Что такое бродильные бактерии в биологии
Брожение
Полезное
Смотреть что такое «Брожение» в других словарях:
Брожение — пива в пивоварне Брожение (тж. сбраживание, ферментация) «это такой метаболический процесс, при котором регенерируется АТФ, а … Википедия
БРОЖЕНИЕ — БРОЖЕНИЕ, бурно идущее разложение органического вещества, вызываемое микроорганизмами, к рым этот процесс служит источником кинетич. энергии. Настоящие Б., в тесном смысле слова, не связаны с окислительными процессами за счет 02 атмосферы и… … Большая медицинская энциклопедия
брожение — См … Словарь синонимов
БРОЖЕНИЕ — БРОЖЕНИЕ, брожения, ср. (книжн.). 1. Биохимический процесс, вызываемый микроорганизмами и приводящий к распадению органических веществ (биол.). Молочнокислое брожение. Спиртовое брожение. 2. перен. Недовольство, волнение умов, начинающееся… … Толковый словарь Ушакова
БРОЖЕНИЕ — анаэробный ферментативный окислительно восстановит. процесс превращения органич. веществ, посредством к рого организмы получают энергию, необходимую для жизнедеятельности. По сравнению с процессами, идущими в присутствии О2, Б. эволюционно более… … Биологический энциклопедический словарь
Брожение — представляет особый химический процесс, вызываемый так наз.ферментами. При процессе брожения сложная частица органического веществараспадается на более простые, т.е. заключающие меньшее число атомов.Среди громадного числа брожений, как… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
Брожение — процесс анаэробного ферментативного расщепления органических веществ, осуществляемый различными микроорганизмами, растениями, при котором выделенная энергия используется для биосинтеза различных жизненно важных белков, аминокислот. Участвуя в… … Экологический словарь
брожение — Является основным этапом технологического процесса приготовления спирта. От того, как происходит сбраживание, зависит и выход готового продукта и его качество. Брожение это сложная химическая реакция, требующая строгого температурного режима … Кулинарный словарь
брожение — анаэробный метаболический процесс превращения органических веществ, при котором АТФ образуется за счет субстратного фосфорилирования, а продукты расщепления субстрата могут одновременно служить как донорами, так и акцепторами водорода. К Б.… … Словарь микробиологии
БРОЖЕНИЕ — процесс ферментативного расщепления органических веществ, преимущественно углеводов, протекающий без использования кислорода. Служит источником энергии для жизнедеятельности организма и играет большую роль в круговороте веществ в природе.… … Большой Энциклопедический словарь
Бродильные бактерии: описание, размножение и значение для человека
Люди уже давно получают и используют продукты природного процесса брожения в своих интересах. Квашеные овощи, вино, сыр, кисломолочные продукты – все это результат жизнедеятельности бактерий для брожения, которые, вкладывая собственную энергию в ходе ряда химических реакций-превращений, одни органические соединения преобразуют в другие. Новообразованная органика имеет для человека особую ценность.
Что такое брожение?
Брожением называется анаэробный процесс превращения безазотистых органических веществ (главным образом углеводов) микроорганизмами, при котором происходит накопление продуктов неполного окисления (спиртов, органических кислот, углеводов и др.) и который сопровождается выделением энергии.
Биологическое значение брожения заключается в образовании энергии для осуществления жизнедеятельности микроорганизмов подобно дыханию животных и растений.
Процессы брожения
В зависимости от превалирующих или особо типичных продуктов выделяют:
Биологическая суть реакции брожения была открыта в середине XIX в. Луи Пастером, который определил брожения как «жизнь без кислорода».
Микроорганизмы в пищевой промышленности
Основные группы микроорганизмов, используемых в отраслях пищевой промышленности — бактерии, дрожжи и плесени.
Бактерии
Используют в качестве возбудителей молочнокислого, уксуснокислого, маслянокислого брожения.
Культурные молочнокислые бактерии используют при получении молочной кислоты, в хлебопечении, при производстве кисломолочных продуктов, иногда в спиртовом производстве. Молочнокислые микроорганизмы могут вызывать два типа брожения: — гомоферментативное брожение — при разложении углеводов (лактозы) образуется в основном молочная кислота и гетероферментативное — кроме молочной кислоты образуются другие вещества (диацетил, ацетоин, ароматообразующие, СО2, летучие жирные кислоты, спирт и другие).
Дрожжи
Широко применяются в качестве возбудителей брожения при производстве спирта и пива, в виноделии, при производстве хлебного кваса, а также в хлебопечении для разрыхления теста и в составе кефирного грибка — для производства кефира, кумыса и айрана.
Зигомицеты
Какие бывают бродильные бактерии?
Бактерии в бродильной промышленности используют в качестве возбудителей брожения:
Молочнокислые бактерии
Культурные молочнокислые бактерии используют в производстве молочной кислоты путем брожения, в хлебопечении и спиртовом производстве. Они превращают сахар в молочную кислоту.
В спиртовой промышленности молочнокислое брожение может применяться для подкисления дрожжевого сусла. Молочная кислота стимулирует развитие дрожжей и подавляет развитие посторонних микроорганизмов.
Дикие молочнокислые бактерии кроме молочной кислоты образуют ряд летучих кислот, неблагоприятно влияющих на ход технологического процесса, поэтому в бродильной промышленности с ними ведут борьбу.
К молочнокислым бактериям относятся бактерии лейконостоки (Leuconostoc mesenterioides и Leuconostoc agglutinans), часто встречающиеся в мелассе, перерабатываемой на спиртовых и дрожжевых заводах; в производственной практике их называют клек. Эти бактерии имеют форму очень короткой палочки, Почти кокка, размером 1,5 — 1,3х1,4 — 1,2 мкм ( Микрометр, или микрон (мкм) = 1 • 10 – 6 м). Чаще их обнаруживают в виде диплококков или коротких цепочек — стрептоформ. Лейконостоки спор не образуют, но легко образуют капсулу и поэтому весьма устойчивы к нагреванию, выдерживая температуру до 90°С.
Лейконостоки могут причинить большой ущерб в производстве: они расщепляют сахарозу на фруктозу, и глюкозу, а последнюю превращают в сложное соединение —декстран. Зараженное лейконостоком мелассное сусло за несколько часов превращается в слизистую массу, засоряющую трубопроводы и вентили. Лейконостоки вызывают также закисание мелассы, превращая содержащуюся в ней сахарозу в молочную и другие кислоты.
Уксуснокислые бактерии
Уксуснокислые бактерии используют в бродильной промышленности для получения уксуса (раствор уксусной кислоты).
В спиртовом производстве уксуснокислое брожение является вредным процессом, так как окисление спирта приводит к уменьшению выхода его, а образующаяся уксусная кислота угнетает развитие дрожжей. В пивоварении уксуснокислые бактерии ухудшают качество пива, могут вызвать порчу его.
Окислять уксуснокислые микроорганизмы способны не только этиловый спирт и глюкозу. Такие бактерии превращают пропиловый спирт в пропиловую кислоту, а бутиловый — в масляную.
Такие микроорганизмы не способны окислять метиловый спирт, а также высшие спирты. Представляют собой такие бактерии в большинстве случаев палочковидные короткие клетки длиной 2-1.5х1.0. Особенностью этих микроорганизмов является то, что они не образуют спор. По форме и величине такие клетки могут значительно различаться, в зависимости от разновидности, возраста, условий питательной среды и пр.
Оптимальной температурой реакции уксуснокислого брожения являются 15-34 °С. При охлаждении среды до 12-15 °С развитие таких микроорганизмов замедляется. Сами бактерии при таких условиях приобретают вид коротких толстых палочек. При повышении температуры до 35-45 °С некоторые виды уксуснокислых бактерий могут принимать уродливые формы и становиться похожими на прозрачные нити со вздутиями.
При наличии в среде большого количества кислот — винной, яблочной и пр., спирта, а также солей, в ней могут появляться гипертрофированно большие микрооганизмы этого типа. Также в таких условиях у уксуснокислых бактерий обычно начинает осклизняться оболочка. В некоторых случаях этот процесс принимает настолько серьезный характер, что в среде появляются зооглеи. При этом сами бактерии в таких слизистых скоплениях обычно достаточно рассеяны.
Маслянокислые бактерии
Маслянокислые бактерии сбраживают сахар в масляную кислоту.
Маслянокислое брожение используют для производства масляной кислоты, эфиры которой применяются в качестве ароматических веществ. В спиртовом производстве маслянокислые бактерии являются вредителями, так как масляная кислота подавляет развитие дрожжей и инактивирует фермент амилазу.
В качестве побочных продуктов при брожении образуются бутиловый спирт, ацетон, этиловый спирт и уксусная кислота. Маслянокислые бактерии — подвижные, довольно крупные палочки, строгие анаэробы, образуют термоустойчивые споры. Оптимальная температура развития 30-40 °С. Бактерии чувствительны к кислой среде (оптимум рН 6,9-7,3).
Маслянокислые бактерии относятся к роду Клостридиум. Многие из них способны сбраживать не только простые сахара, но и более сложные углеводы: декстрины, крахмал, пектиновые вещества и др.
Маслянокислые бактерии широко распространены в природе. Они постоянно обитают в почве, илистых отложениях на дне водоемов, скоплениях разлагающихся растительных остатков. Встречаются маслянокислые бактерии и в различных пищевых продуктах.
Маслянокислое брожение приносит значительный ущерб народному хозяйству, вызывая гибель картофеля и овощей, вспучивание сыра, порчу консервов (бомбаж), прогоркание масла и др. Маслянокислые бактерии могут вызвать также порчу заквашенных овощей — обильное выделение газов и острый запах масляной кислоты придают продукту неприятный вкус и запах.
Маслянокислое брожение применяют для производства масляной кислоты. Сырьем служит дешевое сахаросодержащее сырье: картофель, отходы крахмало-паточного производства и др.
Особым видом маслянокислых бактерий являются ацетоно-бутиловые бактерии. Они превращают крахмал и другие углеводы в ацетон, бутиловый и этиловый спирты.
Ацетоно-бутиловые бактерии
Ацетоно-бутиловые бактерии используют в качестве возбудителей брожения в ацетоно-бутиловом производстве.
Вид ацетоно-бутилового брожения сходен с маслянокислым, но при нем образуется значительно больше бутилового спирта и ацетона. Кроме того, в процессе ацетонобутилового брожения накапливаются этиловый спирт, масляная и уксусная кислоты, выделяются СО2 и водород. Возбудители брожения — спорообразующие подвижные палочки, анаэробы.
В промышленности для производства ацетона и бутилового спирта применяют крахмалистое сырье. Оба эти продукта брожения широко используют в химической промышленности.
Размножение микроорганизмов
Процесс размножения микроорганизмов разделяют на четыре основные фазы:
Период, непосредственно следующий за внесением посевного материала в питательную среду, называется фазой задержки, или лаг-фазой. В этой фазе при посеве микроорганизмов в питательную среду клетки не сразу начинают размножаться; некоторое время они находятся в питательной среде и не размножаются. В лаг-фазе происходит процесс приспособления микроорганизмов к новой среде и, по-видимому, микроорганизмы приспосабливают среду к своим потребностям. Если в очень благоприятную по составу питательную среду внесены молодые, только что делившиеся клетки, то лаг-фаза может отсутствовать.
Следующий период — это фаза логарифмического роста. В этой фазе клетки хорошо снабжены питательными веществами и не накопили еще вредных продуктов обмена.
Размножение микроорганизмов в этой фазе может быть определено прогрессией, подчиняющейся закону сложных процентов.
Период, называемый фазой логарифмического роста, фактически характеризуется не логарифмическим, а экспоненциальным уравнением, в котором время стоит в показателе степени (экспоненте). Следовательно, эту фазу правильнее бы назвать экспоненциальной.
По мере исчерпания питательных веществ среды и накопления продуктов обмена размножение микроорганизмов замедляется, некоторые клетки перестают размножаться и отмирают. Наступает такой момент, когда количество образующихся и отмирающих клеток становится равным. Этот период называется стационарной фазой.
Вслед за ней наступает фаза затухания, в которой отмирание клеток преобладает над размножением. В этой фазе все больше клеток теряет жизнеспособность и погибает из-за отсутствия питательных веществ и накопления в среде продуктов обмена.
Для микроорганизмов, обладающих активными протеолитическими ферментами, например дрожжей, фаза затухания сопровождается автолизом — распадом белков мертвых клеток под действием собственных ферментов. Применяют и метод непрерывного размножения (культивирования) микроорганизмов, техническое оформление которого сводится к тому, что культура находится в специальном сосуде, куда непрерывно поступает свежая питательная среда и с такой же скоростью вытекает жидкость вместе с размножившимися клетками.
Непрерывное культивирование микроорганизмов позволяет выращивать их в постоянных, установившихся условиях, устраняет лаг-фазу в развитии микроорганизмов, в результате чего сокращается общая длительность процесса размножения.
Победить паразитов можно!
Сейчас действует льготная программа на бесплатную упаковку. Читать мнение экспертов.
Размножение ДНК вирусов в клетке: особенности, стадии и способы
Мезофилы у животных и растений, температура размножения
Комар: описание, виды и характеристики, способы питания и размножения
Бактерии колиформы в пищевых продуктах: что это и причины появления
Бесполое размножение паразитов: почему она является оптимальной для паразитов
Жизненный цикла размножения постельных клопов в квартире
Список литературы
Лучшие истории наших читателей
Тема: Во всех бедах виноваты паразиты!
От кого: Людмила С. ([email protected])
Кому: Администрации Noparasites.ru
Не так давно мое состояние здоровья ухудшилось. Начала чувствовать постоянную усталость, появились головные боли, лень и какая-то бесконечная апатия. С ЖКТ тоже появились проблемы: вздутие, понос, боли и неприятный запах изо рта.
Думала, что это из-за тяжелой работы и надеялась, что само все пройдет. Но с каждым днем мне становилось все хуже. Врачи тоже ничего толком сказать не могли. Вроде как все в норме, но я-то чувствую, что мой организм не здоров.
Решила обратиться в частную клинику. Тут мне посоветовали на ряду с общими анализами, сдать анализ на паразитов. Так вот в одном из анализов у меня обнаружили паразитов. По словам врачей – это были глисты, которые есть у 90% людей и заражен практически каждый, в большей или меньшей степени.
Мне назначили курс противопаразитных лекарств. Но результатов мне это не дало. Через неделю мне подруга прислала ссылку на одну статью, где какой-то врач паразитолог делился реальными советами по борьбе с паразитами. Эта статья буквально спасла мою жизнь. Я выполнила все советы, что там были и через пару дней мне стало гораздо лучше!
Улучшилось пищеварение, прошли головные боли и появилась та жизненная энергия, которой мне так не хватало. Для надежности, я еще раз сдала анализы и никаких паразитов не обнаружили!
Брожение – энергия для бактерий, польза для человека
Люди уже давно получают и используют продукты природного процесса брожения в своих интересах. Квашеные овощи, вино, сыр, кисломолочные продукты – все это результат жизнедеятельности бактерий для брожения, которые, вкладывая собственную энергию в ходе ряда химических реакций-превращений, одни органические соединения преобразуют в другие. Новообразованная органика имеет для человека особую ценность.
Виды брожения
Брожение – это химический процесс, который протекает в средах с окислительно-восстановительным потенциалом (они не до конца окислены и не до конца восстановлены).
В зависимости от состава среды, процесс брожения инициируют и осуществляют разные виды бактерий. Указанные обстоятельства определяют, какой вид брожения протекает в каждом конкретном случае.
Различаются следующие основные виды брожения:
Роль бактерий в каждом из этих видов – снабжение процесса энергией и потребление выделяющейся энергии.
Молочнокислые бактерии
Что такое кисломолочные продукты, их роль и значение для здоровья человеческого организма – один из самых популярных вопросов о здоровье. Людей интересует, что это за такие интересные процессы, вызывающие столь глобальное оздоровление организма. Ответ на этот вопрос знают микробиологи.
Для начала можно дать характеристику бактериям, которые производит молочную кислоту – основу кисломолочного продукта:
Что представляет собой гомоферментное брожение, характерное для питания лактобактерий:
Гетероферментное питание подразумевает то, что анаэробные бифидобактерии используют несколько ферментов для разложения глюкозы (бифидобактерии легко используют для питания не только молочный сахар, а любую глюкозу).
На глюкозу воздействуют несколько ферментов: фосфоглюконат, рибулозодифосфат. При образовании энергетических связей и их распаде получается лактат (молочная кислота), тот же продукт, что и в способе, который используют лактобактерии.
Но, кроме того, при гетероферментном способе сбраживания образуется важный коэнзим Ацетил-КоА, который регулирует углеводный и жировой обмен.
Именно на этом свойстве бифидобактерий в кишечнике основаны препараты, которые призваны наладить обмен веществ. Для этой регулировки решающее значение имеют бифидобактерии.
Это довольно простой способ питания, но имеющий большое значение для человека, если вспомнить, какую роль играют молочнокислые бактерии в защите кишечника, кожи и всех слизистых организма.
Сегодня простейшие анаэробные микроорганизмы, у которых вообще отсутствует дыхание, используются на многих производствах:
Восстановление естественной бактериальной защиты организма и эффективная борьба с микрофлорой гниения в кишечнике – не единственное значение для человека работы молочнокислых организмов. Их роль в продуцировании жизненно важных витаминов и в формировании и поддержании иммунитета сложно переоценить.
Пропионовокислые бактерии
Propionibacterium образуют пропионовую кислоту (пропионат), которая имеет решающее значение на стадии дозревания сыров.
Дыхание пропионибактерий анаэробное. Кроме сыра, место их обитания – рубец и кишечник жвачных животных, а также кожа лица человека (являются причиной сильных воспалений).
Способ разложения глюкозы при данном виде брожения предусматривает выделение таких полезных соединений, как:
Этот состав объясняет пользу сыров для здоровья человека, в том числе и для общего оздоровления кишечника.
Смешанное брожение
В результате этого вида анаэробного дыхания микроорганизмов из глюкозы производится целая сложная смесь кислот:
Микроорганизмы, которые осуществляют дыхание через смешанное брожение, в процессе систематизации выделили в отдельный порядок – энтеробактерии (Enterobacteriaceae). В этот порядок входят практически все основные возбудители кишечных инфекций человека: сальмонеллы, кишечные палочки, шигеллы, клебсиеллы.
В отсутствие глюкозы эти микроорганизмы могут переходить на кислородный способ дыхания (факультативные анаэробы). Они очень нетребовательны к субстрату для роста и размножения, но некоторые виды погибают при повышении температуры среды.
Живут в кишечнике человека, при проведении санитарно-эпидемиологических исследований являются симптомом наличия фекального загрязнения.
Спиртовое брожение
Однако не только бактерии являются фабриками по разложению глюкозы на составляющие с образованием новых органических соединений. Человеку давно известен способ получения этанола с помощью одноклеточных грибов – дрожжей. Осуществляющие спиртовое брожение дрожжи выделены в отдельную внетаксономическую группу, причем границы этой группы еще не до конца определены.
По генетическому анализу спиртовые дрожжи имеют общие родственные связи с аксомицетами (несовершенными грибами). Одни из самых известных несовершенных грибов – трюфели.
Процесс спиртового брожения по способу мало чем отличается от других видов преобразования глюкозы. Спиртовые дрожжи в отсутствии кислорода переключаются на анаэробное дыхание (если кислород есть, спиртовые дрожжи дышат только им). Этот эффект спиртовых дрожжей исследовал и описал Луи Пастер. Теперь он так и называется: эффект Пастера.
Кроме того, если во время брожения в субстрат добавлять некоторые химические вещества, то меняется состав продуктов брожения. Так, например, можно получить глицерин.
Но не только дрожжи могут сбраживать глюкозу с образованием этанола, есть один род бактерий – Sarcina. Эти микроорганизмы осуществляют сбраживание по тому же пути, что и дрожжи. Кроме процессов, в которых спирт является основным продуктом, есть еще процесс, где этанол – побочный продукт брожения. Эти процессы протекают в организмах клостридий и энтеробактерий.
Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.