Natuur alles is zo harmonieus geregeld dat in deze wereld iedereen zijn eigen plek heeft en bezig is met de functies die hem zijn toegewezen, of het nu de kroon van de natuur is - een ongelooflijk complexe mens of het meest microscopisch kleine organisme. Iedereen draagt zijn steentje bij om van onze wereld een betere plek te maken. Dit geldt ook voor verschillende bacteriën, die volgens het grote plan van de schepper van de wereld mensen niet alleen voordelen, maar ook bepaalde schade opleveren. Bedenk wat thermofiele melkzuurbacteriën zijn en wat hun plaats in ons leven is. Zijn ze goed of slecht?
Kenmerken en essentie
Er leeft een heel leger van verschillende micro-organismen op onze planeet, onzichtbaar voor het oog, maar erg actief en niet altijd nuttig. Een van die gunstige microformaties is de thermofiele bacterie. De bacterie leeft in warmwaterbronnen en vermenigvuldigt zich bij vrij hoge temperaturen - boven de 45 graden. Hele kolonies van deze micro-organismen zijn geïdentificeerd in verschillende geothermische zones van onze planeet,zoals het water van hete natuurlijke bronnen. Thermofiele bacteriën overleven door de aanwezigheid in hen van speciale enzymen die bij hoge temperaturen kunnen functioneren. Voor hen is het gunstigste temperatuurregime een gang van 50-65 graden. Onder dergelijke omstandigheden kunnen bacteriën zich prettig voelen en zich vrijelijk vermenigvuldigen.
Veel mensen willen graag weten bij welke temperatuur thermofiele bacteriën sterven om hun aantal onder controle te houden. In dit verband wil ik opmerken dat wetenschappers er nog geen nauwkeurige gegevens over hebben kunnen verkrijgen. In het huidige ontwikkelingsstadium van de wetenschap is alleen bekend dat de maximale temperatuurindicator voor thermofielen 68-75 graden is. Dit betekent echter niet dat bacteriën sterven met een dergelijke verwarming - een afwijking van het optimale regime maakt hun leven minder comfortabel en intens, vertraagt de celgroei en vermindert de snelheid van metabolische processen.
Is het mogelijk om bacteriën te doden? Wat beïnvloedt hen?
Om thermofiele bacteriën te laten afsterven, is een veel grotere overschrijding van de bovendrempel nodig. Tegenwoordig hebben wetenschappers kunnen vaststellen dat de hoogst bekende temperatuur waarbij deze micro-organismen kunnen leven 122 graden Celsius is. Het is niet mogelijk om een hogere verwarming te creëren in laboratoriumomstandigheden. Het is daarom nog niet mogelijk vast te stellen bij welke temperatuur thermofiele bacteriën zullen afsterven. Het is alleen bekend dat sterke temperatuurschommelingen een zeer nadelig effect hebben op het leven van bacteriën: de ontwikkeling van een cultuur kan stoppen, maarzal ze sterven is de vraag.
Rassen en hun beschrijvingen
Bij het beoordelen van de temperatuurvoorkeuren van micro-organismen, kunnen ze worden onderverdeeld in drie hoofdgroepen: psychrofiel, mesofiel en in feite thermofiel. Ze zijn allemaal afhankelijk van warmte, maar verschillen qua temperatuurregimes.
Psychrofiele bacteriën zijn dus het minst thermo-afhankelijk en geven de voorkeur aan een temperatuurbereik van nul tot +10 graden. Dit is de optimale ontwikkelingsgang voor hen, maar ze kunnen zowel bij -5 graden als bij +15 broeden.
Volgende - mesofiele thermofiele bacteriën, waarvan de comfortzone zich tussen 30 en 40 graden Celsius bevindt. Bacteriën kunnen goed groeien en zich vermenigvuldigen wanneer de temperatuur da alt tot 10 graden of stijgt tot 50 graden. Het optimale niveau voor groei in deze organismen is 37 graden.
En tot slot, thermofiele bacteriën - hun actieve groei wordt waargenomen wanneer de temperatuur boven de 50 graden komt. Hun belangrijkste onderscheidende kenmerk is de versnelde stofwisseling. Volgens recente studies is vastgesteld dat er onder invloed van temperatuur significante veranderingen optreden in eiwitten en lipiden, die een grote rol spelen in alle levensprocessen.
Subgroepen van thermofielen
Een levendige illustratie hiervan zijn voorbeelden van thermofiele bacteriën, die ook zijn onderverdeeld in verschillende onafhankelijke subgroepen:
- Extreme thermofielen met een optimale temperatuur van 80 graden met een minimum van 60 en een maximum van 105 graden.
- Stenothermofielen, of facultatief, met een bereik van 55-65 graden, maar vertonen het vermogen om zich voort te planten, zelfs als de temperatuur da alt tot 20 graden. Het hoogste groeivermogen wordt waargenomen bij 20-40 graden.
- Eurythermofielen geven de voorkeur aan 37-48 graden. De eigenaardigheid van obligate thermofielen is dat ze hun vermogen om te groeien niet verliezen, zelfs niet bij 70 graden, maar ze groeien niet onder de 40 graden.
- Thermotoleranten met een optimale indicator niet hoger dan 48 graden, de minimumtemperatuur waarbij ze kunnen groeien is 10 graden en het maximum is 55-60. Ze verschillen van mesofielen bij dezelfde optimale temperaturen doordat bacteriën blijven groeien naarmate de temperatuurdrempel stijgt.
Anaërobe thermofielen
Het vermogen van de snelle groei van thermofiele organismen geeft hen een uitstekende gelegenheid om te worden gebruikt in verschillende levensgebieden - in de industrie of in de landbouw, en zelfs op huishoudelijk niveau. Tegelijkertijd hebben mesofiele en thermofiele melkzuurbacteriën vergelijkbare isolatiemethoden. Het verschil wordt alleen waargenomen bij groeitemperaturen. Om het exacte optimale temperatuurniveau vast te stellen, moet de cultuur een of twee maanden worden gepassiveerd, of met andere woorden, opnieuw ingezaaid in een bepaald temperatuurbereik.
In de natuur zijn veel soorten thermofiele bacteriën wijdverbreid en leven ze onder verschillende omstandigheden. Ze houden van warmte en voelen zich zeer comfortabel in de menselijke maag, en zijn ook te vinden in dieren, planten, bodem, water en verschillende andere omgevingen,gunstige voorwaarden voor ontwikkeling te scheppen. Sommige bacteriën hebben lucht nodig om te groeien, terwijl andere helemaal geen zuurstof nodig hebben. Volgens dit teken van afhankelijkheid van zuurstof worden thermofiele organismen onderverdeeld in aerobe en anaerobe.
Anaëroob omvat verschillende afzonderlijke groepen:
- Boterzuur - tijdens de fermentatie produceren ze boterzuur, voeden ze zich met suiker, pectines, dextrines en produceren ze zuren - azijn en boterzuur, evenals waterstof en koolstofdioxide. Van de nuttige eigenschappen kan de productie van aceton, ethyl, butyl en isopropylalcoholen worden onderscheiden. Gevonden in thermofiele en mesofiele vormen.
- Cellulose leeft in rivierslib, compost, plantenresten. Deze thermofiele compostbacteriën zijn ideaal en veel gebruikt in de agrarische sector. Omdat ze zich in de grond of humus bevinden, krijgen deze bacteriën activiteit bij 60-65 graden. Er is ook een mesofiele vorm - de stok van Omelyansky. Deze bacteriën ontleden met behulp van een speciaal enzym cellulose, waarbij kooldioxide, waterstof, ethylalcohol en een aantal zuren vrijkomen - mierenzuur, azijnzuur, fumaarzuur, melkzuur en andere organische zuren.
- Methaanvormend leven op dezelfde plaats als cellulose, en worden daar verbouwd. In deze groep zijn de meest bestudeerde soorten methanobacterium en methanobacillus. Ze zijn niet in staat tot sporulatie en hun nut ligt in het vermogen om antibiotica, vitamines en enzymen te produceren, waarbij afvalwater en huishoudelijk afval als voedsel worden gebruikt.
- Ontzwavelingsmiddelen worden het vaakst gevonden naastcellulose en leven van de reductie van sulfaten. Ze hebben ovale sporen die zich dichter bij een van de uiteinden van de bacillus bacillus - terminaal of subterminaal bevinden.
- Melkzuur - een speciale grote groep bacteriën die in melk leven. Deze thermofiele melkzuurbacteriën kunnen zowel gunstig zijn voor de mens als zeer schadelijk. Sommige van hun soorten kunnen speciale aromatische stoffen synthetiseren. Zij zijn het die, na blootstelling aan melk, een aangename smaak en aroma geven aan kwark of room. Dergelijke thermofiele melkzuurbacteriën zijn facultatief anaëroob, daarom kunnen ze zich optimaal vermenigvuldigen in afwezigheid van zuurstof of in een omgeving waar er een groot tekort is.
Melkzuur
Melkzuurbacteriën zijn onderverdeeld in kokken en staafjes. De eerste bestaat uit verschillende cellen die in een keten zijn verbonden - streptokokken en hebben homo- en heterogene fermentatie. Homofermentatieve streptokokken fermenteren de suiker die in melk wordt gevonden om levende yoghurt te maken. Hetero-enzymatisch tegelijkertijd scheiden ook dergelijke aromatische stoffen zoals diacetine en cytoïne af. Hun cellen zijn rond of ovaal van vorm, kleuren goed volgens Gram en vormen geen sporen en capsules. Ze zijn aerotolerant en kunnen bestaan in de aanwezigheid van lucht. Ze missen echter het vermogen om aërobe ademhaling uit te voeren en ze geven er de voorkeur aan om hun gebruikelijke proces van melkzuurfermentatie voort te zetten. Om te eten hebben ze veel vitamines, eiwitten, organische zuren nodig. in melkbacteriën veroorzaken de coagulatie, de vorming van een dicht, gelijkmatig stolsel met een kleine hoeveelheid serum. Het is dankzij de aromaproducerende melkzuurstreptokokken dat er verleidelijke bellen in de kaas verschijnen met een karakteristieke geur en een laag vermogen om zuren te vormen. Kokken zijn zeer alcoholbestendig en vereisen een hoge zuurgraad.
Melkzuursticks
Melkzuursticks - ze worden ook wel lactobacillen genoemd - kunnen zowel enkelvoudig als gepaard zijn. Meestal worden acidofiele lactobacillen gebruikt, vooral de Bulgaarse stick, die deel uitmaakt van de starterculturen en het mogelijk maakt om smakelijke en gezonde yoghurt te produceren. Zelfs in de zuivelindustrie zijn streptobacteriën en bètabacteriën populair. Deze organismen zijn volledig immobiel en vormen geen sporen of capsules, ze kleuren goed door Gram.
Melkzuurthermofielen zijn facultatieve anaëroben. Ze kunnen mono-enzymatisch worden, met een hoge zuurvorming, of herero-enzymatisch met het vermogen om fructose parallel te verwerken, wat resulteert in de vorming van hexahydrische alcohol mannitol, acetaten, lactaten en kooldioxide. Eiwitten zijn nogal zwak verwerkt, daarom hebben ze, om te groeien, de aanwezigheid van aminozuren in de omgeving nodig. Sommige sticks hebben het vermogen om katalase te produceren, een enzym dat waterstofperoxide afbreekt, of acetaldehyde, dat smaak en aroma aan kaas geeft.
Melkzuur hittebestendige sticks kunnen overleven in melk wanneer ze worden gepasteuriseerd bij een temperatuur van 85-90 graden. Ze zijn zeer goed bestand tegen desinfecterende middelen en veroorzaken dus aanzienlijke schade aan levensmiddelenbedrijven. Het zijn antagonisten van Escherichia coli. Gevonden in zuurdesem of laaggepasteuriseerde melk.
Thermofielen die niet kunnen ademen zonder zuurstof
Aerobe thermofielen, die niet kunnen ademen zonder zuurstof, zijn ook verdeeld in twee afzonderlijke groepen:
- Extreem thermofiel - gramnegatieve staafjes die niet kunnen bewegen, gerelateerd aan obligate bacteriën, waarvan de groei plaatsvindt bij een optimale temperatuur van 70 graden. Naarmate de temperatuur hoger wordt, veranderen de stokjes in dunne draadjes. Leef massaal in warmwaterbronnen en nabijgelegen grond.
- Spoorvormende vormen lijken op mesofiele vormen. Leef en verspreid in goed losgemaakte grond of belucht water.
Na al deze soorten micro-organismen in overweging te hebben genomen, moet worden opgemerkt dat het verschijnen van thermofiele bacteriën hun aromorfose in de habitat is. Net als andere levende organismen kunnen bacteriën zich in de loop van hun evolutie ook perfect aanpassen aan veranderingen in de omgevingscondities. Tegelijkertijd verhogen ze het niveau van hun organisatie aanzienlijk en verwerven ze nieuwe vaardigheden.
Voor- en nadelen
Wat zijn de nadelen en voordelen van thermofiele bacteriën? Melkzuursticks die in de voedingsindustrie worden gebruikt, hebben ongetwijfeld voordelen voor een persoon. Als onderdeel van verschillende starterculturen produceren ze smakelijke ennuttige melkzuurproducten die een zeer positief effect hebben op alle systemen van het menselijk lichaam, helpen bij het reguleren van metabolische processen, het spijsverteringskanaal normaliseren en op alle mogelijke manieren het lichaam helpen beschermen tegen verschillende rottingsbacteriën, en het tegelijkertijd reinigen van opgehoopte gifstoffen en toxines. Naast het verbeteren van de samenstelling van de microflora, kalmeren thermofiele bacteriën het zenuwstelsel, onderdrukken ze de werking van antibiotica en verhogen ze de immuniteit.
Naast de voedingsindustrie wordt dit type bacteriën vrij veel gebruikt op farmacologisch en cosmetisch gebied. Op basis hiervan worden verschillende probiotica gemaakt, evenals cosmetica die de huid verzorgen en elasticiteit geven, en ook worden gebruikt om deze te bleken en te herstellen. Levende yoghurtmaskers kunnen wonderen verrichten.
Thermofiele en mesofiele bacteriën die in aarde en compost leven, helpen bij het recyclen van organisch materiaal en bemesten de grond voor een goede plantengroei. Het uitgestoten methaan kan met succes worden gebruikt voor het verwarmen van huizen en industriële installaties. Met zo'n enorme schaal van voordelen, wordt de kleine schade die thermofiele staven aan de voedselindustrie toebrengen, geëgaliseerd door blootstelling aan bacteriedodende medicijnen en constante monitoring van voedselproductieapparatuur.
Conclusie
In dit artikel hebben we de basisconcepten gegeven van zo'n grote en weinig bestudeerde klasse als bacteriën. Uit het bovenstaande materiaal volgt dat thermofiele bacteriënreeds vandaag de dag op grote schaal door de mens worden gebruikt voor zijn eigen bestwil. Maar dit proces is nog lang niet voorbij en er wachten ons nog veel meer leuke en nuttige ontdekkingen.
