- •Лекция №1 Введение в микробиологию План лекции:
- •1. Предмет и краткая история развития микробиологии.
- •2. Общие свойства микроорганизмов и их положение в природе.
- •Предмет микробиология и ее задачи.
- •Методы лабораторной диагностики инфекционных заболеваний.
- •Лекція №2 Морфология и строение бактериальной клетки. План лекции:
- •Размеры и единицы измерения бактерий.
- •2.Строение бактериальной клетки.
- •3. Протопласты, сферопласты и l-формы бактерий.
- •Леция №3 Систематика микроорганизмов
- •План лекции:
- •Отдел 1. Gracilicutes (gracilus- тонкий, стройный, cutes – кожа).
- •2. Шаровидные бактерии
- •Палочковидные формы
- •Извитые формы
- •Актиномицеты
- •Микоплазмы
- •Риккетсии
- •Хламидии
- •Морфология и строение микроскопических грибов
- •Морфология грибов родов Мукор, Пеницилиум, Аспергилюс, Фузариум.
- •Особенности морфологии грибов родов Трихофитон, Микроспорон.
- •Лекція №5 Генетика микроорганизмов
- •Лекція №7 Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы.
- •Распространение микробов в природе
- •Введение в имунологию
- •Лекція №9 Введение в иммунологию
- •Иммунная система млекопитающих и птиц.
- •Главный комплекс гистосовместимости (дополнение)
- •Гены различных классов.
- •Лекція №10 Тема: Специфические факторы защиты
- •Сельскохозяйственных животных.
- •Реакция агглютинации
- •Реакция преципитации (рп)
- •Реакция иммунофлуоресценции (риф) или метод флуоресцирующих антител (мфа)
Распространение микробов в природе
Микрофлора почвы.
Микрофлора воды.
Микрофлора воздуха.
Экологические связи в микробиоценозах.
Роль микробов в круговороте веществ в природе.
Почва, особенно чернозем, очень богата микроорганизмами. В ней
существуют амебы, грибы, инфузории, бактерии. Наибольшее количество микроорганизмов находится на глубине 5-15 см. На каждый гектар малоплодородной почвы приходится 5-6 т. Микробной массы, высокоплодородной до 16 т. Наиболее богатые микроорганизмами возделываемые почвы, беднее песчаные, лишенные растительности, горные. Содержание микробов в почвах увеличивается с севера на юг. От микроорганизмов зависит цвет и запах почвы. К типичным почвенным микробам относят: Bac.subtilis, Bac.mycoides, Bac.mesentericus, Cl.tetani, Cl.perfringens, Cl.oedomaticus, Cl.chauwoei и др. микробы, составляющие 80-90% всей микрофлоры почвы.
В почве постоянными обитателями являются спорообразующие бактерии, могут встречаться бактерии других видов, плесневые грибы, актиномицеты, реже риккетсии. Помимо сапрофитов, многие из которых участвуют в процессах почвообразования (азотфиксирующие бактерии – свободноживущие, клубеньковые и др.) в почве могут размножаться и долго сохраняться патогенные микроорганизмы (туберкулезные бактерии, возбудитель бруцеллеза, рожи, споры сиб.язвы, столбняка, газовой гангрены и др. Споры могут сохраняться в почве десятилетиями. Микробы в почве могут не только выживать, но месяцы и даже годы сохранять свои вирулентные свойства.
В почве территории примыкающей к животноводческим помещениям обнаруживают чаще, чем в отдаленных от животноводческих комплексов почвах возбудителей болезнетворных микробов-сальмонелл, таких как S.cholerae suis, S.dublin, S.typhimurium, S.abortus ovis, S.abortus eqvi, S.pullorum gallinarum, стафилококков – St.aureus, St.epidermis, St.saprophyticus, стрептококков - Str.equi, Str.pyogenes, Str.pneumonic, возбудитель рожи свиней – Erysepilothrix rusiopathiae, возбудитель листериоза – Listeria monocytogenes, Escherichia coli:
у телят – 08, 09, 015, 078
у поросят – 0137, 0138, 0139
у ягнят – 08, 09, 026, 0127
бактерии рода Proteus – протей – P.vulgaris, P.mirabilis, возбудитель пастереллеза – Pasteurella multocida, возбудитель бруцеллеза – Brucella abortus, B.melitensis, B.suis, B.ovis, B.canis, возбудитель сибирской язвы Bacilla anthracis,
Почвенные бациллы сапрофиты:
Bac.cereus – восковидная
Bac.megaterium – капустная
Bac.mesentericus – картофельная
Bac.mycoides – корневидная
Bac.subtilis – сенная
Микрофлора почвы целиком зависит от окружающих условий – влажности, температуры, РН, характера и количества питательных веществ, солнечной инсоляции, окислительно-восстановительного потенциала и т.д.
Основным показателем характеризующим загрязненность почвы органическими веществами, является микробное число, т.е. количество микробов в 1г. Почвы считаются чистыми, когда микробное число не превышает 2 млн особей в 1г, 2-2,4 млн - слабо загрязненная, 2,5-3 млн – умеренно загрязненная, более 3 млн. – сильно загрязненная.
Отбор проб почвы берут на обследуемой территории до 1000 м2, выделяют два участка по 25 м2 (один вблизи источника загрязнения, другой – вдали от него). Пробы берут из 5 точек каждого участка (4 точки по углам и одна в центре) на глубине 10-20 см стерильным совком, с более глубоких мест с помощью бура Некрасова или Френкеля. Пробы почвы по 200-300 г отсылают в лабораторию, где ее просевают, отвешивают 30 г и в колбу 500г наливают 270 г воды и интенсивно встряхивают 10 мин. И готовят с суспензии десятикратные последующие разведения от 1:100, 1:1000, 1:10000 и т.д. Из последующих 3-4 пробирок в чашки Петри вносят по 1 мл каждого разведения в отдельные чашки. В каждую чашку добавляют по 15-20 мл расплавленного и охлажденного до 450МПА. Содержимое чашек перемешивают, охлаждают до застывания агара и помещают на 24-48 час. В термостат. Выросшие колонии подсчитывают, умножают на степень разведения, полученные числа суммируют и вычисляют среднестатическое число т.е. количество микробов в 1г. Почвы.
Вода имеет большое санитарное значение. Она необходима для поения животных, подготовки кормов, приготовления пищи, обработки посуды, мойки, дезинфекции, личной гигиены.
Различают морскую, озерную, речную, артезианскую, атмосферную, промышленную, сточную, хозяйственно-бытовую и другие воды. Промышленные воды бывают разнообразны по химическому составу. Сточные воды кожевенных, шерстеобрабатывающих производств, боен, мясокомбинатов могут нести прямую угрозу загрязненности водоемов патогенными для животных и человека микроорганизмами.
Хозяйственно-бытовые сточные воды также опасны в эпидемиологическом и эпизоотическом отношении.
В воде различают автохтонные микроорганизмы – живущие в воде, поступающие из окружающей почвы, аллохтонные – поступающие из различных источников загрязнения – выделения людей, животных, сточные воды животноводческих помещений, хозяйственно-бытовые, промышленные воды.
Микробную обсемененность воды выражают сапробностью. Различают следующие зоны:
полисапробную – зону, где нет кислорода, но много гниющей массы. Такую воду не используют ни для каких нужд;
мезасапробную – зону, где осуществляется минерализация, окисление, нитрафикация;
олигосапробную – зону, где минерализация протекает очень активно – в 1 мл такой воды имеются только десятки, сотни микробов, она прозрачна, может использоваться для различных нужд.
Автохтомная микрофлора является решающим фактором в процессе
самоочищения водоемов от органических веществ, трупов животных, погибших растений.
Аллохтомная микрофлора представляет угрозу в смысле возможности заражения людей и животных патогенными микроорганизмами.
В воде микробов значительно меньше, чем в почве, т.к. она бедна питательными веществами и облучается солнечными лучами. В сточных и стоячих водах микробов много. В проточной воде микробов меньше, т.к. они подвергаются различным механическим воздействиям. Наименьшее количество микробов в артезианской воде, где довольно много органических веществ, бывает большое количество микробов среди которых и патогенные (лептоспиры, сальмонеллы, эшерихии, рожистая палочка и др.). Постоянно живут в воде Azotobacter, Nitrobacter, Proteus vulgaris, Micrococcus roseus, Pseudomonas fenorescens и др. Определить конкретного возбудителя сложно, поэтому санитарную оценку воды производят косвенно, по наличию в ней кишечной палочки (E.cоli). Для бак.исследования отбирают 400-500 мл воды в стерильную бутыль и закрывают стерильной пробкой. Из глубоких водоемов пробы воды берут на глубине 10-15 см от поверхности, а из мелких – на уровне 10-15 см от дна. Пробы воды доставляют в лабораторию не позднее, чем через 3 часа после взятия
Общее микробное число устанавливают по количеству микробов в 1 мл воды. Водопроводная вода считается хорошей, если общее число микробов в 1 мл равно 100, сомнительной – 100-150, загрязненной – 500 и более. В воде колодцев и открытых водоемов в 1 мл не должно быть более 1000 микробов. Степень биологического загрязнения воды оценивают по коли-титру и коли-индексу. Коли-титром называется наименьший объем воды в мл в котором обнаруживается хотя бы одна E.coli. Коли-индексом называется число кишечных палочек, обнаруженных в 1 л воды. Вода считается качественной, если коли-индекс ее не более 3, а коли-титр не менее 300.
Бродильный титр – наименьший объем воды при посеве которой на глюкозную среду обнаруживается газообразование.
Микрофлора воздуха зависит от микрофлоры почвы и воды, откуда она с пылью и капельками влаги поступает. Воздух – неблагоприятная среда для микробов. В воздухе нет питательных веществ. Солнечные лучи и высушивание губительно действует на микробы, вследствие чего микрофлора воздуха менее обильна, чем почвы и воды. В воздухе часто встречаются пигментные сапрофитные бактерии (микрококки, сарцины), споровые (сенная, картофельная и др.) палочка, актиномицеты, плесневые грибы, дрожжи, споры грибов из родов Aspergillus, Mucor, Penicillium.
В животноводческих помещениях аэрозоли возникают при кашле, чиханье, быстром перемещении животных. Доказано, что в 1 м3 воздуха содержится до 2 млн. микробных клеток, в том числе патогенных. В плохо вентилируемых помещениях микробов в 5-6 раз больше, чем в хорошо вентилируемых. Воздух полей, лугов, лесов, водных пространств и подальше от населенных пунктов более чистый. Количество микробов в воздухе зависит от времени года, максимальное количество микробов обнаруживают в июне-августе, минимальное – в декабре-январе.
Санитарное состояние воздуха оценивается по микробному числу – количеству микроорганизмов, обнаруженных в 1 м3 атмосферного воздуха, а в помещениях для животных по микробному числу и наличию в них санитарно-показательных микробов: Staph.aureus, Str.haemoliticus, E.coli.
В воздухе животноводческих помещений не должно быть более 500-1000 бактерий в 1 м3.
Микрофлора организма животных. В организме здоровых животных развивается разнообразная микрофлора. Одни из ее представителей обитают временно, другие постоянно (облигатные) выполняют ряд полезных функций: разлагают трудно-переваримые корма целлюлозу, синтезируют белок и витамины, являются контагонистами гнилостных и патогенных микробов)молочнокислые бактерии, в частности ацидофильные). Нормальная микрофлора концентрируется в ротовой полости, ж.к.т., в верхних дыхательных путях, легких, в наружных половых органах, на коже, в молочной железе ее меньше. Внутренние органы – селезенка, почки, печень, полость матки, мочевого пузыря свободны от микробов. С изменением состава нормальной микрофлоры или нарушением функций может наступит дисбактериоз – болезненное угнетенное состояние сопровождающееся растройством деятельности ж.к.т., снижением аппетита, привесов.
Микрофлора кожи – стафилококки, стрептококки, сарцины, актиномицеты, микрококки вызывают воспалительные процессы: фурункулы, гнойники, флегмоны. Из кишечных обнаруживают кишечную, синегнойную, псевдодифтерийную палочки, аэробы, анаэробы. На 1 см2 кожи может быть 1-2 млрд. микробных тел.
Микрофлора вымени – микрококки (M.luteus, M.flavus, M.candidas), стафилококки, стрептококки. На коже вымени могут обитать все микробы из почвы, воздуха, навоза и т.д.
Микрофлора конъюктивы – небольшое количество микробов. Это стафилококки, стрептококки, сарцины, микрококки, микоплазмы, актиномицеты, дрожжи, плесневые грибы.
Дыхательные пути – у новорожденных микробов нет. В основном стафилококки, стрептококки, микрококки.
Пищеварительный канал – у новорожденных не содержит микробов. Микрофлору пищеварительного канала принято делить на факультативную (временную) и облигатную (постоянную) –момлочнокислые палочки, молочнокислые стрептококки, кишечная палочка.
Полость рта – она наиболее обильна и разнообразна. Обнаружено более 100 видов микроорганизмов: диплококки, стафилококки, сарцины, микрококки, дифтероиды, анаэробы и аэробы, спирохеты, грибы, дрожжи, целлюлозаразные микробы.
Разнообразие микробов зависит от корма, воды, вида животных, способов приготовления кормов, при кормлении молоком, силосом, сеном, картофелем.
Микрофлора желудка – относительно бедна по количественному и качественному составу. Желудочный кислый сок бактерицидно действует на микробы. В желудке выживают споровые микробы типа Bac.subtilis, кислотоустойчивые микобактерии M.bovis, M.avium, молочнокислые бактерии, актиномицеты, энтерококки. При заболевании желудка в его содержимом находят гнилостные бактерии дрожжей, грибов, плесеней.
В желудке свиньи – молочнокислые микробы, различные кокки, сбраживающие углеводы, дрожжи, спорообразующие аэробы, Cl.perfringens. Лошади – более многочисленна и разнообразна, нет гнилостных, на дне желудка много молочнокислых бактерий. Жвачных – более богата. Много гнилостных бактерий, возбудителей различных брожений. С кормом в рубец попадает много почвенных микробов, эпифитной микрофлоры. Содержится она преимущественно в вегетативной форме, число их от 1 тыс. до 10 млн. м.к. в 1 мл. Очень важны целлюлозоразрушающие микробы: Ruminococcus flavefaciens, R.albus, Cl.cellobioparum, Cl.celloiyticum и др. Эти микробы переваривают клетчатку с помощью фермента целлюлозы до глюкозы, которая легко усваивается организмом животных. Пектиновые вещества расщепляет Bac. Macerans. Стрептококки Str. Bovis, Str. Faecalis сбраживают крахмал, глюкозу с образованием молочной кислоты. Пропионово-кислые бактерии сбраживают лактаты с образованием пропионовой кислоты, частично масляной и уксуснокислой, продуцируют витамины группы В. Микробы, заселяющие рубец, расщепляют белки, нитраты, мочевину, синтезируют все витамины, за исключением А, Е, Д.
Тонкий кишечник – она наиболее бедна. В двенадцатиперстной и тощей кишках ослабляется деятельность целлюлозных микробов. Здесь чаще всего обитают устойчивые к желчи энтерококки, ацидофильные, споровые микробы Cl.perfringens, актиномицеты, E.coli. Количественный и качественный состав микрофлоры зависит от вида животных и характера их кормления.
Микрофлора толстых кишок. Она наиболее богата. Постоянные обитатели – энтерококки, стафилококки, актиномицеты, ацидофилы, термофилы, споровые формы, дрожжи, плесени, гнилостные бактерии. Обилие объясняется наличием больших объемов переваренной пищи. В ряде случаев обнаруживают патогенные микроорганизмы – возбудитель столбняка, инфекционного аборта кобыл, сибирской язвы, рожи, пастереллеза, сальмонеллеза, анаэробной и других инфекций.
Микрофлора мочеполовых органов. На слизистой обнаруживают стафилококки, стрептококки, микрококки, дифтероиды, кислотоустойчивые микобактерии. На слизистой влагалища основной обитатель – Bac.vaginale vulgare, обладающая резко выраженным антагонизмом к другим микроорганизмам. Матка, яичники, семенники, мочевой пузырь в физиологическом состоянии стерильны. Таким образом, организм животных содержит разнообразную микрофлору. При нормальных условиях в организме поддерживается определенный полезный микробиоценоз.
Взаимоотношениями организмов между собой и с окружающей средой занимается экология. Основной единицей в экологии является экосистема – сложный комплекс различных элементов, компонентов, факторов растений, животных, микроорганизмов.
Отдельные элементы среды, действующие на макро- и микроорганизмы называют экологическими факторами. Различают абиотические и биотические факторы.
Абиотические факторы – это все элементы неживой природы, влияющие на организм. К числу их можно отнести свет, температуру, влажность, состав водной, воздушной, почвенной среды.
Биотичесике факторы – всевозможное влияние которых испытывает организм со стороны окружающих его живых существ.
Сообщество различных организмов носит название биоценоз. Антропогенные факторы – формы деятельности человека, оказывающие прямое и косвенное влияние на жизнь. Взаимоотношение микроорганизмов со средой их обитания изучает специальная наука – экология (греч. Oikos – жилище, logos – учение). Термин экология был предложен в 1869 году немецким биологом Э.Геккелем. В буквальном смысле он означает наука об организмах у себя дома.
Местообитание – это участок, в котором обычно живет данный организм, жизненное пространство организма. Иными словами местообитание – это “улица” и “номер дома” данного организма, некоторые микроорганизмы могут иметь по несколько адресов.
Экологическая ниша. В отличие от термина “местообитание” понятие “экологическая ниша” отражает не место в пространстве, а функцию какого-то вида или популяции в сообществе организмов.
Обитатели экосистемы в 1925 году Виноградским разделены на две категории – автохтомные и аллохтомные. Автохтомные являются типичными обитателями данной экосистемы (например почвы, кишечника) и присутствуют там всегда. Под аллохтомными или зимогенными понимают такое наличие которых зависит от случайного повышения концентрации питательных веществ или от добавления определенных веществ.
Микробы находятся в различных взаимоотношениях как между собой, так и с макроорганизмом. Эти отношения сложились в процессе эволюции. Основные формы этих взаимоотношений следующие:
Комменсализм – взаимоотношение между нормальной микрофлорой тела и макроорганизмом. Эти бактерии живут за счет макроорганизма не принося ему ни вреда, ни пользы.
Метабиоз – взаимоотношения, сопровождающиеся сменой видов микробов в одной и той же среде, например, при брожении, вначале развиваются дрожжи, ферментирующие углеводы и способствующие образованию спирта, затем уксуснокислые бактерии, что сопровождается образованием уксусной кислоты, далее начинается развитие плесневых грибов, приводящее к повышению щелочной среды и размножению гнилостных бактерий.
Мутуализм – длительное сожительство макро- и микроорганизма, при котором оба симбионита получают взаимную выгоду. Так, целлюлозо бактерии получают для питания клетчатку, улучшая переваримость и усвоение грубого корма макроорганизмом.
Саттелизм – наблюдается в тех случаях, когда один из микробов симбионтов (сарцины, дрожжи), продуцируя аминокислоты, витамины и иные питательные вещества, стимулирует рост другого.
Синергизм – форма взаимоотношений при которой усиливаются физиологические функции всей группы синергистов (дрожжи, спирохеты, уксуснокислые бактерии).
Вирофория – сосуществование бактерий или дрожжей с вирусами, например, бактериофаг – вирус бактерий длительное время может находиться в бактериальных клетках.
Антогонизм – угнетение одного вида другим. Гнилостные не могут развиваться в присутствии молочнокислых бактерий.
Паразитизм – микробы-паразиты наносят вред, вызывая инфекционные болезни.
Для микробов характерны антагонистические взаимоотношения (антагонизм, антибиоз) т.е. угнетение одного вида другим. Так, гнилостные микроорганизмы не могут развиваться в присутствии молочнокислых. Многие бактерии погибают при воздействии антибиотических веществ, выделяемых плесневыми грибами и актиномицетами.
Вообще все микробы могут быть подразделены на две основные группы:
полезные для человека и животных
патогенные микроорганизмы, вызывающие инфекционные болезни животных и человека.
Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе.
Микроорганизмы активно участвуют в круговороте веществ в природе. Значительную часть органического вещества составляет N (16-18%), углерод (до 50%). Кроме того железо, сера и другие химические элементы. Разложение органических веществ, попадающих в почву после гибели растений и животных происходит под влиянием ферментов, образуемых различными микроорганизмами (гнилостные, молочнокислые, маслянокислые, дрожжами, актиномицетами, плесневыми грибами, органические вещества, входящие в состав животного и растительного организма, используются микробами в качестве источника питания и энергии и превращаются или в химические элементы и сложные соединения (минерализация).
Минеральные вещества усваиваются из почвы растениями, где из этих веществ вновь формируются органические соединения. Растения же являются источником питания для животных. Иными словами, органические вещества, находящиеся в организме погибших животных и растений, при участии микробов превращаются в минеральные, а последние усваиваются высокоорганизованными живыми существами и в результате вновь синтезируются органические соединения.
Распад органических веществ доминеральных – длительный процесс, совершающийся чаще всего в несколько этапов и сопровождающийся сложными органическими реакциями, в которых участвуют микроорганизмы.
Исключительно важная роль принадлежит микроорганизмам в круговороте N и С. Столб воздуха на 1 га земной поверхности содержит до 80 тысяч тонн азота. Однако, для растений и животных он не доступен. Фиксируют атмосферный азот Azotobacter, Clostridium, Rhizobium. Цикл превращения азота в природе состоит из следующих этапов:
фиксация азота
аммонификация
нитрафикация
денитрификация
Атмосферный N фиксируют бактерии, фиксированный N используют
растения и превращают его в растительный белок Растения поедаются животными, образуется животный белок. В основном фиксация азота осуществляется свободноживущими азотфиксаторами и клубеньковыми микроорганизмами. К свободноживущим относят: Cl.pasteurianum, Pseudomonas fluorescens, Azotobacter chroococcum. К симбиотическим азотфиксаторам относится бактерии рода Rhisobium – клубеньковые бактерии, которые живут на корнях бобовых растений. Бактерии питаются органическими соединениями синтезированными растениями, а растения получают из клубеньков связанные соединения азота. В течение 1 года клубеньковые бактерии могут зафиксировать до 200 кг атмосферного азота. С целью повышения плодородия почвы используют азотобактерии и нитрагин.
2. Аммонификация белков. Животные и растения гибнут, их тела подвергаются действию микроорганизмов и азотистые соединения разрушаются с образованием аммиака. Этот процесс называется аммонизацией или минерализацией азота. Может протекать в аэробных и анаэробных условиях при участии различных микробов: бактерий, бацилл, клостридий, актиномицетов, плесневых грибов, т.е. происходит процесс гниения. Аэробная гнилостная микрофлора совершает глубокий распад белка, конечными продуктами которого являются: аммиак, СО2, сульфаты, вода. При распаде белка в анаэробных условиях образуется аммиак, СО2, органические кислоты, индол, скатол, обладающие неприятным запахом. К аммонификаторам относят: Bac.mycoides, Bac.subtilis, Bac.megaterium, Cl.putrificum, Cl.sporogenes.
3. Нитрифакия – процесс окисления аммиака, который окисляется сначала в азотистую, а затем в азотную кислоту. Образовавшаяся азотная кислота в почве вступает в соединение со щелочами, в результате образуется селитра. Селитра хорошо растворяется в воде и усваивается растениями, в результате чего повышается плодородие почвы.
4. Денитрификация – процесс обратный нитрификации, т.е. нитриты восстанавливаются в газообразный азот бактериями, главным образом, рода Pseudomonas. Денитрификация может быть прямой и косвенной. Прямая – такая, когда денетрифицирующие бактерии восстанавливают нитраты до молекулярного N Косвенная денитрификация осуществляется химическим путем при взаимодействии азотистой кислоты с аминными соединениями.
Круговорот углерода. Роль микроорганизмов в поддержании равновесия и круговорота С (СО2) в природе неизмеримо велика. Углерод входит в состав органических соединений, которые являются продуктами фотосинтеза. В воздухе содержится до 0,03% СО2. В состав клетчатки (целлюлозы) входит более 50% всего органического углерода биосферы. Клетчатка –наиболее распространенный полисахарид растительного мира – растения на 15-50% состоят из целлюлозы. После гибели растений целлюлоза подвергается разложению, в результате освобождается углерод. Разложение клетчатки происходит в аэробных и анаэробных условиях в почве, водоемах, навозе, ж.к.т. травоядных. В аэробных условиях клетчатку разлагают актиномицеты и грибы родов Aspergillus и Penicillium, а также микроорганизмы родов: Cytophaga, Cefacicula, Ceivirio.
Анаэробное брожение клетчатки осуществляется в 2 этапа: 1. Сначала клетчатки осахаривается, 2. Затем сахар разлагается в зависимости от типа брожения на спирты, молочную и масляную кислоты, углекислоту, метан, водород. Анаэробное брожение осуществляется целлюлозоразрушителями – Cl.cellobioparum, Cl.omelianaskii.
В рубце жвачных целлюлозу кормов разлагают до глюкозы, которая затем сбраживается с образованием органических кислот – уксусной, пропионовой, масляной, молочной, муравьиной, янтарной и др., спиртов и газов (СО2 и Н2). Разложение целлюлозы в рубце осуществляют кокковидные и палочковидные бактерии: Ruminococcus albus, Ruminococcus parvum, Ruminacoccus flavefaciens.
Углекислота высвобождается при разрушении пектиновых веществ: 1. Спиртовом брожении 2. Молочнокислом брожении 3. Масляно-кислом брожении 4. Протионово-кислом брожении. При спиртовом брожении микроорганизмы превращают углеводы (сахара) с образованием этилового спирта как основноготпродукта и углекислоты (СО2). К возбудителям спиртового брожения относятся дрожжи главным образом из рода Saccharomyces (S.globosus, S.cerevisiae, S.vini).
При молочнокислом брожении молочная кислота образуется и СО2. Молочнокислые бактерии делят на гомоферментативные и гетероферментативные.
При гомоферментативном молочнокислом брожении образуется только молочная кислота, при гетероферментативном брожении – молочная кислота, другие продукты и СО2.
Антогонизм молочнокислых бактерий по отношению к патогенным микробам обуславливается действием молочной кислоты и образованием ими антибиотиков:
Str. Lactis – синтезирует низин
Str. Cremoris – диплококкин
Str. Acidophilus – ацидофилин и лактоцидин
Lactobacillus plantarum – лактолин
L. brevis – бревин и др.
Пропионово-кислое брожение осуществляется бактериями рода Propionibacterium. Встречаются на растениях и в ж.к.т. жвачных. Способны сбраживать молочную кислоту, конечные продукты пропионово-кислого брожения: пропионовая и уксусная кислоты, СО2, вода.
Масляно-кислое брожение начинается с разложения сахаров в пировиноградную кислоту. В результате цепи реакций образуется масляная кислота, СО2 и Н 2. Масляно-кислое брожение является причиной прогоркания растительных масел, жиров животного происхождения, семян сои и подсолнечника, заквашивания кормов для животных. Масляно-кислое брожение обуславливают бактерии из рода Clostridium – Cl.butyrirum.
Уксуснокислое окисление – процесс при котором этиловый спирт окисляется до уксусной кислоты. Природа этого процесса установлена в 1868 году Л.Пастером. Вызывают уксуснокислое окисление бактерии из рода Acetobacter: A.aceti, A.pasteurianum. Используется уксуснокислое окисление для производства пищевого уксуса из вина и спирта. Уксуснокислое брожение имеет значение при силосовании кормов.
Лекція №9