioje temperatūroje termofilinės bakterijos mirs. Tik žinoma, kad staigūs temperatūros svyravimai labai neigiamai veikia bakterijų gyvenimą: kultūros vystymasis gali sustoti, tačiauar ji mirs, yra klausimas.
Veislės ir jų aprašymai
Vertinant mikroorganizmų temperatūros pomėgius, juos galima suskirstyti į tris pagrindines grupes: psichofilinius, mezofilinius ir, tiesą sakant, termofilinius. Visi jie priklauso nuo karščio, tačiau skiriasi temperatūros režimais.
Taigi, psichofilinės bakterijos yra mažiausiai priklausomos nuo šilumos ir renkasi temperatūros diapazoną nuo nulio iki +10 laipsnių. Tai jiems optimalus vystymosi koridorius, tačiau jie gali veistis ir prie -5 laipsnių, ir prie +15 laipsnių.
Kitas – mezofilinės termofilinės bakterijos, kurių komforto zona yra nuo 30 iki 40 laipsnių Celsijaus. Bakterijos gali gerai augti ir daugintis, kai temperatūra nukrenta iki 10 laipsnių arba pakyla iki 50 laipsnių. Optimalus šių organizmų augimo lygis yra 37 laipsniai.
Ir galiausiai termofilinės bakterijos – jų aktyvus augimas stebimas, kai temperatūra pakyla virš 50 laipsnių. Pagrindinis jų skiriamasis bruožas yra pagreitėjęs medžiagų apykaitos greitis. Remiantis naujausiais tyrimais, nustatyta, kad veikiant temperatūrai įvyksta reikšmingų b altymų ir lipidų pokyčių, kurie atlieka pagrindinį vaidmenį visuose gyvybės procesuose.
Termofilų pogrupiai
Ryškus to pavyzdys yra termofilinių bakterijų, kurios taip pat suskirstytos į kelis nepriklausomus pogrupius, pavyzdžiai:
- Ekstremalūs termofilai, kurių optimali temperatūra yra 80 laipsnių, mažiausiai 60 ir maksimaliai 105 laipsnių.
- Stenotermofilai, arba fakultatyviniai, kurių diapazonas yra 55–65 laipsnių, tačiau parodo gebėjimą daugintis net temperatūrai nukritus iki 20 laipsnių. Didžiausias gebėjimas augti stebimas 20-40 laipsnių temperatūroje.
- Eurytermofilai teikia pirmenybę 37–48 laipsnių temperatūrai. Įpareigojančių termofilų ypatumas yra tas, kad jie nepraranda savo gebėjimo augti net 70 laipsnių temperatūroje, tačiau jie neužauga žemiau 40 laipsnių.
- Termotolerantai, kurių optimalus indikatorius ne didesnis kaip 48 laipsniai, minimali temperatūra, kurioje gali augti, yra 10 laipsnių, o maksimali - 55-60. Jie skiriasi nuo mezofilų esant tokioms pačioms optimalioms temperatūroms tuo, kad didėjant temperatūros slenksčiui bakterijos toliau dauginasi.
Anaerobiniai termofilai
Spartaus termofilinių organizmų augimo galimybė suteikia jiems puikią galimybę būti panaudotiems įvairiose gyvenimo srityse – pramonėje ar žemės ūkyje ir net buityje. Tuo pačiu metu mezofilinės ir termofilinės pieno rūgšties bakterijos turi panašius išskyrimo metodus. Skirtumas pastebimas tik augant temperatūroms. Norint nustatyti tikslų optimalų temperatūros lygį, kultūra turi būti pasyvuota vieną ar du mėnesius arba, kitaip tariant, iš naujo pasėta tam tikrame temperatūros intervale.
Gamtoje daugelio tipų termofilinės bakterijos yra plačiai paplitusios ir gyvena įvairiomis sąlygomis. Jie mėgsta šilumą ir labai patogiai jaučiasi žmogaus skrandyje, taip pat gali būti gyvūnuose, augaluose, dirvožemyje, vandenyje ir įvairiose kitose aplinkose,sudaryti palankias sąlygas vystymuisi. Kai kurioms bakterijoms augti reikia oro, o kitoms deguonies visai nereikia. Pagal šį priklausomybės nuo deguonies požymį termofiliniai organizmai skirstomi į aerobinius ir anaerobinius.
Anaerobinė apima keletą atskirų grupių:
- Sviestas – fermentacijos metu jie gamina sviesto rūgštį, minta cukrumi, pektinais, dekstrinais, gamina rūgštis – acto ir sviesto, taip pat vandenilį ir anglies dioksidą. Iš naudingų savybių galima išskirti acetono, etilo, butilo ir izopropilo alkoholių gamybą. Yra termofilinių ir mezofilinių formų.
- Celiuliozė gyvena upių dumble, komposte, augalų liekanose. Šios termofilinės komposto bakterijos yra idealios ir plačiai naudojamos žemės ūkio sektoriuje. Būdamos dirvožemyje ar humuso, šios bakterijos suaktyvėja 60-65 laipsnių temperatūroje. Taip pat yra mezofilinė forma - Omeljanskio lazda. Šios bakterijos, pasitelkdamos specialų fermentą, skaido celiuliozę, išskirdamos anglies dioksidą, vandenilį, etilo alkoholį, daugybę rūgščių – skruzdžių, acto, fumaro, pieno ir kitas organines rūgštis.
- Metaną formuojantys gyvūnai gyvena toje pačioje vietoje kaip celiuliozė ir ten auginami. Šioje grupėje labiausiai ištirtos rūšys yra metanobakterijos ir metanobakterijos. Jie nesugeba sporuliuoti, o jų naudingumas slypi gebėjime gaminti antibiotikus, vitaminus, fermentus, maistui naudojant nuotekas ir buitines atliekas.
- Sieros šalinimo priemonės dažniausiai randamos šaliaceliuliozės ir gyvena iš sulfatų redukavimo. Jie turi ovalias sporas, kurios yra arčiau vieno iš Bacillus bacillus galų – galinio arba subterminalo.
- Pieno rūgštis – ypatinga didelė bakterijų grupė, gyvenanti piene. Šios termofilinės pieno rūgšties bakterijos gali būti ir naudingos žmogui, ir labai kenksmingos. Kai kurios jų rūšys gali sintetinti specialias aromatines medžiagas. Būtent jie, patekę į pieną, suteikia varškei ar grietinėlei malonų skonį ir aromatą. Tokios termofilinės pieno rūgšties bakterijos yra fakultatyvios anaerobinės, todėl gali optimaliai daugintis, kai nėra deguonies arba tokioje aplinkoje, kur jo didelis trūkumas.
Pieno rūgštis
Pieno rūgšties bakterijos skirstomos į kokosus ir lazdeles. Pirmieji susideda iš kelių ląstelių, sujungtų grandinėje - streptokokų ir turi homo- ir nevienalytę fermentaciją. Homofermentiniai streptokokai fermentuoja piene esantį cukrų, kad pagamintų gyvą jogurtą. Heterofermentiniai lygiagrečiai taip pat išskiria tokias aromatines medžiagas kaip diacetinas ir citoinas. Jų ląstelės yra apvalios arba ovalios formos, gerai nusidažo pagal gramą, nesudaro sporų ir kapsulių. Jie yra aerotolerantiški ir gali egzistuoti esant orui. Tačiau jiems trūksta gebėjimo atlikti aerobinį kvėpavimą ir jie nori tęsti įprastą pieno rūgšties fermentacijos procesą. Kad jie valgytų, jiems reikia daug vitaminų, b altymų, organinių rūgščių. pienebakterijos sukelia jo krešėjimą, tankaus, tolygaus krešulio susidarymą su nedideliu serumo kiekiu. Būtent aromatą gaminančių pieno rūgšties streptokokų dėka sūryje atsiranda viliojantys burbuliukai, pasižymintys būdingu kvapu ir mažu gebėjimu formuoti rūgštis. Cocci yra labai atsparūs alkoholiui ir reikalauja didelio rūgštingumo.
Pieno rūgšties lazdelės
Pieno rūgšties lazdelės – kitaip jos vadinamos laktobacilomis – gali būti pavienės arba suporuotos. Dažniausiai naudojamos acidofilinės laktobacilos, ypač bulgarų lazdelė, kuri yra starterių kultūrų dalis ir leidžia pagaminti skanų ir sveiką jogurtą. Net pieno pramonėje populiarios streptobakterijos ir beta bakterijos. Šie organizmai yra visiškai nejudrūs ir nesudaro sporų ar kapsulių, jie gerai nusidažo Gram.
Pieno rūgšties termofilai yra fakultatyvūs anaerobai. Jie gali tapti monofermentiniais, kuriuose susidaro didelis rūgščių susidarymo greitis, arba herofermentiniai, galintys lygiagrečiai apdoroti fruktozę, todėl susidaro heksahidrinis alkoholis manitolis, acetatai, laktatai ir anglies dioksidas. B altymai yra gana silpnai perdirbami, todėl norint augti, jiems reikia aminorūgščių buvimo aplinkoje. Kai kurios lazdelės gali gaminti katalazę – fermentą, kuris skaido vandenilio peroksidą, arba acetaldehidą, kuris suteikia sūriui skonį ir aromatą.
Pieno rūgščiai karščiui atsparūs lazdelės gali išlikti piene, kai pasterizuojamos 85–90 laipsnių temperatūroje. Jie labai atsparūs dezinfekavimo priemonėms, todėl daro didelę žalą maisto įmonėms. Jie yra Escherichia coli antagonistai. Rasta rauge arba mažai pasterizuotame piene.
Termofilai, kurie negali kvėpuoti be deguonies
Aerobiniai termofilai, kurie negali kvėpuoti be deguonies, taip pat skirstomi į dvi atskiras grupes:
- Ekstremalus termofilinis – gramneigiamos, negalinčios judėti lazdelės, susijusios su privalomomis bakterijomis, kurių augimas vyksta esant optimaliai 70 laipsnių temperatūrai. Kylant temperatūrai, pagaliukai virsta plonais siūlais. Masiškai gyvenkite karšto vandens š altiniuose ir netoliese esančiose dirvose.
- Sporas formuojančios formos yra panašios į mezofilines. Gyvenkite ir paskleiskite gerai purioje dirvoje arba gazuotame vandenyje.
Atsižvelgus į visus šiuos mikroorganizmų tipus, reikia pažymėti, kad termofilinių bakterijų atsiradimas yra jų aromorfozė į buveinę. Kaip ir kiti gyvi organizmai, bakterijos taip pat gali puikiai prisitaikyti prie aplinkos sąlygų pokyčių savo evoliucijos eigoje. Tuo pačiu metu jie žymiai padidina savo organizacijos lygį ir įgyja naujų gebėjimų.
nauda ir žala
Kokia yra termofilinių bakterijų žala ir nauda? Maisto pramonėje naudojamos pieno rūgšties lazdelės žmogui duoda neabejotiną naudą. Būdami įvairių užkandžių kultūrų dalimi, jie gamina skanius irnaudingi pieno rūgšties produktai, kurie labai teigiamai veikia visas žmogaus organizmo sistemas, padeda reguliuoti medžiagų apykaitos procesus, normalizuoja virškinamąjį traktą ir visais įmanomais būdais padeda apsaugoti organizmą nuo įvairių puvimo bakterijų, lygiagrečiai valydami jį nuo susikaupusių toksinų ir toksinų.. Termofilinės bakterijos ne tik pagerina mikrofloros sudėtį, bet ir ramina nervų sistemą, slopina antibiotikų poveikį ir didina imunitetą.
Be maisto pramonės, šios rūšies bakterijos gana plačiai naudojamos farmakologijoje ir kosmetikos srityse. Jų pagrindu gaminami įvairūs probiotikai, odai glotnumo ir elastingumo suteikianti kosmetika, taip pat naudojama jai balinti ir atkurti. Gyvo jogurto kaukės gali daryti stebuklus.
Termofilinės ir mezofilinės bakterijos, gyvenančios dirvožemyje ir komposte, padeda perdirbti organines medžiagas ir tręšia dirvą, kad augalai gerai augtų. Išsiskiriantį metaną galima sėkmingai panaudoti namų ir pramonės objektų šildymui. Dėl tokios didžiulės naudos maža žala, kurią termofilinės lazdelės daro maisto pramonei, išlyginama dėl baktericidinių vaistų poveikio ir nuolatinio maisto gamybos įrangos stebėjimo.
Išvada
Šiame straipsnyje mes pateikėme pagrindines tokios didelės ir mažai ištirtos klasės kaip bakterijos sąvokas. Iš minėtos medžiagos matyti, kad termofilinės bakterijosjau šiandien yra plačiai naudojami žmogaus savo labui. Tačiau šis procesas toli gražu nesibaigė, o mūsų laukia dar daug malonių ir naudingų atradimų.
