Контрольная работа по "Микробиология"

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА

 

 

 

 

Контрольная работа по курсу

Микробиология

 

 

 

 

Выполнил

Студент 2 курса 4426 группы

Виноградов А. О.

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2014 год

А-2

1. Температура среды. Ее влияние  на рост и размножение микроорганизмов. Психрофильные, мезофильные и термофильные микроорганизмы

Микроорганизмы подвержены постоянному воздействию факторов внешней среды. Влияние этих факторов может быть благоприятным либо неблагоприятным. Неблагоприятные воздействия могут приводить к гибели микроорганизмов. то есть окзывзть микробицидный эффект {например. фунги- или вирулицидный), либо подавлять размножение микробов, оказывая статическое действие (например, бактериостатическое).

Неблагоприятное воздействие на микроорганизмы факторов внешней среды люди использовали с древнейших времён. Например. погреба часто окуривали серой; во время эпидемий для обезззрэживзния предметов их прокаливали или обрабатывали специальными составами (например. смесью уксуса и винного спирта). Открытие и изучение свойств патогенных микроорганизмов стало началом направленной разработки метопов подавления жизнедеятельности микробов. Было установлено. что некоторые воздействия оказывают избирательный эффект на отдельные виды, другие — проявляют широкий спектр активности.

Микробы приспосабливаются к изменениям температуры окружающей среды. Выделяют оптимальную температуру (благоприятную для роста и размножения), минимально и максимально приемлемые (за их пределами рост прекращается). По отношению к температурным условиям микроорганизмы разделяют на мезофильные. психрофильные и термофильные.

Мезофильные виды [от греч. mesos. средний, промежуточный. + phileo. любить] лучше растут в пределах 20-40 =С; к ним относится большинство патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.

Термофильные виды [от греч. therm{e), тепло. + phileo. любить] быстрее растут при температуре выше 40 гС. верхний предел 70 =С (примеры — Thermoactinomyces vulgaris. Bacillus stearothermophilus). К термотолерантным относят микробов, растущих при повышении температуры до 50 "С (например, Methytococcus C3psul3tus); к крайне термофильным — виды, для которых оптимальная температура роста превышает 65 SC (Sulfolobus). Отдельные виды бактерий способны расти при температуре выше 70 гС: Sulfolobus acidoc3ld3rius рзстёт при 80 гС. з Pyrodiclium occultum (строгий знээроб. восстанавливающий серу) — при 105 =С.

Психрофильные виды [от греч. psychros, холод. + phileo. любить] растут в диапазоне температур 0-10 =С; к ним относится большинство сапрофитов, обитающих в почве, пресной и морской воде (например, морские светящиеся бактерии. некоторые железобактерии рода Galionella).

Высокая температура вызывает коагуляцию структурных белков и ферментов микроорганизмов. Большинство вегетативных форм гибнет при 60 С в течение 30 мин. з при 80-100 гС — через 1 мин. Для сохранения жизнеспособности относительно благоприятны низкие температуры (например, ниже 0 гС), безвредные для большинства микробов. Бактерии выживают при температуре ниже -100 С: споры бактерий и вирусы годами сохраняются в жидком азоте. Простейшие и некоторые бактерии (спирохеты, риккетсии и хламидии) менее устойчивы ктемперзтурным воздействиям.

 

2.Лимоннокислое брожение: характеристика возбудителей, химизм, практическое значение

Лимоннокислое брожение — биохимический процесс, при котором под воздействием плесневых грибов из родов Aspergillus и Penicillum, происходит окисление углеводов, некоторых спиртов и органических кислот до лимонной кислоты C6H8O7.

При лимоннокислом брожении микроскопические грибы называет окисление глюкозы C6H12O6 в лимонную кислоту. Данный тип брожения можно представить следующей суммарной формулой (глюкоза + кислород → лимонная кислота + вода + энергия):

2C6H12O6 + 3O2 → 2C6H8O7 + 4H2O + E

Возбудителем лимоннокислого брожения в промышленности является гриб Aspergillus niger.Сырьём для производства лимонной кислоты служит меласса, сахаросодержащий продукт, отход свеклосахарного производства. Мелассный раствор, включающий около 15-20 % сахара и необходимые грибу питательные вещества (минеральные соли), разливают в плоские открытые сосуды и засевают спорами гриба. Затем сосуды помещаются в хорошо проветриваемые бродильные камеры. Процесс лимоннокислого брожения продолжается в течение 6-8 дней при температуре около 30-32°С.После окончании брожения мелассный раствор из-под плёнки гриба сливаются, и из него выделяют лимонную кислоту, которую подвергают очистке и кристаллизации. Выход лимонной кислоты составляет 50-60 % от количества израсходованного сахара.Более новый метод — гриб находится не на поверхности сбраживаемого субстрата, а внедряется своим мицелием в толщу субстрата, который насыщают воздухом.Лимонная кислота широко применяется в промышленности, особенно в пищевой, например она используется при изготовлении кондитерских и кулинарных изделий, безалкогольных напитков, пищевых концентратов, виноделии, в приготовлении сиропов и пр.Также лимонная кислота используется в фармацевтической промышленности, в том числе при переливании крови, а также для приготовления косметических средств .Лимонная кислота — хороший хелатирующий (комплексообразующий) агент, благодаря чему она широко используется в процессах электрогальванизации, дубления кож, окраски тканей, приготовления чернил, очистки паровых котлов, изготовления синтетических моющих средств.Применяется лимонная кислота и в химической промышленности, в том числе при производстве алкидных смол, а её эфиры служат пластификаторами при производстве лаков.

Плесени в процессе дыхания также окисляют углеводы нередко не до СО2 и Н2О, поэтому в среде накапливаются продукты неполного окисления — различные органические кислоты (щавелевая, янтарная, яблочная, лимонная и др.). Образование грибами лимонной кислоты применяют в промышленности.

Б-2

1. Микрофлора кисломолочных  продуктов (обязательная и посторонняя). Закваски. Изготовление кисломолочных  продуктов при помощи мезофильных и термофильных молочнокислых бактерий (привести примеры)

Бифидобактерии составляют основу микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека. В настоящее время род Bifidobacterium включает 32 вида. В табл.1 приведены виды бифидобактерий, наиболее часто обнаруживаемые в пищеварительном тракте.

                                                                                                  Таблица 1.

Виды бифидобактерий, наиболее часто обнаруживаемые

           в желудочно-кишечном тракте человека.   

Bifidobacterium bifidum B.adolescentis B.animalis B.boum B.breve B.choerinum B.dentium

Bifidobacterium ericsonii B.globosum B.infantis B.longum B.pseudolongum B.suis B.thermophilum

 

 

Впервые эти микроорганизмы были изолированы из фекалий грудных детей учеником И.И. Мечникова французским исследователем Henry Tissier в 1899 году. Эти грамположительные анаэробные, не образующие споры, палочковидные, полиморфные бактерии, нередко с бифрукациями на концах, были названы им Bacillus bifidus communis. В последующем было установлено, что эти микроорганизмы  на 99% составляют флору кишечника здорового грудного ребёнка. И в больших количествах присутствуют в микробиоценозе толстого кишечника взрослых людей. Основываясь на высокой частоте встречаемости этих бактерий в пищеварительных трактах . И.И. Мечников и  Henry Tissier ещё в 1905 году пытались применить препараты из бифидобактерий больным с кишечными дисфункциями.

Проведённая российскими исследователями  статистическая обработка данных о видовом составе бифидобактерий у различных возрастных групп населения России показала, что у здорового грудного ребёнка, находящегося на грудном вскармливании, B.Bifidum, B.longum, B.breve, B.infantis, встречаются в соотношении 35%, 42%, 17%, 12%. Штаммы  B.adolescentis обнаруживаются у 1.5% детей отсутствуют в фекальном содержимом. У детей на искусственном вскармливании содержание доминирующих видов бактерий падает до 3-5%, в то время как представители вида B. adolescentis, встречаются в 22% случаев.

У взрослых в толстом кишечнике обнаруживаются преимущественно представители B.Bifidum, B.longum и B.adolescentis. В кишечнике лиц старше 35 лет представители вида B.adolescentis начинают превалировать в бифидофлоре, достигая 60-75% в пожилом возрасте. В кишечном содержимом человека одновременно могут обнаруживаться от 1 до 5 видов биоваров бифидобактерий.

Фруктозо-6-фосфатаза – ключевой фермент в метаболизме углеводов бифидобактериями. Этот фермент расщепляет фруктозо-6-фосфат на ацетил-1-фосфат и эритрозу-4-фосфат. На обнаружении у бактерий фруктозо-6-фосфат фосфокетолазы основан энзиматически-калориметрический метод количественного определения в материале бифидобактерий. Бифидобактерии образуют уксусною и молочную кислоты в молярном отношении 3:2, но не образуют углекислый газ. Оптимум температуры для роста этих бактерий 37-40°С, оптимум pH 6.5-7.0. Подавляющее большинство бифидобактерий демонстрируют наличие у них a и b- галактозидаз; N-ацетил-b-глюкозаминидаза, главным образом, обнаруживается у видов бифидобактерий изолируемых от детей грудного возраста. Исследование электрофоретической подвижности b-галактозидаз, присутствующий у бифидобактерий позволяет дифференцировать виды между собой.

Для выявления бифидобактерий в биоматериале (кисломолочные продукты) рекомендуется производить высев на специальные селективные среды и модифицированную MRS-среду, содержащую 100 ммоль c-a-Gal. На последней бифидобактерии в анаэробных условиях формируют колонии голубого цвета. Хорошо растут бифидобактерии в присутствии таких редуцирующих агентов, как аскорбиновая кислота, цистеин или тиогликолат. Для своего роста данные микроорганизмы нуждаются в источнике углерода (различные углеводы, бикарбонат или углекислый газ). Напротив, органические кислоты, жирные кислоты и и аминокислоты не могут быть для них источником С. Цистеин или цистин служат необходимым для них источником азота. Обнаружена потребность отдельных штаммов бифидобактерий в аланине, изолейцине, лизине, аргинине и глутаминовой кислоте. Добавление в среду пантотеновой кислоты, биотина, рибофлавина, никотиновой кислоты, парааминобензойной кислоты, пуринов и пиримидинов также требуется для поддержания многих штаммов бифидобактерий, свежевыделенных из кишечного содержимого детей и взрослых.

Именно бифидобактериям принадлежит ведущая роль в поддержании и нормализации микробиоценоза кишечника, сохранении неспецифической резистентности организма, улучшении белкового, витаминного и минерального обмена и др.

Антогонистическая активность бифидобактерий связанная с продукцией органических кислот (ацетата и лактата) и бактериоцинов с широким спектром антимикрбного действия (ингибирования роста кишечных палочек, клостридий, сальмонелл, шигелл, листерий, кампилобактеров, вибрионов и др.) так же как и блокирование рецепторов на слизистой кишечника, предотвращающее фиксацию на них потенциально патогенных микроорганизмов в колонизационной резистентности. Снижение количества бифидобактерий (или их даже полное исчезновение) является одним из патогенетических механизмов длительных кишечных инфекций у детей и взрослых . Оно ведёт к нарушению минерального обмена, процессов кишечного всасывания, белкового и жирового обмена, к формированию хронических расстройств пищеварения. Имеются сведения, что бифидобактерии являются «поставщиком» ряда незаменимых аминокислот, в т.ч. триптофана, витаминов, установлена их антиканцерогенная и антимутагенная активность, способность снижать уровень холестерина в крови и т.д.

Все эти положительные эффекты позволили рассматривать бифидобактерии как одну из основных категорий функционального питания.

б) Лактобациллы.

Лактобациллы- микрофильные грамположительные бактерии, не образующие спор и не продуцирующие каталазу. На основании продукции  углекислоты из глюкозы, потребности в тиамине, ферментации фруктозы до маннита и продукции фруктозодифосфатальдолазы лактобациллы делят на две группы: гомо- и гетероферментативные.

В настоящее время род Lactobacillus объединяет 56 видов, из которых 5 подразделяются на 2 и больше подвидов. На основании нуклеозидной последовательности 16-S и p-РНК лактобациллы подразделяют на 3 филогенетические группы (L.delbrulckii, L.casei-pediococcus, L.leuconostoc), внутри которых наблюдаются широкие вариации ГЦ-пар в ДНК.

У здоровых взрослых людей в содержимом желудка, тощей, подвздошной кишок и фекалий лактобациллы обнаруживаются в количестве равном соответственно 103, 104, 102-5, 106-8, KOЕ lg/г. И они преимущественно представлены видами Lactobacillus acidophilus, L.salivarius, L.casei, L.plantarum и L.brevis, которые образуют всевозможные сочетания.

Анализ формирования комплекса лактобактерий у здоровых детей на протяжении первых трёх месяцев жизни и роли матери в колонизации детей этими микроорганизмами, показал, что у 40% рожениц в первую неделю после родов лактобациллы присутствуют в грудном молоке. У всех женщин эти бактерии обнаруживаются в отделяемом вагинального тракта и фекальном содержимом. Наиболее часто в исследуемых образцах рожениц, в толстом кишечнике детей первых месяцев жизни выявляются L.reuteri, L.cosei/paracasei, L.acidophilus. К трем месяцам жизни у 94% детей лактобациллы постоянно присутствуют в образцах фекалий. Эти данные дали основание сделать заключение, что источниками лактобацилл, колонизирующих пищеварительный тракт новорожденных и детей первых трёх месяцев жизни, являются урогенитальный и желудочно-кишечный тракт матери и грудное молоко.

Главным конечным продуктом метаболизма этих грамположительных неподвижных бактерий является D- и L- молочная кислота. У представителей гетероферментативных видов лактобацилл в качестве конечных продуктов, кроме того, образуется уксусная кислота и углекислый газ. Некоторые штаммы лактобацилл обладают необычайной метаболической активностью (продуцируют α-амилазы, гидролизуют мочевину, разрушают щавелевую кислоту и холестерин, редуцируют нитраты, декарбоксилируют аминокислоты или разрушают амины, разрушают значительные количества экзополисахаридов различной химической природы, нейтрализуют энтеротоксины и т.д.).