Was ist Mikrobiologie und was untersucht sie? Mikrobiologische Verfahren in der Lebensmittelindustrie. Die Erforschung des Stoffwechsels von Mikroorganismen

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Einführung

1. Mikroflora von Rohstoffen

Verweise

Einführung

Der Mensch hat längst gelernt, mikrobiologische Verfahren in der Praxis einzusetzen. In der Lebensmittelindustrie kommen viele mikrobiologische Verfahren zum Einsatz. Grundlage der technologischen Zubereitung von Brot sind beispielsweise die biochemischen Prozesse der alkoholischen und Milchsäuregärung, deren Erreger Hefe und Milchsäurebakterien sind. Diese Mikroorganismen bestimmen den notwendigen Lockerungs- und Säuregrad von Halbfertigprodukten, den Geschmack und das Aroma von Brot, verbessern die Qualität von Produkten und erhöhen ihren Nährwert.

Da Rohstoffe in der Bäckerei- und Konditoreiproduktion nicht sterilisiert werden, ist die Gewinnung und Verwendung von Reinkulturen wichtig, da sie eine normale Fermentation von Halbfertigprodukten und die Herstellung von Fertigprodukten in Standardqualität gewährleisten. Außerdem wird der Teig unsteril zubereitet und in Halbfertigprodukten entwickeln sich neben nützlichen Mikroorganismen auch schädliche. Zur Kontrolle des mikrobiologischen Zustands der Herstellung von Back- und Mehlkonditorwaren wurden in den Betrieben mikrobiologische Laboratorien eingerichtet, die sich mit der Erhaltung und Erneuerung von Starterkulturen und Reinkulturen sowie der mikrobiologischen Kontrolle von Nährmedien, Halbfabrikaten u Endprodukte.

Kulturen mit einer geringen Beimischung anderer Arten von Mikroorganismen werden als technisch rein bezeichnet. In der Backindustrie gehören Press- und Trockenhefe zu den Reinkulturen. Als Mischkulturen werden Kulturen bezeichnet, die aus Zellen von Mikroorganismen zweier oder mehrerer Arten bestehen (z. B. Mikroorganismen von Starterkulturen und Teig, die Hefe und Milchsäurebakterien enthalten).

1. Mikroflora von Rohstoffen

Mehl, Hefe, Zucker, zuckerhaltige Stoffe, Fette, Eier und Eiprodukte, Milch und Molkereiprodukte, Früchte und Beeren, Aromastoffe, Aromastoffe und andere Stoffe werden als Rohstoffe in der Backindustrie und bei der Herstellung von Mehlkonditorwaren verwendet. Sowohl pflanzliche als auch tierische Rohstoffe enthalten viele Nährstoffe und bieten somit ein günstiges Umfeld für die Entwicklung von Mikroorganismen. Daher sollten Lebensmittelunternehmen der mikrobiologischen Kontrolle der Rohstoffe, die in die Produktion gelangen, große Aufmerksamkeit widmen und die Hygienevorschriften während ihrer Lagerung, Verarbeitung und ihres Transports einhalten.

Mehl. Beim Mahlen gelangen alle Mikroorganismen, die sich auf der Kornoberfläche befinden, in das Mehl, durch ihre vitale Aktivität kann das Mehl während der Lagerung einem mikrobiologischen Verderb unterliegen.

Eine mikrobiologische Verschlechterung des Mehls tritt auf, wenn der Feuchtigkeitsgehalt in ihm infolge unsachgemäßer Lagerung über 15 % ansteigt. Mehlsauer durch Aktivierung der Vitalaktivität von Milchsäurebakterien, die Mehlzucker unter Bildung von Säuren vergären. Bei der Lagerung von Mehl in Lagern bei hoher relativer Luftfeuchtigkeit kommt es unter der Einwirkung mikroskopisch kleiner Pilze zu Schimmelbildung.

Das Ranzigwerden von Mehl ist das Ergebnis der Oxidation von Mehlfetten durch Luftsauerstoff und der enzymatischen Hydrolyse von Fetten. Bei der Lagerung von Mehl mit einem Feuchtigkeitsgehalt von mehr als 20% kommt es zu einer Selbsterhitzung des Mehls, die mit der Vermehrung von sporenbildenden Bakterien einhergeht, die eine zähe Brotkrankheit verursachen. Dieses Mehl wird nicht zum Backen und zur Herstellung von Mehlkonditoreiprodukten verwendet.

Stärke. Rohe Kartoffelstärke ist ein verderbliches Produkt, da sie einen hohen Feuchtigkeitsgehalt hat (ca. 50 %). Unter ungünstigen Lagerbedingungen vermehren sich Bakterien intensiv in Stärke, was zu einer mikrobiologischen Verschlechterung der Stärke führt - ihrer Säuerung, Verfärbung. Trockene Stärke mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 20 % unterliegt keiner mikrobiologischen Verschlechterung. Wenn Stärke bei hoher relativer Luftfeuchtigkeit gelagert wird, kann sie aufgrund ihrer hohen Hygroskopizität (Fähigkeit, Feuchtigkeit aufzunehmen) befeuchtet werden; Klumpen bildend, entwickeln sich Mikroorganismen und es entsteht ein Fäulnisgeruch.

Hefe. Beim Backen werden gepresste, getrocknete, flüssige Hefe und Hefemilch verwendet. Presshefe kann fremde Mikroorganismen enthalten, deren Anwesenheit unerwünscht ist, da sie die Qualität der Hefe mindern. Dazu gehören wilde Hefen der Gattung Candida (Candida), die die Tragfähigkeit der Hefe verringern, sowie Fäulnis- und andere Bakterien, die die Lagerstabilität beeinträchtigen.

Salz. Salz kann mit Sporenformen von Mikroorganismen kontaminiert sein. Es hat eine niedrige Luftfeuchtigkeit, die geringer ist als die, bei der Mikroorganismen leben können. Daher unterliegt Salz keinem mikrobiologischen Abbau.

Zucker und zuckerhaltige Substanzen. Zucker ist der Hauptrohstoff, der in der Formulierung von Süßwaren aus Mehl sowie in reichhaltigen und vielen Backwaren enthalten ist. Der Feuchtigkeitsgehalt von Zucker beträgt nicht mehr als 0,15 %, daher unterliegt er bei ordnungsgemäßer Lagerung keiner mikrobiologischen Verschlechterung.

Bei Verstößen gegen Hygienevorschriften und Lagervorschriften können sich im Zucker Hefen, Bakterien- und Pilzsporen entwickeln, denn bei der Lagerung von Zucker in feuchter Umgebung kondensiert Feuchtigkeit an der Oberfläche seiner Kristalle, in denen sich Zucker auflöst. In dem entstehenden Zuckerlösungsfilm entwickeln sich Mikroorganismen, deren abgesonderte Säuren Saccharose zersetzen, was den Zuckergeschmack stark verschlechtert.

Melasse und Honig sind manchmal mikrobiologischem Verderb ausgesetzt. Sie enthalten eine große Menge an Feststoffen, einschließlich Zucker. Mikroorganismen entwickeln sich, wenn Wasser in Melasse und Honig eindringt. Infolgedessen kommt es zu Gärung und Säuerung. Um die Gärung zu stoppen, wird empfohlen, Melasse und Honig auf 75-85°C zu erhitzen.

Milch und Milchprodukte. Milch und Sahne sind ein günstiges Umfeld für die lebenswichtige Aktivität vieler Mikroorganismen. Bei unsachgemäßer Lagerung werden verschiedene Arten des mikrobiologischen Verderbs dieser Produkte beobachtet. Zu den Mikroorganismen, die Milchverderb verursachen, gehören Milchsäure, Fäulnis, Buttersäure, schleimbildende, pigmentbildende Bakterien, Hefen, Bakterien der Darmgruppe.

Milchsäurebakterien vergären Milchzucker zu Milchsäure. Überschüssige Milchsäure verursacht ein Sauerwerden der Milch; der Geschmack von Milch ist angenehm, sauer. Buttersäurebakterien verursachen Gärung in Milch, wodurch die Milch sauer wird und einen unangenehm ranzigen Geschmack und Geruch annimmt. Fäulnisbakterien, die sich in Milch entwickeln, verursachen Ranzigkeit und verschlechtern den Geschmack, der Geruch wird unangenehm, faulig. Schleimbildende Bakterien lassen die Milch kleben. Pigmentbildende Bakterien verursachen Milchfärbung (Rötung, Blau). Bakterien der Darmgruppe bringen die Milch unter CO2-Bildung zum Gerinnen.

Milch und Milchprodukte können eine Quelle von Lebensmittelvergiftungen werden, wenn Staphylococcus aureus aufgenommen wird. Milch wird beim Melken von Kühen mit Staphylokokken kontaminiert, insbesondere wenn die Kühe an Mastitis erkrankt sind. Bei der Reproduktion von Staphylokokken in Milch gibt es keine Anzeichen von Verderb. Um den Verderb der Milch zu verhindern, wird sie 20 Stunden lang im Kühlschrank bei einer Temperatur von nicht mehr als 8 ° C gelagert oder pasteurisiert. Zur Langzeitlagerung wird aus Milch Dosenmilch zubereitet - das ist Kondensmilch ohne Zucker oder mit Zucker und Milchpulver.

Kondensmilch ohne Zucker kann mehrere Monate gelagert werden, wenn der Zubereitungsprozess richtig und unter geeigneten Bedingungen durchgeführt wird. Bei Verstoß gegen diese Anforderungen kommt es zum mikrobiologischen Verderb der Kondensmilch. Durch die lebenswichtige Aktivität säurebildender Bakterien gerinnt es, und mit der Entwicklung von Fäulnis- und Buttersäurebakterien schwellen Blechdosen unter der Einwirkung von Formiergasen an (Bombardierung).

In Kondensmilch mit Zucker wird die Konzentration an Trockenmasse erhöht. Zucker spielt die Rolle eines Konservierungsmittels und verhindert die Entwicklung von Mikroorganismen. Mikroorganismen gelangen aus dem Ausgangsmaterial - Milch und Zucker - in Kondensmilch. Gezuckerte Kondensmilch unterliegt während der Lagerung manchmal einem mikrobiologischen Verderb. Es kann schimmeln und sich durch die Entwicklung von Mikrokokken verdicken. Mikroskopisch kleine Pilze verursachen Verklumpungen, Hefebomben.

Hüttenkäse und Sauerrahm unterliegen aufgrund der lebenswichtigen Aktivität verschiedener Mikroorganismen einer mikrobiologischen Verschlechterung. Hefe verursacht also ihre Fermentation, Milchsäurebakterien - säuernde, fäulniserregende Bakterien - Schleim, bitterer Geschmack. Hüttenkäse und Sauerrahm müssen im Kühlschrank bei einer Temperatur von 2-4 ° C gelagert werden.

Fette und Öle. Butter und Margarine sind mit einer Vielzahl verschiedener Mikroorganismen belastet. Dies sind hauptsächlich Milchsäurebakterien: Es gibt fäulniserregende, sporenbildende und fluoreszierende Bakterien, hefeähnliche Pilze. Bei unsachgemäßer Lagerung verursachen sie verschiedene Arten von Ölverderb. Beispielsweise wird bei der Vermehrung von Milchsäurebakterien Säure beobachtet, Fäulnisbakterien geben einen bitteren Geschmack, sporenbildende Bakterien - einen fischigen Geschmack und Geruch, hefeartige Pilze verursachen Ranzigkeit, einen muffigen Geschmack und Geruch, mikroskopisch kleine Pilze - Schimmel . Öl, das mikrobiologischem Verderb ausgesetzt ist, darf nicht produziert werden. Lagern Sie das Öl im Kühlschrank bei einer Temperatur von minus 8-10°C.

Ghee hat einen Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 1%, Gemüse - 0,3%, so dass sie keiner mikrobiologischen Verschlechterung unterliegen. Bei der Langzeitlagerung von Pflanzenöl bildet sich jedoch ein Niederschlag, der ein guter Nährboden für eine Reihe von Mikroorganismen ist, deren Abfallprodukte die Qualität des Pflanzenöls verschlechtern.

Eier und Eiprodukte. In der Bäckereiindustrie und bei der Herstellung von Mehlsüßwaren werden Hühnereier (seltener Gans und Ente), Melange, Eipulver verwendet. Eier sind ein guter Nährboden für die Entwicklung von Mikroorganismen, da sie eine hohe Luftfeuchtigkeit (73%) haben und viele Proteine, Fette und andere Substanzen enthalten. Im Inneren sind die Eier bedingt steril und Mikroorganismen können nur dann in sie eindringen, wenn Schale und Schale beschädigt sind. Eierschalen werden am häufigsten während des Sammelns, der Lagerung und des Transports ausgesät. Eine Infektion kann auch während der Bildung eines Eies im Körper eines Vogels auftreten, wenn es krank ist, in diesem Fall können Salmonellen, Staphylokokken in den Eiern gefunden werden.

Fäulnisbakterien, mikroskopisch kleine Pilze, Bakterien der Darmgruppe usw. Befinden sich Mikroorganismen auf der Oberfläche der Schale, entwickelt sich die Mikroflora unter den Lagerbedingungen nicht. Mit zunehmender Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit werden Mikroorganismen aktiver, dringen in die Eier ein, vermehren sich und verursachen Fäulnis. Die resultierenden Produkte verleihen dem Ei einen abgestandenen oder fauligen Geruch. Enten- und Gänseeier können mit Salmonellen kontaminiert sein, da diese Mikroorganismen im Darm von Wasservögeln reichlich vorhanden sind. Enten- und Gänseeier sind die Ursache für Lebensmittelvergiftungen, daher werden sie sorgfältig desinfiziert. Sie werden nur für Produkte verwendet, deren Herstellung eine langfristige Verarbeitung bei hohen Temperaturen beinhaltet. Es ist verboten, diese Eier für die Zubereitung von Sahne und Schlagsüßwaren zu verwenden.

Melange - eine gefrorene Mischung aus Eiweiß, Eigelb. Vor dem Gebrauch wird es aufgetaut und nicht länger als 4 Stunden gelagert, da sich sonst schnell Mikroorganismen darin vermehren, was zu einer Schädigung der Melange führt.

Eipulver ist der Inhalt eines auf einen Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 9 % getrockneten Eies. Die Lagerung in einem verschlossenen Behälter schließt mikrobiologischen Verderb aus, aber bei hoher Luftfeuchtigkeit schimmelt oder verrottet das Eipulver.

Kaffee, Kakao, Nüsse. Diese Produkte sind ein guter Nährboden für die Entwicklung von Mikroorganismen. Bei längerer Lagerung bei hoher Luftfeuchtigkeit wird deren Formung beobachtet. Zum Schutz vor mikrobiologischem Verderb werden diese Produkte in trockenen, gut belüfteten Räumen gelagert.

Früchte und Beeren. Frisches Obst und Beeren enthalten viel Feuchtigkeit, Zucker, Vitamine und andere Substanzen, was die Umgebung für die Entwicklung vieler Mikroorganismen - mikroskopisch kleiner Pilze, Hefen und Bakterien - günstig macht.

Um mikrobiologischen Verderb zu vermeiden, sollten Früchte und Beeren nicht länger als 2 Tage bei einer Temperatur von 0-2°C im Kühlschrank gelagert werden. Zur Langzeitlagerung werden Früchte und Beeren durch Einfrieren, Trocknen und auch durch Zubereitung von Halbfabrikaten (Kartoffelpüree, Marmelade, Marmelade, Podvarok, Marmelade) konserviert.

Früchte und Beeren werden bei einer Temperatur von minus 10-20°C eingefroren, während die Anzahl der Mikroorganismen spürbar reduziert wird. Die Absterberate hängt von ihrer Art und dem Grad der Verunreinigung des Rohmaterials ab. Besonders kältebeständig sind die Sporen der Bakterien Clostridium botulinum (Clostridium botulinum), Escherichia coli und Salmonellen. Nach dem Auftauen beginnen sich auf den Früchten wieder Mikroorganismen zu entwickeln - mikroskopisch kleine Pilze und Hefen. Das Trocknen ist eine Methode zur Konservierung von Früchten und Beeren, bei der Feuchtigkeit aus dem Produkt freigesetzt wird. Dadurch werden Bedingungen geschaffen, unter denen die lebenswichtige Aktivität verschiedener Mikroorganismen unterdrückt wird. Aber nicht alle Mikroorganismen sterben beim Trocknen ab. Die Lebensfähigkeit von Bakteriensporen, mikroskopisch kleinen Pilzen, Hefen sowie pathogenen Mikroben der Darmgruppe bleibt lange erhalten. Getrocknete Früchte und Beeren werden bei einer Temperatur von 10°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65% gelagert. Die Nichtbeachtung der Lagerbedingungen, insbesondere eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit und Befeuchtung von getrockneten Früchten und Beeren, führt zu deren mikrobiologischem Verfall.

Frucht- und Beerenhalbfabrikate werden unter Zugabe von Zucker beim Kochen hergestellt, damit sie lagerstabil sind. Sie können jedoch Mikroorganismen enthalten, die den Verderb verursachen. Schädliche Mikroorganismen stammen aus Rohstoffen oder unter Verletzung der Zubereitungsregeln. In Frucht- und Beerenhalbfabrikaten kann sich Hefe vermehren und eine alkoholische Gärung verursachen; mikroskopisch kleine Pilze, die Lebensmitteln einen unangenehmen Geschmack und Geruch verleihen; Milchsäure- und Essigsäurebakterien, unter deren Einfluss das Produkt sauer wird. Als Konservierungsmittel und Antiseptikum wird Fruchtpürees und Konfitüren Schwefel- oder Sorbinsäure zugesetzt.

2. Mikrobiologie von Back- und Mehlkonditoreiprodukten

Verderb von Mikroflora-Bäckereimehl

Die Technologie von Brot- und Mehlsüßwaren aus Hefeteig (Cracker, Muffins, Rumfrau, Konditorblätterteig, orientalische Süßigkeiten und andere Mehlprodukte) basiert auf den Prozessen der alkoholischen und Milchsäuregärung, deren Erreger auch Milchsäure sind Bakterien.

Merkmale der Technologie von Bäckerei- und Mehlkonditoreiprodukten.

Die Hauptphasen des technologischen Prozesses der Brotherstellung sind wie folgt: Vorbereitung der Rohstoffe, Kneten und Gären des Teigs, Backen der fertigen Produkte.

Bei der Herstellung von Mehlkonfekt wird ausschließlich Weizenmehl verwendet. Brot wird aus Weizen-, Roggenmehl und auch aus deren Mischung hergestellt. Die Technologien zur Teigzubereitung aus Roggen- und Weizenmehl sind unterschiedlich, da an diesen Prozessen verschiedene Mikroorganismen beteiligt sind.

Dampfzubereitung. Für die Zubereitung von Weizenteig werden zwei Methoden verwendet - gepaart und ungepaart. Das Ziel bei der Herstellung eines Sauerteigs ist es, die größte Menge an Hefe mit der höchsten Aktivität zu produzieren. Dies wird erreicht, wenn die Bildungsrate von CO2-Gasen zu sinken beginnt, d.h. Wenn sich die Hefe an die Mehlumgebung gewöhnt und von der Atmung auf die Gärung umschaltet, nimmt im Verlauf der letzteren das Volumen des Teigs zu. In den ersten 1 - 1,5 Stunden der Fermentation vermehren sich die Hefezellen nicht, aber ihre Größe nimmt zu. Sie passen sich neuen Umweltbedingungen an, d.h. eine Phase der Wachstumsverzögerung durchmachen. Dann wird der Gärprozess aktiviert und die Hefe beginnt kräftig zu knospen, d.h. ihr schnelles Wachstum tritt auf; sie dauert 4 - 4,5 Stunden und zeichnet sich durch höchste Gasbildungsrate aus. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Teig auf dem fertigen Teig geknetet wird, ist die Dauer seiner Fermentation minimal, da alle Hefefermentationsenzyme während der Fermentation des Teigs hochaktiv werden.

Kneten und Fermentieren von Teig. Den Teig auf dem fermentierten Teig kneten. Er fermentiert 1 - 1,5 Stunden bei einer Temperatur von 30 - 31°C. Bei der Fermentation von Halbfabrikaten kommt es zu einer alkoholischen und milchsauren Gärung, die zu ihrer Lockerung und Reifung führt und eine Veränderung der Zusammensetzung von Proteinen und Stärke bewirkt.

Im Test passen sich Mikroorganismen wieder an die neue Zusammensetzung des Mediums an, dies führt zu einer Verzögerung des Zellwachstums, dann beginnen sie sich schnell zu vermehren, d.h. in eine Phase schnellen Wachstums eintreten. Milchsäurebakterien sind von allen Mehlmikroorganismen am besten an die Entwicklung im Teig angepasst. Bei der Vermehrung bilden sie Milchsäure, die sich negativ auf andere Mikroorganismen auswirkt und so Bedingungen für die Entwicklung von überwiegend Milchsäurebakterien schafft. Zuerst sterben Mikroorganismen, die in einer alkalischen Umgebung leben, zum Beispiel Fäulnisbakterien, dann Mikroorganismen, die sich in einer neutralen Umgebung entwickeln - Bakterien der Darmgruppe. Bei einer weiteren Erhöhung des Säuregehalts sterben bereits säureliebende Bakterien ab - Essigsäure, Buttersäure und andere. Mehl enthält Mikroorganismen, die sich auch bei hohem Säuregehalt der Umgebung entwickeln können, aber sie benötigen Sauerstoff, d.h. Luftzugang. Die Ausnahme ist die Hefe der Art Saccharomyces cerevisiae (Saccharomyces cerevisiae), die sowohl in sauerstoff- als auch in sauerstofffreien Umgebungen leben kann, und da der Teig eine sauerstofffreie Umgebung ist, vermehren sich nur diese Hefen darin. Daher sind die Hefe Saccharomyces cerevisiae und Milchsäurebakterien an der Bildung von Weizenteig beteiligt.

Mikrobiologische Prozesse im Test. Im Test wird eine Symbiose von Hefe und Milchsäurebakterien beobachtet. Milchsäurebakterien vergären Zucker unter Bildung von Milchsäure, die durch Ansäuerung der Umgebung günstige Bedingungen für die Entwicklung von Hefen schafft. Hefe im Lebensprozess reichert die Umwelt mit stickstoffhaltigen Substanzen und Vitaminen an, die für Bakterien notwendig sind. Milchsäure hemmt die Vitalaktivität anderer Mikroorganismen (Fäulnisbakterien, Darmbakterien, Essigsäure, Buttersäure usw.), Produkte, deren Vitalaktivität für Hefe giftig ist.

Bei der alkoholischen Gärung von Teigen aus Weizen- und Roggenmehl sind mit Saccharomyceten verwandte Hefen (Saccharomyces cerevisiae und S. minor) beteiligt. Die alkoholische Gärung im Teig erfolgt unter anaeroben Bedingungen oder unter eingeschränktem Zugang zu Luftsauerstoff. In Gegenwart von Sauerstoff gewinnen Hefen durch Atmungsvorgänge Energie, d.h. verhalten sich wie Aerobier. Die optimale Temperatur für die Entwicklung von Bäckerhefe liegt bei etwa 30°C. Hefe verträgt den Säuregehalt der Umgebung bis zu einem pH-Wert von 10 - 12 gut. Eine negative Beeinflussung der Vitalaktivität der Hefe wird durch die übermäßige Zugabe von Zucker und Salz angezeigt. Milchsäurebakterien vergären den Milchzucker Laktose – unter Bildung von Milchsäure und einer Reihe von Nebenprodukten. Je nach Art der verursachten Fermentation werden Milchsäurebakterien in homofermentative und heterofermentative unterteilt. Zu den homofermentativen Bakterien gehören mesophile Milchsäurebakterien Lactobacillus plantarum (Lactobacillus plantarum) und Delbrucks thermophiler Bazillus (L. delbrueckii), die während der Fermentation nur Milchsäure bilden. Zu den heterofermentativen gehören Lactobacillus brevis (Lactobacillus brevis) und Lactobacillus fermentum (Lactobacillus fermentum), die zusammen mit Milch, Essigsäure, Alkohol, Kohlendioxid, Wasserstoff und anderen Produkten entstehen.

Milchsäure bestimmt den Säuregehalt des Teigs und fördert dadurch die Hefebildung, verzögert die Vermehrung schädlicher Bakterien in diesem Prozess und ist ein Merkmal für die Vollständigkeit des Prozesses, da der endgültige Säuregehalt des Teigs zur Beurteilung seiner Reife verwendet wird. Milch-, Essig-, Ameisensäure und andere Stoffe, die bei der Milchsäuregärung entstehen, verbessern den Geschmack und das Aroma des Brotes.

Milchsäurebakterien benötigen Kohlenhydrate, Aminosäuren, Vitamine und andere Wachstumsfaktoren. Sie sind in leicht sauren Umgebungen aktiv und beständig gegen die Anwesenheit von Alkohol. Die Entwicklung von Milchsäurebakterien wird durch eine hohe Konzentration an Zucker, Salz und die Anreicherung von Milch- und Essigsäure begünstigt.

Die hauptsächlich Milchsäure synthetisierenden Mikroorganismen im Teig sind mesophile Bakterien, die ein Temperaturoptimum der Entwicklung von etwa 35°C haben. Thermophile Milchsäurebakterien wie Delbrück-Bakterien haben ein Temperaturoptimum von 48 - 54°C. Mit zunehmender Temperatur des Teigs oder Teigs beschleunigt sich der Anstieg des Säuregehalts in ihnen.

Das Vorhandensein von Wildhefen und mikroskopisch kleinen Pilzen im Teig ist unerwünscht, da Wildhefen den Auftrieb der Presshefe beeinträchtigen und mikroskopisch kleine Pilze erhebliche biochemische Veränderungen verursachen. Sie sind jedoch aerob und entwickeln sich nur mit Luftzutritt, sodass das Haupthindernis für die Entwicklung von Wildhefen und mikroskopisch kleinen Pilzen der Luftmangel im Teig ist.

3. Mikroorganismen, die beim Backen in Produkten verbleiben

Während des Backvorgangs verändert sich die Vitalaktivität der Fermentationsmikroflora des Teigs. Beim Erhitzen des Teiglings sterben nach und nach Hefe- und Milchsäurebakterien ab. Beim Backen in der Krume verdunstet Feuchtigkeit, sodass die Temperatur in der Krumenmitte 96 - 98 °C nicht überschreitet. Einige resistente Sporen mikroskopisch kleiner Pilze sowie Sporen von Heubazillen sterben nicht ab.

Nach dem Backen ist die Brotkruste oder ein gebackenes Halbfertigprodukt praktisch steril, aber während der Lagerung, des Transports und des Verkaufs im Vertriebsnetz kann es zu einer Kontamination der Produkte mit Mikroorganismen, einschließlich pathogener, kommen. Infektionsquellen können kontaminiertes Inventar (Tabletts, Trolleys etc.), Hände von Arbeitern, d.h. Die häufigste Ursache ist schlechte Hygiene. Dadurch sind Brot-, Back- und Mehlkonditoreiprodukte mikrobiologischem Verderb ausgesetzt.

4. Arten des mikrobiellen Verderbs von Back- und Mehlkonditoreiprodukten

Eine anhaltende Brotkrankheit. Die Erreger der viskosen Krankheit sind sporenbildende Bakterien - Heubazillen (Bacillus subtilis). Dies sind kleine bewegliche Stöcke mit leicht abgerundeten Enden, die einzeln oder in Ketten angeordnet sind. Die Länge des Heustocks beträgt 1,5 - 3,5 Mikrometer, die Dicke 0,6 - 0,7. Es bildet Sporen, die das Kochen und Trocknen leicht vertragen und erst bei einer Temperatur von 130 ° C sofort absterben. Während des Backens sterben die Sporen der Heustange nicht ab, aber wenn die Produkte längere Zeit gekühlt werden, keimen sie und verursachen Schäden.

Eine anhaltende Krankheit von Brot- und Mehlsüßwaren (z. B. Keksen) entwickelt sich in vier Stadien. Zunächst bilden sich einzelne dünne Fäden und es entwickelt sich ein leichter Fremdgeruch. Dann verstärkt sich der Geruch, die Anzahl der Fäden nimmt zu. Dies ist ein schwacher Grad der Schädigung von Brot durch eine viskose Krankheit. Außerdem wird - bei einem durchschnittlichen Krankheitsgrad - die Krume klebrig und bei einer starken - dunkel und klebrig, mit einem unangenehmen Geruch.

Um eine viskose Krankheit zu verhindern, ist es notwendig, eine schnelle Kühlung der fertigen Produkte sicherzustellen, d.h. Reduzieren Sie die Temperatur im Lagerraum und erhöhen Sie die Belüftung darin.

Maßnahmen zur Bekämpfung einer viskosen Krankheit beschränken sich auf die Schaffung von Bedingungen, die die Entwicklung von Heubakteriensporen in Fertigprodukten verhindern, und auf die Zerstörung von Sporen dieser Bakterien durch Desinfektion. Verfahren zur Unterdrückung der Vitalaktivität von Heubazillen in Brot basieren auf ihren biologischen Eigenschaften, hauptsächlich auf der Empfindlichkeit gegenüber Änderungen des Säuregehalts der Umgebung. Um den Säuregehalt zu erhöhen, wird der Teig auf Sauerteig, Flüssighefe, Teil eines reifen Teigs oder Sauerteig zubereitet und es werden kondensierte Molke, Essigsäure und Essigglycerin in solchen Mengen hinzugefügt, dass der Säuregehalt des Brotes 1 Grad höher als normal ist.

Brot, das von einer viskosen Krankheit betroffen ist, darf nicht zu Zwiebackmehl verarbeitet und im technologischen Prozess verwendet werden. Brot, das von einer viskosen Krankheit betroffen ist, wird nicht gegessen, wenn die Infektion schwach ist, wird es zum Trocknen von Keksen für Tiere verwendet. Wenn Brot nicht für Futter und technische Zwecke verwendet werden kann, wird es verbrannt. Die Vernichtung von Heubakteriensporen wird durch Desinfektion von Geräten und Räumlichkeiten erreicht.

Lager- und Industrieräume werden einer mechanischen Reinigung unterzogen und anschließend mit einer 3% igen Bleichlösung desinfiziert, Wände und Böden werden mit einer 1% igen Lösung gewaschen. Metall-, Holz- und Stoffoberflächen von Geräten werden mit einer 1%igen Essigsäurelösung behandelt.

Schimmel. Das Schimmeln von Brot- und Mehlsüßwaren tritt auf, wenn sie unter Bedingungen gelagert werden, die für die Entwicklung mikroskopischer Pilze günstig sind.

Die im Mehl vorhandenen Sporen werden beim Backen von Brot und Backwaren vollständig abgetötet, können aber nach dem Backen, beim Kühlen, Transportieren und Lagern aus der Umgebung gelangen. Schimmel wird durch Pilze der Gattungen Aspergillus, Mucor, Penicillium usw. verursacht.

Pilze bilden auf der Oberfläche von Backwaren flauschige Überfälle von weißen, grauen, grünen, bläulichen, gelben und schwarzen Farben. Unter dem Mikroskop ist diese Plaque ein langer verschlungener Faden - Myzel.

Wenn jedes Sporangium reift, werden etwa hundert Sporen gebildet, aus jeder Spore wächst ein neues Myzel, sodass sich Pilze auf Nahrung sehr schnell vermehren. Günstige Bedingungen für die Entwicklung mikroskopisch kleiner Pilze sind eine Temperatur von 25 - 35 °C, eine relative Luftfeuchtigkeit von 70 - 80 % und ein pH-Wert von 4,5 bis 5,5.

Mikroskopisch kleine Pilze infizieren die Oberfläche von Endprodukten. Es gibt einen unangenehmen Geruch. Verschimmeltes Brot kann Giftstoffe – Mykotoxine – sowohl in den äußeren Brotschichten als auch in der Krume enthalten. Von den Mykotoxinen in solchem ​​Brot wurden Aflatoxine gefunden, die nicht nur giftig, sondern auch krebserregend für den Menschen sind, und Patumen, das nicht weniger giftig ist als Aflatoxine. Daher ist Brot, das von mikroskopisch kleinen Pilzen befallen ist, für Lebensmittel ungeeignet.

Verweise

1. Überblick über den russischen Markt für Brot und Backwaren [elektronische Ressource] / System internationaler Marketingzentren - Zugangsmodus: http://www.marketcenter.ru/

2. W. Fedjukin. Zur staatlichen Industriepolitik im Backgewerbe [Text]: Industriezeitschrift: Bakery of Russia / Ed. Lebensmittelindustrie - Nr. 8, 2008 - M. 2008 - S. 4-5.

3. Molodykh V. Der Russische Bäckerverband im Dienste der heimischen Bäckerei [Text]: Industriezeitschrift: Bakery of Russia / Ed. Lebensmittelindustrie - Nr. 3,2008 - M. 2008 - p. 6-7.

4. Auerman L. Ya. Technologie der Backwarenherstellung [Text]: Lehrbuch. - 9. Aufl., überarbeitet und ergänzt. / Unter der Summe. Ed. LI Puschkowa. - St. Petersburg: Beruf, 2002 - 416s.

5. Rezeptsammlung für Brot und Backwaren / Comp. Erschow P.S. - St. Petersburg.

6. Puchkova L.I., Polandova R.D., Matveeva I.V. Technologie von Brot, Süßwaren und Teigwaren. Teil 1. Technologie des Brotes. - St. Petersburg: GIORD, 2005 - 559s.

7. Sammlung technologischer Anleitungen zur Herstellung von Brot und Backwaren [Text] / Hrsg. Ed. A.S, Kalmykova Ministerium für Getreideprodukte der UdSSR: NPO "KhLEBPROM" - M:. Preisliste, 1989 - 493s.

8. Zvereva L. F. Technologie und technochemische Kontrolle der Bäckereiproduktion [Text] / Zvereva L.F., Nemtsova Z.S., Volkova N.P., - 3. Aufl. - M. Lekgaya und Lebensmittelindustrie, 1983 - 416s.

9. GOST 27844-88 "Backwaren. Spezifikationen"

10. Shebershneva N.N., Khabibullina I.S. Laborworkshop zum Fachgebiet "Warenkunde und Untersuchung von Getreidemehlprodukten" [Text] / Shebershneva N.N., Khabibullina I.S. - M.: MGUPP Publishing Complex, 2008. - 160p.

11. GOST 10354-82 Polyethylenfolie. Technische Bedingungen

12. GOST 25951-83 Schrumpffolie aus Polyethylen. Technische Bedingungen

13. GOST 5667-65 Brot und Backwaren. Annahmeregeln, Probenahmeverfahren, Verfahren zur Bestimmung der organoleptischen Indikatoren und der Produktmasse

14. GOST 5670-96 Backwaren. Methoden zur Bestimmung des Säuregehalts

15. GOST 5669 - 96 "Backwaren. Methode zur Bestimmung der Porosität".

16. GOST 21094 - 75 "Brot und Backwaren. Methode zur Feuchtigkeitsbestimmung".

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Liste der Testaufgaben. Richtige Antworten sind mit "*" gekennzeichnet

1) Zu den Mikroorganismen ohne Zellstruktur gehören:

1. Bakterien

*2. Viren

4. Protozoen

2) Ich habe zum ersten Mal Bakterien gesehen:

*eines. EIN V. Leeuwenhoek

2. L. Pasteur

3. I. I. Mechanikov

3) Bakterien, die sich von vorgefertigten organischen Verbindungen ernähren:

1. Autotrophe

*2. Heterotrophe

4. Fresszellen

4) Bakterien, die Kohlendioxid und andere organische Verbindungen zum Aufbau ihrer Zellen verwenden:

1. Heterotrophe

3. Fresszellen

*vier. Autotrophe

5) Nitrifizierende Bakterien sind:

1. Oligotrophe

2. Fresszellen

*3. Autotrophe

4. Heterotrophe

6) Der Hauptregulator für den Eintritt organischer Substanzen in die Zelle ist:

*eines. zytoplasmatische Membran

3. Chloroplasten

4. Plasmide

7 - Test) Mikroorganismen, die sich im Laufe der Evolution an niedrige Temperaturen angepasst haben:

1. Mesophile

*2. Psychrophile

3. Thermophile

8) Unter Laborbedingungen auf künstlichen Nährmedien gezüchtete Mikroorganismen derselben Art oder Unterart:

*eines. pure Kultur

2. Mischkultur

9) Bodenmikroorganismen, die in der Lage sind, die benötigte Energie aus der Oxidation mineralischer Verbindungen zu gewinnen:

1. Oligotrophe

3. autochthon

*vier. Autotrophe

10) Die Behandlung eines Ausstrichs mit Chromsäure, Peels Karbolfuchsin und Färbung mit Methylenblau ist typisch für:

1. Schaeffer-Fulton-Verfahren

*2. Moellers Methode

3. Die Methode von Muromzew

4. Romanovsky-Giemsa-Methode

11) Die Behandlung eines Ausstrichs mit einer Lösung von Malachitgrün und zusätzliche Färbung mit einer wässrigen Lösung von Safranin ist typisch für:

1. Moellers Methode

2. Die Methode von Muromzew

3. Romanovsky-Giemsa-Methode

*vier. Schaeffer-Fulton-Verfahren

12) Bakterien, die an einem oder beiden Enden des Körpers ein Flagellenbündel haben, heißen:

1. Monotrichami

2. Peritricous

*3. lophotrichami

4. amphitrich

13) Bakteriencluster, die wie Weintrauben aussehen, heißen:

*eines. Staphylokokken

2. sarcinami

3. Streptokokken

4. Diplokokken

14) Wasser in einer mikrobiellen Zelle ist in Prozent:

15) Eine frische Fäkalienkontamination des Bodens wird nachgewiesen durch den Nachweis von:

1. Staphylokokken

2. Salmonellen

3. Wurmeier

*vier. Enterokokken

16) Bei Verunreinigung mit organischen Stoffen finden sich Mikroorganismen im Boden:

1. Enterokokken

*2. Familien von Darmbakterien

3. Paratyphus A und B

4. Salmonellen

17) Schimmelpilz mit weißem Myzel mit Trennwänden:

1. Schokoladenform

2. Rebschimmel

3. Kopfform

*vier. Milchschimmel

18) Bei Arbeitsende sind die Vorderteile von Gas- und Atemschutzmasken gründlich zu waschen:

1. 0,1 % Kaliumpermanganatlösung

2. 5%ige Sodalösung

*3. 2% Sodalösung

4. 0,5 % Seifenlösung

20) Zu den chemischen Desinfektionsmitteln gehören:

1. thermophile Mikroben

*2. Phenole und Kreone

4. Ultraschall

21) Für saubere Erde sollte der Coli-Titer von Escherichia coli sein:

2. nicht mehr als 10 mg

*3. nicht mehr als 1g

22) Um die Anzahl der lebenden Bakterien in Nitragin zu bestimmen, wird eine tiefe Aussaat durchgeführt:

1. auf Mannit-Agar-Agar

*2. auf Bohnen-Agagar

3. auf Hefe-Agar-Agar

4. auf Fleisch-Pepton-Agar-Agar

24) Zur Schimmelbekämpfung verwenden:

1. xylonaft-5

2. Formalin

*vier. Natriumoxydiphenolat

25) Peritricous sind Bakterien:

1. mit polaren Flagellenbündeln

*2. mit Geißeln auf der ganzen Zelloberfläche

3. keine Geißeln haben

4. mit zwei polaren Geißeln

26) Das Beleuchtungssystem eines biologischen Mikroskops umfasst nicht:

1. Kondensator

2. Zwerchfell

*3. Okular

4. Spiegel

27. Test.) Zu den direkten hygienischen und biologischen Indikatoren für die Seuchengefahr des Bodens gehören:

1. Nachweis von Wurmeiern und deren Larven

2. Nachweis von Salmonellen und Paratyphusbakterien A und B

3. Nachweis von Staphylokokken und Streptokokken

*vier. Nachweis pathogener Enterobakterien und Enteroviren

28) Aktinomyceten sind:

2. stäbchenförmige Bakterien

*3. verzweigende Bakterien

4. Protozoen

30) Um die Morphologie von Schimmelpilzen zu untersuchen, werden Präparate hergestellt:

1. Schaeffer-Fulton-Verfahren

2. Möllers Methode

3. hängende Tropfenmethode

*vier. Crushed-Drop-Methode

31) Die Lagerung von Pestiziden sollte in speziell ausgestatteten Lagern in einiger Entfernung von der Siedlung erfolgen:

1. nicht weniger als 50 m

2. nicht weniger als 100 m

*3. mindestens 200 m

4. nicht weniger als 500 m

32) Antibiogramm ist:

*eines. Bestimmung der Empfindlichkeit von Mikroben gegenüber Antibiotika

2. Bestimmung der Empfindlichkeit von Antibiotika gegenüber Mikroben

3. Bestimmung der Empfindlichkeit von Tieren gegenüber Antibiotika

4. Bestimmung der Pflanzenempfindlichkeit gegenüber Antibiotika

33) Ein Desinfektionsmittel ist bakteriostatisch, wenn es:

*eines. hemmt unter bestimmten Bedingungen das Wachstum von Mikroorganismen, führt aber nicht zu deren Absterben

2. in der Lage, die mikrobielle Zelle zu töten

3. verursacht biochemische Veränderungen in der mikrobiellen Zelle

4. verursacht morphologische Veränderungen in der mikrobiellen Zelle

34) Zu den Hauptgruppen von Mikroorganismen gehören nicht:

1. Bakterien

2. Actinomyceten

3. Mykoplasmen

*vier. Bazillen

35) Die entfernte Wurzelmikroflora von Pflanzen befindet sich:

1. in einem Radius von 6-10 cm von den Wurzeln entfernt

2. in einem Umkreis von 2-3 m um die Wurzeln

*3. in einem Radius von 50 cm von den Wurzeln entfernt

4. in einem Umkreis von 1 m um die Wurzeln

36) Die Endprodukte der Zersetzung organischer Substanzen durch anaerobe Mikroorganismen sind:

1. Kohlendioxid und Wasser

2. Milchsäure und Alkohol

3. Faser und Lignin

*vier. Säuren und Alkohole

37) Bei der Arbeit mit Insektiziden müssen Atemschutzgeräte verwendet werden:

1. "Blütenblatt-200", U-2K

2. "Astra-2"

*3. RSU-22, RPG-67

4. ROC-22, F-57

Test Nr. 38) Zur Bodendesinfektion in Gewächshausbetrieben verwenden sie:

*eines. Thiozon

3. Metaphon

4. Methylbromid

39) Thermophile sind Bakterien, die sich bei einer Temperatur entwickeln:

1. 30-40 Grad

2. 0-10 Grad

*3. 50-70 Grad

4. 70-80 Grad

40) Mikroorganismen, die eine Zwischenstellung zwischen Schimmelpilzen und Bakterien einnehmen:

2. Schimmel

3. Mykoplasmen

*vier. Actinomyceten

41) Das Maßnahmensystem zur Vernichtung pathogener oder bedingt pathogener Mikroorganismen in der äußeren Umgebung oder am Körper eines Tieres:

*eines. Desinfektion

2. Schädlingsbekämpfung

3. Deratisierung

4. Quarzung

42) Bakterien, die bei der Teilung von Kokken eine Kette bilden:

1. Mikrokokken

*2. Streptokokken

3. Diplokokken

4. Sarcine

43) Oligotrophe Bodenmikroorganismen sind:

*eines. Mikroorganismen, die in der Lage sind, organische Verbindungen aus niedrig konzentrierten Lösungen zu assimilieren

2. Mikroorganismen, die in der Lage sind, die benötigte Energie aus der Oxidation mineralischer Verbindungen zu gewinnen

3. Mikroorganismen, die organische Verbindungen pflanzlichen und tierischen Ursprungs abbauen

4. Mikroorganismen, die zum Abbau von Bodenhumusverbindungen befähigt sind

44) Bakterien nach Art der Atmung werden unterteilt in:

1. Oligotrophe und Saprophyten

2. Anaerophobe und Anaerophagen

3. Aerophobe und Anaerophobe

*vier. Aerobier und Anaerobier

45) Der Index der hygienisch-indikativen Mikroorganismen BGKP (Coliforme) und Enterokokken in Höhe von:

1. bis zu 10 Zellen pro 1 g Erde

*2. 10 oder mehr Zellen pro 1 g Erde

3. bis zu 100 Zellen pro 1 g Erde

4. 10 oder mehr Zellen pro 10 g Erde

46) Physikalische Desinfektionsmittel umfassen:

1. Schwermetallsalze

2. thermophile Mikroben

*3. Gammastrahlen und Ultraschall

4. pathogene Pilze

47) Eine Methode, mit der Sie die Mindestkonzentration eines Antibiotikums bestimmen können, die das Wachstum der untersuchten Bakterienkultur hemmt:

1. Agardiffusionsmethode

2. Antriebsmethode

*3. serielle Verdünnungsmethode

4. Antibiogramm

49) Gewickelte Bakterien mit dünnen zahlreichen Locken:

1. Vibrionen

2. Spiilla

*3. Spirochäten

4. Streptokokken

50) Eines der ersten 1610 erfundenen Mikroskope:

1. A.-V. Leeuwenhoek

2. L. Pasteur

*vier. G. Galilei

51) Mikroorganismen, die organische Verbindungen pflanzlichen und tierischen Ursprungs abbauen, sind:

2. Oligotrophe

4. Anaerobier

53) Beim Färben des Präparats nach der Muromtsev-Methode wird die Mikrobenzelle gefärbt:

1. in blauer Farbe

2. in blassrosa Farbe

3. lila

*vier. in dunkelblau

54) Mikroorganismen, die sich auf der Oberfläche von Pflanzen entwickeln, heißen:

1. Bakteriophagen

2. Oligotrophe

*3. Epiphyten

4. Actonomyceten

56) Mikroben, die Pflanzen infizieren und unterdrücken, sind:

1. Aktivatoren

*2. Inhibitoren

3. Fresszellen

57 Test.) Zur quantitativen Erfassung von Bodenmikroorganismen verwenden:

1. Anwendungsmethode

2. Beschriftungsmethode

*3. Nährplattenmethode kombiniert mit der Reihenverdünnungsmethode

4. Wurzelwaschmethode

Mikrobiologie ist eine Wissenschaft, deren Gegenstand mikroskopisch kleine Lebewesen sind, die als Mikroorganismen bezeichnet werden, ihre biologischen Eigenschaften, Systematik, Ökologie und Beziehungen zu anderen Organismen.

Mikroorganismen sind die älteste Form der Lebensorganisation auf der Erde. Sie stellen den mengenmäßig bedeutendsten und vielfältigsten Teil der Organismen der Biosphäre dar.

Zu den Mikroorganismen gehören:

1) Bakterien;

2) Viren;

4) Protozoen;

5) Mikroalgen.

Ein gemeinsames Merkmal von Mikroorganismen sind mikroskopische Abmessungen; sie unterscheiden sich in Struktur, Herkunft, Physiologie.

Bakterien sind einzellige Mikroorganismen pflanzlichen Ursprungs, ohne Chlorophyll und ohne Zellkern.

Pilze sind ein- und mehrzellige Mikroorganismen pflanzlichen Ursprungs, ohne Chlorophyll, aber mit Merkmalen einer tierischen Zelle, Eukaryoten.

Viren sind einzigartige Mikroorganismen, die keine zelluläre strukturelle Organisation haben.

Die Hauptabteilungen der Mikrobiologie: allgemein, technisch, landwirtschaftlich, veterinärmedizinisch, medizinisch, sanitär.

Die allgemeine Mikrobiologie untersucht die allgemeinsten Muster, die jeder Gruppe der aufgeführten Mikroorganismen innewohnen: Struktur, Stoffwechsel, Genetik, Ökologie usw.

Die Hauptaufgabe der technischen Mikrobiologie ist die Entwicklung der Biotechnologie zur Synthese biologisch aktiver Substanzen durch Mikroorganismen: Proteine, Enzyme, Vitamine, Alkohole, organische Substanzen, Antibiotika usw.

Die Agrarmikrobiologie befasst sich mit der Erforschung von Mikroorganismen, die am Stoffkreislauf beteiligt sind, zur Herstellung von Düngemitteln verwendet werden, Pflanzenkrankheiten hervorrufen usw.

Die Veterinärmikrobiologie untersucht die Erreger von Tierkrankheiten, entwickelt Methoden für ihre biologische Diagnose, spezifische Prophylaxe und ätiotrope Behandlung, die auf die Zerstörung pathogener Mikroben im Körper eines kranken Tieres abzielen.

Studiengegenstand der Medizinischen Mikrobiologie sind pathogene (pathogene) und opportunistische Mikroorganismen für den Menschen sowie die Entwicklung von Methoden zur mikrobiologischen Diagnostik, gezielten Prävention und ätiotropen Behandlung von durch sie verursachten Infektionskrankheiten.

Ein Zweig der medizinischen Mikrobiologie ist die Immunologie, die sich mit den spezifischen Schutzmechanismen menschlicher und tierischer Organismen vor Krankheitserregern beschäftigt.

Gegenstand des Studiums der Sanitärmikrobiologie ist der sanitäre und mikrobiologische Zustand von Umweltobjekten und Lebensmittelprodukten, die Entwicklung von Hygienestandards.

Die wichtigste taxonomische Einheit der bakteriellen Taxonomie ist die Art.

Eine Art ist eine evolutionär etablierte Gruppe von Individuen mit einem einzigen Genotyp, der sich unter Standardbedingungen durch ähnliche morphologische, physiologische, biochemische und andere Merkmale manifestiert.

Die Art ist nicht die letzte Einheit der Taxonomie. Innerhalb der Arten werden Varianten von Mikroorganismen unterschieden, die sich in individuellen Merkmalen unterscheiden. Sie unterscheiden also:

1) Serovare (nach antigener Struktur);

2) Chemovare (je nach Empfindlichkeit gegenüber Chemikalien);

3) Fagovare (durch Empfindlichkeit gegenüber Phagen);

4) Fermenter;

5) Bacteriocinovare;

6) Bacteriocinogenovare.

Bacteriocine sind Substanzen, die von Bakterien produziert werden und eine schädliche Wirkung auf andere Bakterien haben. Je nach Art des produzierten Bacteriocins unterscheidet man Bakteriocinovare und je nach Empfindlichkeit Bakteriocinogenovare.

Für die Artbestimmung von Bakterien ist es notwendig, die folgenden Eigenschaften zu kennen:

1) morphologisch (Form und Struktur einer Bakterienzelle);

2) färbend (die Fähigkeit, mit verschiedenen Farbstoffen zu färben);

3) kulturell (Art des Wachstums auf einem Nährmedium);

4) biochemisch (die Fähigkeit, verschiedene Substrate zu nutzen);

5) Antigen.

Durch genetische Verwandtschaft verwandte Arten werden zu Gattungen zusammengefasst, Gattungen - zu Familien, Familien - zu Ordnungen. Die höheren taxonomischen Kategorien sind Klassen, Divisionen, Unterkönigreiche und Königreiche.

Nach der modernen Taxonomie gehören pathogene Mikroorganismen zum Königreich der Prokaryoten, pathogenen Protozoen und Pilze - zum Königreich der Eukaryoten werden Viren zu einem separaten Königreich zusammengefasst - Vira.

Alle Prokaryoten, die eine einzige Art von Zellorganisation haben, werden in einer Abteilung zusammengefasst - Bakterien. Einige ihrer Gruppen unterscheiden sich jedoch in strukturellen und physiologischen Merkmalen. Auf dieser Grundlage gibt es:

1) eigentlich Bakterien;

2) Actinomyceten;

3) Spirochäten;

4) Rickettsien;

5) Chlamydien;

6) Mykoplasmen.

Gegenwärtig werden mehrere taxonomische Systeme für die Taxonomie von Mikroorganismen verwendet.

1. Numerische Taxonomie. Erkennt die Gleichwertigkeit aller Zeichen. Um es zu verwenden, ist es notwendig, Informationen über viele Dutzend Funktionen zu haben. Die Artzugehörigkeit wird durch die Anzahl übereinstimmender Zeichen festgestellt.

2. Seroaxonomie. Es untersucht bakterielle Antigene anhand von Reaktionen mit Immunseren. Am häufigsten in der medizinischen Bakteriologie verwendet. Der Nachteil ist, dass Bakterien nicht immer ein artspezifisches Antigen enthalten.

3. Chemotaxonomie. Physikalisch-chemische Methoden werden verwendet, um die Lipid- und Aminosäurezusammensetzung einer mikrobiellen Zelle und bestimmter ihrer Komponenten zu untersuchen.

4. Genetische Systematik. Basierend auf der Fähigkeit von Bakterien mit homologer DNA zur Transformation, Transduktion und Konjugation, auf der Analyse extrachromosomaler Vererbungsfaktoren - Plasmide, Transposons, Phagen.

Die Gesamtheit der grundlegenden biologischen Eigenschaften von Bakterien kann nur in einer Reinkultur bestimmt werden - das sind Bakterien der gleichen Art, die auf einem Nährmedium gezüchtet werden.

Für die Kultivierung von Bakterien werden Nährmedien verwendet, an die eine Reihe von Anforderungen gestellt werden.

1. Ernährung. Die Bakterien müssen alle notwendigen Nährstoffe enthalten.

2. Isotonisch. Bakterien müssen eine Reihe von Salzen enthalten, um den osmotischen Druck aufrechtzuerhalten, eine bestimmte Konzentration von Natriumchlorid.

3. Optimaler pH (Säuregrad) des Mediums. Der Säuregehalt der Umgebung gewährleistet das Funktionieren bakterieller Enzyme; für die meisten Bakterien beträgt 7,2–7,6.

4. Optimales elektronisches Potential, das den Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Medium angibt. Sie sollte für Aerobier hoch und für Anaerobier niedrig sein.

5. Transparenz (damit Bakterienwachstum sichtbar ist, insbesondere bei flüssigen Medien).

6. Sterilität (damit es keine anderen Bakterien gibt).

Klassifizierung von Kulturmedien

1. Nach Herkunft:

1) natürlich (Milch, Gelatine, Kartoffeln usw.);

2) künstlich - Medien, hergestellt aus speziell hergestellten natürlichen Komponenten (Pepton, Aminopeptid, Hefeextrakt usw.);

3) synthetisch - Medien bekannter Zusammensetzung, hergestellt aus chemisch reinen anorganischen und organischen Verbindungen (Salze, Aminosäuren, Kohlenhydrate usw.).

2. Nach Zusammensetzung:

1) einfach - Fleisch-Pepton-Agar, Fleisch-Pepton-Brühe, Hottinger-Agar usw.;

2) komplex - diese sind einfach unter Zugabe einer zusätzlichen Nährstoffkomponente (Blut, Schokoladenagar): Zuckerbrühe, Gallenbrühe, Molkenagar, Eigelb-Salz-Agar, Kitt-Tarozzi-Medium, Wilson-Blair-Medium usw.

3. Durch Konsistenz:

1) fest (enthält 3–5 % Agar-Agar);

2) halbflüssig (0,15–0,7 % Agar-Agar);

3) Flüssigkeit (enthält kein Agar-Agar).

4. Nach Vereinbarung:

1) Allzweck - für die Kultivierung der meisten Bakterien (Fleisch-Pepton-Agar, Fleisch-Pepton-Brühe, Blut-Agar);

2) Sonderzweck:

a) Wahl - Medien, auf denen Bakterien nur einer Art (Gattung) wachsen und die Gattung anderer unterdrückt wird (alkalische Brühe, 1% Peptonwasser, Eigelb-Salz-Agar, Kasein-Holzkohle-Agar usw.);

b) Differentialdiagnostik - Medien, auf denen sich das Wachstum einiger Bakterienarten auf die eine oder andere Weise vom Wachstum anderer Arten unterscheidet, häufiger biochemisch (Endo, Levin, Gis, Ploskirev usw.);

c) Anreicherungsumgebungen - Umgebungen, in denen die Vermehrung und Anhäufung von pathogenen Bakterien jeglicher Art oder Art stattfindet, d. h. Anreicherung des zu untersuchenden Materials (Selenitbrühe) mit ihnen.

Um eine Reinkultur zu erhalten, ist es notwendig, die Methoden zur Isolierung von Reinkulturen zu beherrschen.

Methoden zur Isolierung von Reinkulturen.

1. Mechanisches Trennen auf der Oberfläche eines festen Nährbodens (Strichverfahren durch Befeuern einer Schleife, Verdünnungsverfahren in Agar, Verteilen auf der Oberfläche eines festen Nährbodens mit einem Spatel, Drygalsky-Verfahren).

2. Verwendung von elektiven Nährmedien.

3. Schaffung günstiger Bedingungen für die Entwicklung einer Bakterienart (Gattung) (Anreicherungsumgebung).

Eine Reinkultur wird in Form von Kolonien erhalten - dies ist eine mit bloßem Auge sichtbare isolierte Ansammlung von Bakterien auf einem festen Nährmedium, die in der Regel die Nachkommen einer Zelle sind.

Viva animalika - kleine Tiere.

Mitte des 19. Jahrhunderts Häckel Eine genauere Untersuchung der Struktur von Bakterienzellen stellte fest, dass sie sich von der Struktur pflanzlicher und tierischer Zellen unterscheidet. Er nannte diese Gruppe Prokaryoten (Zellen, die keinen echten Zellkern haben), und der Rest der Pflanzen, Tiere und Pilze, die einen Zellkern in der Zelle haben, wechselte in die Gruppe der Eukaryoten.

Die zweite Entwicklungsperiode der Mikrobiologie beginnt - Pasteur oder physiologisch.

Pasteurs Werk. (1822-1895)

Pasteur stellte die Entwicklung der Mikrobiologie auf einen neuen Weg. Nach damaliger Auffassung galt die Gärung als rein chemischer Vorgang.

Pasteur hat in seinen Arbeiten gezeigt, dass jede Art von Fermentation durch ihre eigenen spezifischen Krankheitserreger - Mikroorganismen - verursacht wird.

Beim Studium der Butterfermentation fand Pasteur heraus, dass die Luft schädlich für die Bakterien ist, die diese Fermentation verursachen, und entdeckte eine neue Art von Leben, die Anaerobiose.

Pasteur bewies die Unmöglichkeit der spontanen Erzeugung von Leben.

Pasteur studierte Infektionskrankheiten (Milzbrand) und schlug die Methode der vorbeugenden Impfung als Mittel zur Bekämpfung von Infektionen vor. Pasteur machte den ersten Schritt und die Geburt einer neuen Wissenschaft – der Immunologie. 1888 In Paris wurde mit Spendengeldern ein Institut für Mikrobiologie errichtet.

Pasteurisierung.

Robert Koch (1843-1910)

Er bewies schließlich, dass Infektionskrankheiten durch pathogene Bakterien verursacht werden. Er wies auf Methoden zur Bekämpfung der Ausbreitung von Infektionskrankheiten hin - DESINFEKTION.

In die Praxis mikrobiologischer Untersuchungen wurde die Verwendung fester pathogener Medien zur Gewinnung von Reinkulturen eingeführt.

Er entdeckte die Erreger von Anthrax (1877), Tuberkulose (1882), Cholera (1883).

Russische Mikrobiologie.

^ N. N. Mechnikov (1845-1916)

Er setzte Pasteurs Arbeit an Schutzimpfungen fort und stellte fest, dass als Reaktion auf das Einbringen eines abgeschwächten Erregers in das Blut eine große Anzahl spezieller Immunkörper, Phagozyten, im Blut erscheinen und so weiter. begründete die Theorie der Immunität.

1909 Für diese Theorie erhielt er den Nobelpreis.

^ S. N. Winogradsky (1856-1953)

Gefolgt von Schwefelbakterien, Eisenbakterien, nitrifizierenden Bakterien. Untersuchte Bodenbakterien. Entdeckt das Phänomen der Nitrogenierung. Entdeckte den Prozess der Chemosynthese.

Chemosynthese isp. chemische Bindungen innerhalb von Molekülen, als Energiequelle für die Stimmung neuer Moleküle.

^ VL Omelonsky (1867-1928)

Schrieb das erste Lehrbuch der Mikrobiologie.

Methoden der mikrobiologischen Forschung.

Bakterioskopisch Dies ist die Untersuchung der äußeren Form von Mikroorganismen mit Hilfe von Vergrößerungsinstrumenten.

Bakteriologische ist eine Methode zur Anzucht von Bakterien in künstlichen Nährmedien. Mit Hilfe dieser Methode werden die Form von Bakterienkolonien, die Wachstumsperiode und andere Merkmale des Wachstums von Bakterienkulturen untersucht.

allgemein biologisch:

Methoden der Molekularbiologie,

Zytochemie

Genetik

Biophysik

Chemische Zusammensetzung und Struktur einer Bakterienzelle.

Oberflächenzellstrukturen und extrazelluläre Formationen: 1-Zellwand; 2-Kapsel; 3-schleimiger Ausfluss; 4-Fall; 5 Flagellen; 6 Zotten.

Cytoplasmatische Zellstrukturen: 7-CMP; 8-Nukleotid; 9-Ribosomen; 10-Zytoplasma; 11-Chromatophoren; 12-Chlorosomen; 13-lamellare Thylakoide; 16-Mesasom; 17-Aerosomen (Gasvakuolen); 18-lamellare Strukturen;

Ersatzsubstanzen: 19 Polysaccharid-Granulat; 20 Körnchen Poly-β-hydroxybuttersäure; 21-Polyphosphat-Granulat; 22-Cyanophycin-Granulat; 23-Carboxysomen (polyedrische Körper); 24-Schwefeleinschlüsse; 25 fette Tropfen; 26-Kohlenwasserstoff-Granulat.

Ultrastruktur einer Bakterienzelle.

Verschiedene Forschungsmethoden haben es ermöglicht, Unterschiede in der inneren und äußeren Struktur von Bakterien aufzudecken.

Die Oberflächenstruktur ist:

Zotten

Zellenwand

Interne Strukturen:

Zytoplasmamembran (CPM)

Nukleoid

Ribosomen

Mesosomen

Einschlüsse

Organellenfunktionen.

^ Zellenwand - Obligatorische Struktur für Prokaryoten mit Ausnahme von Mycoplasma und L-Form. Die Zellwand macht 5 bis 50 % der Trockenmasse der Zelle aus.

Die Zellwand hat Poren und ist von einem Netzwerk aus Kanälen und Lücken durchzogen.

Funktionen

Aufrechterhaltung einer konstanten äußeren Form von Bakterien.

Mechanischer Schutz der Zelle

Sie geben die Möglichkeit, in hypotonischen Lösungen zu existieren.

^ Schleimkapsel (Schleimhülle)

Die Kapsel und die Schleimhaut bedecken die Außenseite der Zelle. Kapsel eine Schleimbildung genannt, die die Zellwand bedeckt, mit gut definiert auftauchen.

Unterscheiden:

Mikrokapsel (weniger als 0,2 µm)

Mikrokapsel (größer als 0,2 µm)

Das Vorhandensein einer Kapsel hängt von der Art der Mikroorganismen und den Kultivierungsbedingungen ab.

Es gibt Kapselkolonien:

S-Typ (glatt, gleichmäßig, glänzend)

R-Typ (grob)

Funktionen:

Schützt die Zelle vor mechanischer Beschädigung

Schützt vor dem Austrocknen

Erzeugt eine zusätzliche osmotische Barriere

Dient als Hindernis für das Eindringen des Virus

Bietet eine Quelle für Reservenährstoffe

Kann an die Umgebung angepasst werden

Unter der Schleimhaut versteht man eine amorphe, strukturlose Schleimsubstanz, die die Zellwand umgibt und sich leicht von ihr ablösen lässt.

Manchmal tritt Schleim in mehreren Zellen auf, sodass eine gemeinsame Hülle entsteht (Zoologie)

Funktionen:

Genau wie die Kapsel.

Die Zotten sind dünne hohle Gebilde von Proteinnatur (Länge von 0,3 bis 10 Mikrometer, Dicke 10 nm). Villi sind wie Flagellen oberflächliche Anhängsel einer Bakterienzelle, führen jedoch keine Bewegungsreaktion durch.

Geißeln

Funktion

Lokomotive

TKP- ein wesentliches Strukturelement der Zelle. Der Anteil von CPM macht 8–15 % der Trockenmasse der Zelle aus, davon sind 50–70 % Proteine, 15–30 % Lipide. CPM-Dicke 70-100 Å (10⁻¹⁰).

Funktionen:

Stofftransport durch Membranen

Aktiv (gegen den Konzentrationsgradienten, durchgeführt von Proteinen - Enzymen mit Energieaufwand)

Passiv (entsprechend dem Konzentrationsgradienten)

Die meisten enzymatischen Systeme der Zelle sind lokalisiert

Es hat spezielle Stellen zum Anheften der DNA einer präkaryotischen Zelle, und es ist das Wachstum der Membran, das die Trennung der Genome während der Zellteilung sicherstellt.

Nukleoid. Die Frage nach dem Vorhandensein eines Zellkerns in Bakterien ist seit Jahrzehnten umstritten.

Mit Hilfe der Elektronenmikroskopie von Ultradünnschnitten von Bakterienzellen, fortschrittlichen zytochemischen Methoden, radiologischen und genetischen Studien wurde nachgewiesen, dass Bakterien vorhanden sind Nukleosid ist das Äquivalent des Zellkerns in einer eukaryotischen Zelle.

Nukleoid:

Hat keine Membran

Enthält keine Chromosomen

Teilen Sie keine Mitose.

Ein Nukleoid ist ein DNA-Makromolekül mit einem Molekulargewicht von 2-3*10⁹ und einer Größe von 25-30 Å.

Im ungefalteten Zustand ist dies eine geschlossene Ringstruktur von etwa 1 nm Länge.

Im DNA-Molekül des Nukleoids ist die gesamte genetische Information der Zelle kodiert und so weiter. es ist eine Art Ringchromosom.

Die Anzahl der Nukleoide in einer Zelle beträgt 1, seltener 1 bis 8.

Ribosomen- Dies sind Nukleoidpartikel mit einer Größe von 200-300 Å. Verantwortlich für die Proteinsynthese. Sie kommen im Zytoplasma von Prokaryoten in einer Menge von 5-50.000 vor.

Chromatophoren- Dies sind Falten der Zytoplasmamembran in Form von Tropfen, die Redoxenzyme enthalten. In der Photosynthese führen Enzyme die Synthese von Substanzen durch die Energie der Sonne durch, in der Chemosynthese durch die zerstörten chemischen Bindungen des Moleküls.

Tylokoide enthalten auch eine Reihe von Redox-Enzymen. Sowohl Photosynthese als auch Chemosynthese haben sie. Offensichtlich ein Prototyp von Mitochondrien.

lamellar

Röhrenförmig

^ Funktionen

Oxidation von Stoffen.

Aerosomen- Strukturen, die Gas enthalten.

intrazytoplasmatische Einschlüsse

Während des Lebens einer bakteriologischen Zelle können in ihrem Zytoplasma morphologische Formationen gebildet werden, die durch zytochemische Methoden nachgewiesen werden können. Diese als Einschlüsse bezeichneten Formationen unterscheiden sich in ihrer chemischen Natur und sind in verschiedenen Bakterien nicht gleich. In einigen Fällen sind Einschlüsse Stoffwechselprodukte einer Bakterienzelle, in anderen ein Reservenährstoff.

Chemische Zusammensetzung prokaryotischer Zellen.

Jede prokaryotische Zelle enthält:

2 Arten von Nukleinsäuren (DNA und RNA)

Kohlenhydrate

Mineralien

Wasser

Der mengenmäßig bedeutendste Bestandteil von Mikroorganismenzellen beträgt 75-85%. Die Wassermenge hängt von der Art der Mikroorganismen, den Wachstumsbedingungen und dem physiologischen Zustand der Zelle ab.

Wasser in Zellen tritt in 3 Zuständen auf:

Frei

Verwandt

Verbunden mit Biopolymeren

Die Rolle des Wassers. Universelles Lösungsmittel - notwendig für die Auflösung vieler chemischer Lösungen und die Durchführung von Stoffwechselzwischenreaktionen (Hydrolyse).

^ Mineralien

Nährstoffe(Kohlenstoff (50%), Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff (14%), Phosphor (1%), Schwefel)

Makronährstoffe(0,01–3 % des Zelltrockengewichts) K, Na, Mg, Ca, Cl, Fe.

Spurenelemente(0,001-0,01 % des Zelltrockengewichts) Mg, Zn, Mo, B, Cr, Co, Cu usw.

Ultramikroelemente(<0,001%) вся остальная таблица Менделеева.

Das Verhältnis einzelner chemischer Elemente kann je nach systematischer Stellung der Mikroorganismen, Wachstumsbedingungen und einer Reihe anderer Gründe erheblich variieren.

Die Mineralstoffmenge beträgt 2-14% der Trockenmasse der Zelle nach Nährstoffen.

^ Die Rolle der Mineralien :

Sie sind Aktivatoren und Inhibitoren enzymatischer Systeme.

Biopolymere.

Die wichtigsten chemischen Elemente sind Teil der Biopolymere, die allen lebenden Organismen innewohnen:

Nukleinsäuren

Kohlenhydrate (Polysaccharide)

Charakteristisch nur für Zellen - Prokaryoten sind ein Biopolymer, das die Grundlage ihrer Zellwand bildet (je nach chemischer Zusammensetzung ein Glykopeptid oder Peptidoglykan).

^ Nukleinsäuren .

Zellen enthalten im Durchschnitt 10 % RNA und 3-4 % DNA.

Eichhörnchen.

Das wichtigste in der Struktur und Funktion von Zellen gehört zu Proteinen, die 50-75% der Trockenmasse der Zelle ausmachen.

Das bedeutet, dass der Anteil der Proteine ​​von Mikroorganismen aus Enzymen besteht, die eine wesentliche Rolle bei der Manifestation der lebenswichtigen Aktivität von Prokaryoten spielen. Biologisch aktive Proteine ​​umfassen Proteine, die am Transport von Nährstoffen beteiligt sind, sowie viele Toxine.

Einige der Proteine ​​sind Proteine, die eine strukturelle Funktion erfüllen – Proteine ​​des CPM, der Zellwand und anderer Zellorganellen.

Lepida

Zu den prokaryontischen Lepiten gehören Fettsäuren, Neutralfette, Phospholepiden, Glykolepiden, Wachsen, Lepiden mit Isopreneinheiten (Carotinoide, Bactoprenol).

Mykoplasmen Im Gegensatz zu allen anderen Prokaryoten enthalten sie Cholesterin. Die meisten Lepiden sind Teil der Zellmembran und Zellwand.

Kohlenhydrate

Viele der strukturellen Komponenten der Zelle bestehen aus ihnen. Sie werden als verfügbare Energie- und Kohlenstoffquellen genutzt. Zellen enthalten sowohl Monosaccharide als auch Polysaccharide.

Morphologie von Bakterien.

Bakterien werden nach ihrem Aussehen in 3 Gruppen eingeteilt:

coccoide Form

stabförmig

Verdreht (oder spiralförmig)

^ Kugelförmige Bakterien - (Kokken).

Sie können unabhängige Zellen sein - Monokokken °₀° oder paarweise verbunden - Diplokokken oder in einer Kette verbunden - Streptokokken oder in einem Paket - Sarcine

oder in Form einer Traubenbürste - Staphylokokken

Die kugelförmigen Bakterien, die Kokken genannt werden, haben eine regelmäßige Kugelform oder eine unregelmäßige Kugelform.

Der durchschnittliche Durchmesser von Kokken beträgt 0,5-1,5 Mikrometer; bei Pneumokokken beispielsweise

Anhand der Lage der Zellen zueinander werden Kokken unterteilt in:

Monokokken

Diplokokken

Streptokokken

Staphylokokken

^ Stäbchenförmige Bakterien (zylindrisch)

Sie unterscheiden sich in Form, Größe, Länge und Durchmesser, in der Form der Zellenden sowie in der relativen Lage.

Abmessungen im Durchmesser 0,5-1 Mikrometer, Länge 2-3 Mikrometer.

Die meisten stäbchenförmigen Bakterien haben eine zylindrische Form. Einige Bakterien können entweder gerade oder leicht gekrümmt sein.

Die gekrümmte Form findet sich in Vibrionen, zu denen auch der Erreger der Cholera gehört.

Einige Bakterien haben fadenförmige und verzweigte Formen.

Stäbchenförmige Mikroorganismen können Sporen bilden.

sporenbildend Formen werden Bazillen genannt.

Nicht sporenbildend Bakterien genannt.

Geformt wie ein Schläger.

Clostrial.

Abhängig von der relativen Position werden sie unterteilt:

Monobazillen

Diplobakterien

Steptobazillen

^ Spiralbakterien

Bakterien mit Biegungen, die einer oder mehreren Windungen der Helix entsprechen.

Je nach Anzahl der Windungen werden sie in Gruppen eingeteilt:

Vibrionen

Spirollas 4-6 Umdrehungen

Spirochäten 6-15 Windungen

Meistens handelt es sich dabei um pathogene Mikroorganismen.

Es gibt immer noch seltene Bakterien.

Am häufigsten sind die kugel-, stäbchen- und spiralförmigen Bakterien, aber auch andere Formen kommen vor:

Sie haben die Form eines Rings (geschlossen oder offen, je nach Wachstumsstadium). Solche Zellen werden genannt Ringkerne.

Bei einigen Bakterien wurde die Bildung von Zellauswüchsen beschrieben, deren Anzahl von 1 bis 8 oder mehr variieren kann.

Es gibt auch Bakterien, die im Aussehen einem regelmäßigen sechseckigen Stern ähneln.

Verzweigung ist charakteristisch für einige Gruppen von Prokaryoten.

1980 berichtete der englische Mikrobiologe Walesby, dass Mikroorganismen quadratisch sein können.

Die Form von Bakterien ist erblich festgelegt (mit Ausnahme von Mipopiasmus und L-Formen) und ist daher eines der Kriterien zur Bestimmung von Mikroorganismen.

Bewegung von Bakterien.

Die Fähigkeit, sich aktiv zu bewegen, ist vielen Bakterien inhärent. Es gibt 2 Arten von beweglichen Bakterien:

gleiten

schwebend

Unterhose. Mikroorganismen bewegen sich auf einem festen und halbfesten Untergrund (Erde, Schlick, Steine). Als Folge von wellenförmigen Kontraktionen verursachen

periphere Veränderung der Körperform. Es entsteht eine gewisse Ähnlichkeit mit einer Wanderwelle: eine Ausbuchtung der Zellwand, die bei Bewegung in eine Richtung zur Bewegung in die entgegengesetzte Richtung beiträgt.

Schwimmen. Stäbchenförmige Bakterien sind schwimmende Formen, ebenso wie die meisten Spirillen und einige Kokken.

Alle diese Bakterien bewegen sich mit Hilfe spezieller oberflächlicher fadenförmiger Formationen, die Flagellen genannt werden. Es gibt verschiedene Arten von Flagellen, je nachdem, wie sie sich auf der Oberfläche befinden und wie viele es sind:

Monotrich

Bipolar Monotrich oder Amphitrich

Lofotrich

Amphitrich oder Bipolar Lophotrif

Peretrich

Die Dicke der Flagellen beträgt 0,01-0,03 Mikrometer. Die Länge variiert in derselben Zelle je nach Umgebungsbedingungen zwischen 3 und 12 Mikrometer.

Die Anzahl der Flagellen variiert bei verschiedenen Bakterienarten, bei einigen peritrichen erreicht sie 100.

Flagellen sind keine lebenswichtigen Organe.

Geißeln scheinen in bestimmten Stadien der Zellentwicklung vorhanden zu sein.

Die Bewegungsgeschwindigkeit von Bakterien mit Hilfe von Flagellen variiert bei verschiedenen Arten. Die meisten Bakterien legen in einer Sekunde eine Strecke zurück, die ihrer Körperlänge entspricht. Einige Bakterien können unter günstigen Bedingungen Entfernungen von mehr als 50 Körperlängen zurücklegen.

Die Bewegungen von Bakterien haben einen gewissen Sinn, sie streben nach den günstigsten Existenzbedingungen. Sie werden Thaisis genannt.

Taxen kann Hema, Foto, Aero sein,

Wenn in Richtung günstiger Faktoren, dann diese Positive Taxis, wenn aus Faktoren, dann negative Taxis.

Streitigkeiten und Sporenbildung.

Viele Bakterien sind in der Lage, Strukturen zu bilden, die ihnen helfen, ungünstige Bedingungen lange zu überstehen und in einen aktiven Zustand überzugehen, wenn sie in dafür geeignete Bedingungen geraten. Diese Formen werden Endosporenzysten genannt.

Mikrozysten:

Wenn sie gebildet werden, verdickt sich die Wand der vegetativen Zelle, wodurch optisch dichtes, hell brechendes Licht entsteht, umgeben von Schleim, verkürzten Stäbchen oder Kugelformen.

Sie sind den bakteriellen Endosporen funktionell ähnlich:

Widerstandsfähiger gegen Temperaturschwankungen

Trocknen

Andere physikalische Auswirkungen als eine vegetative Zelle.

Endosporen:

Endosporen werden in folgenden Bakterien gebildet:

Desulfotomaculum

Die Bildung einer Spore beginnt damit, dass in der Zone der Lokalisierung von DNA-Strängen das Zytoplasma verdichtet wird, das zusammen mit dem genetischen Material mit Hilfe eines Septums vom übrigen Zellinhalt getrennt wird. Es bilden sich dichte Membranschichten, zwischen denen die Ausbildung der Rindenschicht (Cortex) beginnt.

Spore ist das Ruhestadium von sporenbildenden Bakterien.

Bakterien bilden Sporen, wenn Umweltbedingungen geschaffen werden, um eine Sporulation zu induzieren.

Es wird angenommen, dass Sporen kein obligatorisches Stadium im Entwicklungszyklus von sporenbildenden Bakterien sind.

Es ist möglich, Bedingungen zu schaffen, unter denen das Wachstum und die Vermehrung von Bakterienzellen über viele Generationen hinweg ohne Sporulation erfolgt.

Faktoren und induzierende Sporenbildung:

Mangel an Nährstoffen in der Umwelt

Änderung des pH-Werts

Temperaturänderung

Akkumulation von Produkten des Zellstoffwechsels ab einem bestimmten Niveau.

Prinzipien der Taxonomie von Mikroorganismen.

Das Konzept von Art, Stamm, Klon.

Die grundlegende taxonomische Einheit ist Aussicht die als spezifische Daseinsform der organischen Welt zu betrachten ist.

In der Mikrobiologie kann der Begriff einer Spezies als eine Gruppe von Mikroorganismen definiert werden, die einen gemeinsamen Ursprung und Genotyp haben, in ihren biologischen Eigenschaften ähnlich sind und eine erblich festgelegte Fähigkeit besitzen, unter Standardbedingungen qualitativ definierte Prozesse hervorzurufen.

Vergleichsweise homogene Bakterienarten werden in Gattungen → Familien → Ordnungen → Klassen eingeteilt.

Ein wichtiges Kriterium für die Definition des Artenbegriffs ist die Homogenität der Individuen.

Für Mikroorganismen ist eine strenge Homogenität der Merkmale nicht charakteristisch, da sich ihre morphologischen Eigenschaften je nach Umweltbedingungen innerhalb kurzer Zeit ändern können.

Der Name eines Mikroorganismus besteht aus zwei Wörtern: Das erste Wort bedeutet Gattung (es wird mit einem Großbuchstaben geschrieben und leitet sich von einem beliebigen Begriff ab, der das Merkmal charakterisiert, oder vom Namen des Autors, der diesen Mikroorganismus entdeckt oder untersucht hat), das zweite Wort bezeichnet eine bestimmte Art (es wird mit einem kleinen Buchstaben geschrieben und ist von einem Substantiv abgeleitet, das die Herkunftsquelle der Mikrobe oder den Namen der durch sie verursachten Krankheit oder den Nachnamen des Autors bestimmt). Bacillus anthracis.

In der Mikrobiologie sind die Begriffe weit verbreitet Beanspruchung und Klon.

Ein Stamm ist ein engerer Begriff als eine Art.

Stämme werden als verschiedene mikrobielle Kulturen derselben Art bezeichnet, die aus verschiedenen Quellen oder aus derselben Quelle, aber zu unterschiedlichen Zeiten isoliert wurden.

Stämme derselben Art können völlig identisch sein oder sich in bestimmten Merkmalen unterscheiden (z. B. Resistenz gegen jedes Antibiotikum, Fermentation von Zucker usw.).

Die Eigenschaften verschiedener Stämme gehen jedoch nicht über die Art hinaus.

Begriff Klon bezeichnen eine Kultur von Mikroorganismen, die aus einer einzelnen Zelle gewonnen wird.

Populationen von Mikroben, die aus Individuen derselben Art bestehen, werden als bezeichnet pure Kultur.

Das Konzept statischer und fließender mikrobieller Kulturen.
Chemostat

Turbinostat - Bestimmung toter Mikroorganismen durch Trübung.

In solchen Behältern wird eine mikrobielle Fließkultur gezüchtet.

Zum Züchten einer mikrobiellen Durchflusskultur, die unter Bedingungen konstanter Fütterung und Entfernung von Stoffwechselprodukten und toten mikrobiellen Zellen gezüchtet wird.

Eine statische mikrobielle Kultur ist eine Bakterienpopulation, die sich in einem begrenzten Lebensraum befindet und weder Materie noch Energie mit der Umgebung austauscht.

Wachstumsmuster und Entwicklung von Mikroorganismen.

Veränderung und Erneuerung des Organismus im Prozess seines Austausches mit der Umwelt nennt man Entwicklung. Die Entwicklung des Organismus hat 2 Konsequenzen:

Reproduktion.

Unter Wachstum bedeutet eine Zunahme der Größe des Organismus oder seines Lebendgewichts.

Unter Zucht bedeutet eine Zunahme der Anzahl von Organismen.

Wachstumsraten der mikrobiellen Population:
Absolute Geschwindigkeit.
Relative Biomasserate.

Das Konzept der Generation:

Phasen der Entwicklung der stationären mikrobiellen Kultur.

Phase - Verzögerungsphase.

Der Zeitraum von der Einführung von Bakterien bis zum Erreichen ihrer maximalen relativen Wachstumsrate. In dieser Zeit passen sich die Bakterien an den neuen Lebensraum an und vermehren sich daher nicht nennenswert. Am Ende der Lag-Phase nehmen die Zellen oft an Volumen zu und z Wenn ihre Anzahl zu diesem Zeitpunkt nicht groß ist, wird die relative Wachstumsrate der Biomasse am Ende dieses Zeitraums maximal, während die absolute Rate nur geringfügig zunimmt. Die Dauer der Lag-Phase hängt sowohl von äußeren Bedingungen als auch vom Alter der Bakterien und ihrer Artspezifität ab. Je vollständiger die Umgebung ist, desto kürzer ist in der Regel die Lag-Phase. Eine Änderung der chemischen Zusammensetzung einer Bakterienzelle äußert sich in der Anhäufung von Reservenährstoffen und in einem starken Anstieg des RNA-Gehalts (um das 8-12-fache), was auf eine intensive Synthese von Enzymen hinweist, die für weiteres Wachstum und Entwicklung notwendig sind die Zelle.

Phase - Wachstumsbeschleunigung.

Es ist durch eine konstante relative Zellteilungsrate gekennzeichnet. Während dieser Zeit steigt die Anzahl der Zellen exponentiell an. Die spezifische Geschwindigkeit bleibt konstant und maximal, während die absolute Geschwindigkeit schnell zunimmt. Die Zellteilungsrate in der Phase des beschleunigten Wachstums ist für sie das Maximum, und für verschiedene Bakterienarten und Umweltbedingungen ist diese Rate unterschiedlich, zum Beispiel teilt sich E. coli in dieser Phase für einige Bodenbakterien alle 20 Minuten , die Generationszeit beträgt 60-150 Minuten und nitrifizierende Bakterien 5-10 Stunden. Während dieser Phase bleiben die Größe der Zellen und ihre chemische Zusammensetzung konstant.

Phase - lineares Wachstum.

Diese Phase ist durch einen starken Rückgang der spezifischen Wachstumsrate gekennzeichnet, d.h. Verlängerung der Generationszeit. Grund dafür ist der beginnende Mangel an Nährstoffen und der übermäßige Gehalt an Stoffwechselprodukten in der Umwelt, die sich in einer bestimmten Konzentration negativ auf das Bevölkerungswachstum auswirken. Während dieser Zeit steigt die Bakterienzahl linear an und die absolute Rate erreicht ein Maximum.

Phase - Wachstumsverzögerung.

In dieser Zeit nehmen der Nährstoffmangel und die Konzentration von Stoffwechselprodukten weiter zu, was sich auf das Absinken der absoluten und relativen Wachstumsraten auswirkt. Die Zunahme der Zellzahl verlangsamt sich allmählich und nähert sich gegen Ende der Phase und gegen Ende der Phase dem Maximum an. Während dieser Zeit ist das Merkmal des Todes einiger der am wenigsten angepassten Zellen.

Die Phasen II, III und IV werden zu einer Phase zusammengefasst Wachstum.

Phase- stationär.

Während dieser Phase bleibt die Zahl der lebenden Zellen in Kultur etwa konstant, da die Zahl der neu gebildeten Zellen ist gleich der Zahl der absterbenden. Die absoluten und relativen Wachstumsraten nähern sich dem Nullpunkt. Der Tod oder das Überleben von Bakterien in dieser Phase ist kein zufälliges Ereignis. In der Regel überleben diejenigen Zellen, die in der Lage sind, ihren Stoffwechsel qualitativ wieder aufzubauen. Für alle Bakterien in dieser Phase ist die Verwertung von eingelagerten Stoffen charakteristisch, der Abbau eines Teils der Zellsubstanz, die Biomasse einer statischen Kultur erreicht in dieser Phase ein Maximum und wird daher als Ertrag oder Ertrag der Kultur bezeichnet. die ertragshöhe hängt von der art der mikroorganismen, von der art und menge der nährstoffe sowie von den kultivierungsbedingungen ab. In der mikrobiellen Produktion werden in der stationären Phase der Entwicklung mikrobielle Fließkulturen aufrechterhalten.

Phase - Absterben.

Diese Phase tritt in dem Moment auf, in dem die Konzentration eines der für die Zellen notwendigen Nährstoffe auf bedingt Null abfällt oder wenn ein Stoffwechselprodukt in der Umgebung eine solche Konzentration erreicht, dass es für die meisten Zellen toxisch ist. Die absoluten und spezifischen Wachstumsraten sind negativ, was auf das Fehlen einer Zellteilung hinweist.

Nährstoffbedarf von Prokaryoten.

Kickbakterien und alle lebenden Organismen benötigen Nährstoffe, die für die Synthese grundlegender Zellbestandteile notwendig sind, die von der Zelle synthetisiert oder in fertiger Form geliefert werden können.

Je mehr fertige Verbindungen der Körper von außen erhalten muss, desto geringer ist das Niveau seiner biosynthetischen Fähigkeiten, denn. die chemische Organisation aller lebenden Formen ist gleich.

Kohlenstoffquellen.

Im konstruktiven Stoffwechsel gehört Kohlenstoff die Hauptrolle. Abhängig von der Kohlenstoffquelle für den konstruktiven Stoffwechsel werden alle Prokaryoten unterteilt in:

Autotrophe- Organismen, die in der Lage sind, alle Bestandteile der Zelle aus Kohlendioxid, Wasser und Mineralien zu synthetisieren.

Heterotrophe- organische Verbindungen dienen als Kohlenstoffquelle für den konstruktiven Stoffwechsel.
Grade der Heterotrophie.

Saprophyten (sapros - faul, griechisch)

Heterotrophe Organismen, die nicht direkt von anderen Organismen abhängig sind, sondern fertige organische Verbindungen benötigen. Sie verwenden die Abfallprodukte anderer Organismen oder verwesendes pflanzliches und tierisches Gewebe. Die meisten Bakterien sind Saprophyten.

Der Grad der Substratgenauigkeit ist bei Saprophyten sehr unterschiedlich.

Zu dieser Gruppe gehören Organismen, die nur auf relativ komplexen Substraten (Milch, Tierkadaver, verrottende Pflanzenreste) wachsen können, d.h. Sie brauchen Kohlenhydrate, organische Formen von Stickstoff in Form von Caber-Aminosäuren, Pentures, Proteinen, alle oder Teile von Vitaminen, Nukleotiden oder Fertigprodukten

Komponenten, die für deren Synthese notwendig sind (stickstoffhaltige Basen, Fünf-Kohlenstoff-Zucker). Um den Bedarf dieser Heterotrophen an Nährstoffen zu decken, werden sie normalerweise auf Medien kultiviert, die Fleisch- oder Fischhydrolysate, Hefeautolysate, Pflanzenextrakte und Molke enthalten.

Es gibt Prokaryoten, die für ihr Wachstum eine sehr begrenzte Anzahl von vorgefertigten organischen Verbindungen benötigen, hauptsächlich von der Anzahl der Vitamine und Aminosäuren, obwohl sie nicht in der Lage sind, sich selbst zu synthetisieren. Andererseits gibt es Heterotrophe, die nur eine organische Kohlenstoffquelle benötigen (Zucker, Alkohol, Säure oder andere kohlenstoffhaltige Verbindungen).

Oligotrophe Bakterien (oligo - wenig) leben in Gewässern und können in geringen Konzentrationen in der Umgebung organischer Substanzen wachsen (innerhalb von 1-15 mg Kohlenstoff pro Liter).
Bedarf an Stickstoff.

Stickstoff enthält etwa 10–14 %, bezogen auf das Trockengewicht der Zelle. In der Natur kommt Stickstoff in oxidierter, reduzierter Form und als molekularer Stickstoff vor.

Die überwiegende Mehrheit der Prokaryoten assimiliert Stickstoff in reduzierter Form (Ammoniumsalze, Harnstoff, Aminosäuren oder Produkte ihrer unvollständigen Hydrolyse).

Die Rolle von Mikroorganismen im Stickstoffkreislauf.

Quellen von Schwefel und Phosphor.

Schwefel und Phosphor werden in geringen Mengen von 1-3 % der Trockenmasse der Zelle benötigt. Schwefel ist Bestandteil von Aminosäuren, Vitaminen und Cofaktoren (Biotin, Coenzyme etc.). Phosphor ist ein wesentlicher Bestandteil von Nukleinsäuren, Coenzymen.

In der Natur kommt Schwefel in Form von anorganischen Salzen, hauptsächlich Sulfaten, molekularem Schwefel oder als Teil organischer Verbindungen vor. Die meisten Prokaryoten verbrauchen Schwefel in Form von Sulfat und wandeln ihn in Schwefelwasserstoff um. Die Hauptform von Phosphor in der Natur sind Phosphate, und Prokaryoten verbrauchen hauptsächlich ein- oder zweifach substituierte Phosphate.

Die Rolle der Metallionen.

Metalle in Form von Kationen anorganischer Salze als Bestandteil von Enzymen in ausreichend hohen Konzentrationen sind erforderlich: ​​Mg, Ca, K, Fe. In kleinen Mengen benötigt: Zn, Mn, Na, Cu, Y, Ni, Co.

Wachstumsfaktoren.

Einige Prokaryoten haben Bedarf an einer der organischen Verbindungen aus der Gruppe der Vitamine, Aminosäuren oder stickstoffhaltigen Basen, die sie aus irgendeinem Grund nicht synthetisieren können. Solche organischen Verbindungen werden in sehr geringen Mengen benötigt und als Wachstumsfaktoren bezeichnet. Organismen, die zusätzlich zu ihren primären Kohlenstoffquellen einen oder mehrere Wachstumsfaktoren benötigen, werden im Gegensatz zu Auxotrophen genannt Prototrophe Synthese aller notwendigen organischen Verbindungen aus den wichtigsten Kohlenstoffquellen.

Allgemeine Merkmale des prokaryotischen Stoffwechsels.

Stoffwechsel (Stoffwechsel) - besteht aus zwei entgegengesetzten, aber miteinander verbundenen Reaktionsströmen.

Der Energiestoffwechsel (Katobolismus) ist ein Reaktionsfluss, begleitet von der Mobilisierung von Energie und deren Umwandlung in elektrochemische (Elektronenfluss) und chemische (ATP), die dann in allen energieabhängigen Prozessen genutzt werden können.

Der Katabolismus ist nur für Gruppen von Organismen charakteristisch, deren Stoffwechsel mit der Umwandlung organischer Verbindungen verbunden ist.

Der aufbauende Stoffwechsel (Anabolismus) (Biosynthese) ist ein Reaktionsfluss, bei dem durch von außen kommende Stoffe Zellsubstanz aufgebaut wird. Es ist ein Prozess

verbunden mit dem Verbrauch freier Energie, die in chemischer Form in den Molekülen von ATP oder anderen energiereichen Verbindungen gespeichert ist.

Es gibt Prokaryoten, in denen ein Strom von Umwandlungen organischer Kohlenstoffverbindungen funktioniert.

Photolithotrophe und Chemolithotrophe.

Stoffwechselwege bestehen aus vielen aufeinanderfolgenden enzymatischen Reaktionen.

In der Anfangsphase der Aufnahme von Stoffen aus der Umwelt werden die Moleküle, die als Ausgangssubstrat für die Ernährung dienen, im zusätzlichen (peripheren) Stoffwechsel verarbeitet.

Beziehung zwischen zwei Arten von Stoffwechsel.

Katabolismus und Anabolismus sind über mehrere Kanäle miteinander verbunden:

Die Hauptenergie vor. Die Reaktionen liefern die Energie, die für die Biosynthese und andere energieabhängige Zellfunktionen benötigt wird.

Biosynthesereaktionen erfordern neben Energie oft die Zufuhr von Reduktionsmitteln von außen in Form von H⁺-Protonen oder Elektronen, die ebenfalls aus Energiestoffwechselreaktionen stammen.

Bestimmte Zwischenschritte – die Metaboliten beider Wege können gleich sein, obwohl die Richtung der Reaktionsströme unterschiedlich ist. Dies schafft die Möglichkeit für die Verwendung gemeinsamer Zwischenprodukte in jedem der Stoffwechselwege. Zwischenprodukte werden als Amphibolite bezeichnet und Zwischenreaktionen werden als amphibolisch bezeichnet. Schlüsselmetaboliten werden an der Kreuzung von Stoffwechselwegen gebildet und erfüllen verschiedene Funktionen, die Zentrobolite genannt werden.

Enzyme.

Dies sind Katalysatoren für biochemische Reaktionen der Zelle, die von Proteinnatur sind.

Einstufung:

Nach Wirkungsort.

Endoenzyme sind Enzyme, die in der Zelle wirken.

Exoenzyme sind Enzyme, die die Zelle außerhalb ihrer Membran absondert, um große Moleküle abzubauen.

Durch die Art der Anwesenheit in der Zelle.

Konstitutiv - Enzyme, die immer in der Zelle vorhanden sind.

Induzierbar – die von der Zelle als Reaktion auf die Aufnahme eines neuen Nährstoffs produziert werden.

Biochemisch (international) 1961.

Die Natur enzymatischer Reaktionen.

Oxireduktasen sind Enzyme, die Redoxreaktionen katalysieren, die von der Übertragung von Protonen und Elektronen begleitet werden.

Transferasen sind Enzyme, die die Übertragungsreaktionen einzelner Gruppen katalysieren.

Hydrolasen sind Enzyme, die den hydrolytischen Abbau komplexer organischer Substrate katalysieren.

Lyasen sind Enzyme, die den nicht-hydrolytischen Abbau eines Substrats katalysieren.

Isomerasen katalysieren Isomerisierungsreaktionen.

Ligasen (Synthetasen) - katalysieren die Reaktionen der Synthese oder Bilder von komplexen organischen Molekülen.

Der Mechanismus enzymatischer Reaktionen.

Merkmale enzymatischer Reaktionen.

Ein Merkmal enzymatischer Reaktionen ist die strenge Spezifität der Wirkung von Enzymen.

Spezifität ist die Fähigkeit, nur mit einem Stoff oder einer Stoffgruppe zu reagieren. Spezifität ist absolut - das Enzym wirkt nur mit einer Substanz und Gruppe - das Enzym katalysiert Reaktionen mit einer Gruppe von Substanzen mit gemeinsamen strukturellen Merkmalen, relativ - manifestiert sich, wenn das Enzym auf eine bestimmte chemische Bindung einwirkt, stereochemisch - wenn das Enzym einwirkt ein bestimmtes Stereoisomer.

Viele Enzyme bilden sogenannte Multienzymsysteme
Diese Systeme bestimmen den Stofftransport durch die Zellmembran, Photosynthesereaktionen, Redoxprozesse in Metachondrien und so weiter. Der Prozess der Umwandlung einer Substanz unter Beteiligung eines Enzymsystems ist eine Reihe aufeinanderfolgender Reaktionen, von denen jede ein bestimmtes Enzym katalysiert.

Im Gegensatz zu anorganischen Katalysatoren zeichnen sich Enzyme durch Kooperativität und eine strenge Wirkungsfolge aus.

Jede Zelle verfügt über Regulierungsmechanismen, die es ihr ermöglichen, je nach Bedarf die Geschwindigkeit einzelner biochemischer Reaktionen zu ändern, als Ergebnis der Regulierung der Synthese bestimmter Enzyme oder ihrer Aktivität. Die Fähigkeit, sich einer solchen Regulation zu unterwerfen, ist ein wichtiges Merkmal von Enzymen.

katalytisch Die Enzymaktivität ist extrem hoch.

Die Reaktion läuft 10¹⁰-mal schneller ab als die nichtkatalytische.

Existenzweisen von Prokaryoten.

Beziehung zu Sauerstoff.

Wenn Mikroorganismen Sauerstoff benötigen, um Redoxreaktionen durchzuführen, dann werden sie gerufen aerob. Wenn Mikroorganismen zur Durchführung von Redoxreaktionen nicht in Sauerstoff, sondern in oxidierten Verbindungen (NO₃, NO₂, SO₄ etc.) eingesetzt werden, dann nennt man sie anaerob.

Es gibt strikte (obligatorische) Aerobier oder Anaerobier.

Es gibt auch fakultative (optionale) Aerobier und Anaerobier.

Es gibt Gruppen von Nixotrophen (Lysotrophen) - Organismen, die in der Lage sind, von einer Ernährungsweise auf eine andere umzuschalten oder gleichzeitig 2 Kohlenstoffquellen und / oder 2 Energie zu nutzen: Lichtenergie + Oxidationsenergie organischer Chemikalien. Verbindungen.

Mikroorganismen und die Umwelt.

Eingeführte Prokaryoten verschiedener Existenzweisen

Photolithoautotrophe: Cyanobakterien, Purpur- und Grünbakterien (+höhere Pflanzen)

Photolithoheterotrophe: einige Cyanobakterien, lila und grüne Bakterien.

Photoorganoautotrophe: einige lila Bakterien.

Photoorganoheterotrophe: lila und einige grüne Bakterien, Halobakterien, einige Cyanobakterien.

Chemolithoautotrophe: nitrifizierende, theonische, wasserstoff-acidophile Eisenbakterien.

Chemolithoheterotrophe: Methanbildende Wasserstoffbakterien.

Chemoorganoautotrophe: fakultative Literatrophe, die Ameisensäure oxidieren.

Chemoorganoheterotrophe: die meisten Prokaryoten (+ alle Tiere und Pilze).

physische Faktoren.

Temperatur:

Mesophylle-Mikroorganismen, die an die Existenz im Bereich durchschnittlicher Temperaturen (20⁰-45⁰ C) angepasst sind. In dieser Gruppe, wie in anderen, gibt es Organismen, die sich in einem breiteren und engeren Temperaturbereich entwickeln, und dieses Intervall kann nicht als streng begrenzt angesehen werden.

Mesophylle umfassen die meisten Mikroorganismen, einschließlich Krankheitserreger, und für Menschen geschärfte Mikroben haben ein Optimum von etwa 37⁰С.

Psychrophile- angepasst an das Vorhandensein niedriger Temperaturen (-8⁰, + 20⁰С)

Die meisten Psychrofine können bei mesophylltypischen Temperaturen wachsen, weshalb sie als fakultativ bezeichnet werden, d.h. keine obligatorischen Psychrophilen.

Im Gegensatz zu ihnen sterben obligatorische (obligatorische) Psychrophile bei Temperaturen nahe +30⁰С. Zu dieser Gruppe gehören einige Boden- und Meeresbakterien sowie Arten, die für Meerestiere und -pflanzen kultiviert werden.

Einige Psychrophile verursachen den Verderb von Lebensmitteln, die bei niedrigen Temperaturen gelagert werden.

Thermophile- entwickeln sich in der Zone hoher Temperaturen 15⁰ - 75⁰С. In der Natur leben thermophile Bakterien in heißen Quellen, Milch, Erde und Gülle.

Gaszusammensetzung der Atmosphäre.

Aerobier, Anaerobier. Es gibt enge Gruppen von Bakterien, die sich bei einem Überschuss an bestimmten Gasen in der Luft entwickeln.

^ Methan(CH₄), Methan produzierende Bakterien auf Torfböden.

Wasserstoff(H) Wasserstoffbakterien auf die gleiche Weise.

Stickstoff(N₂) stickstofffixierende Bakterien, Bodenbakterien, die mit den Wurzeln von Leguminosen in Symbiose stehen.

^ Schwefelwasserstoff (H₂S) in Misthaufen, Sümpfen, an Orten, an denen sich viel organisches Material zersetzt, Schwefelwasserstoffbakterien.

In verdünnten Teilen der Atmosphäre in einer Höhe von mehr als 10 km. Es gibt Sporen und lebensfähige Bakterien. Lebensfähige Bakterien kommen in Meerestiefen bis zu 10.000 Metern vor. Es gibt Hinweise darauf, dass in der Lithosphäre in einer Tiefe von 5 km. Es gibt auch Sporen und lebensfähige Bakterien.

Licht. (Siehe Phototrophe als Prokaryoten.)

biochemische Faktoren.

Unter natürlichen Bedingungen leben Mikroorganismen in Lebensgemeinschaften und daher wird jedes Individuum nicht nur von abschätzenden Umweltfaktoren beeinflusst, sondern ist auch Faktoren biochemischen Ursprungs ausgesetzt.

Die ganze Vielfalt der Beziehungen zwischen Mikroorganismen lässt sich in 5 Typen einteilen:

Metabiose

Antagonismus

Davon sind 3 und 4 Faktoren direkte Auswirkungen und 2 und 3 indirekte Auswirkungen.

Symbiose - Zusammenleben von Organismen verschiedener Arten, die ihnen gegenseitigen Nutzen bringen.

Stickstofffixierende Bakterien und Wurzeln von Leguminosen.

Metabiose- eine Art von Beziehung, in der die Abfallprodukte der Lebenstätigkeit einiger Organismen von anderen Organismen als Nährstoffe verbraucht werden.

Antagonismus- Solche Beziehungen nennt man, wenn die Abfallprodukte eines Mikroorganismus einen anderen hemmen.

Es gibt 3 Arten von Leben:

Fermentation (Substratphosphorylierung)

Atmung (oxidative Phosphorylierung)

Photosynthese (Photophosphorylierung)

Die Fermentation ist nur für Mikroorganismen charakteristisch, die Atmung ist charakteristisch für Verbraucher und Mikroorganismen, die Photosynthese ist charakteristisch für Pflanzen und Mikroorganismen.

Fermentation- Die älteste Art des Lebens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffabbau unter anaeroben Bedingungen erfolgt. Je nach Endprodukt der Fermentation gibt es alkoholische Gärung, Essigsäure, Propionsäure, Milchsäure, Buttersäure usw.

Glykolyse- Vergärung von Kohlen.

1 Stufe es kommt zu einer Akkumulation von einfachen Zuckern und deren Umwandlung in Glycerinaldehydphosphat.

ATP wird verbraucht

Glukose C₆

Glukose 6 Phosphor

Glukose 1-6 Phosphat

2 Glycerinaldehydphosphat
2 Stufe:

Oxidation tritt auf - Reduktion der Triose und der bestehenden Bildung von ATP
Fn (nicht organischer Phosphor) + Glyceroldehydrophosphat

1-3 Diphosphoglycerat

3 Phosphoglycerat

2 Phosphoglycerat

Phosphoenolpyruvat.

Pyruvat (Blausäure)

Alkohol, Milchsäure usw.
^ Energieabgabe der Glykolyse

Beim Abbau von 1 Glucosemolekül entstehen 2 ATP-Moleküle

Atem

Der Vorgang der Atmung findet unter aeroben Bedingungen statt. Die Oxidation von Kohlenstoff erfolgt durch Sauerstoff.

Krebs Zyklus. Siehe Anhang 2.

Photosynthese

Kohlenstoffe werden durch die Energie von Lichtquanten aus Kohlendioxid gebildet. Siehe Anhang 3

Die Bedeutung ist die Energiespeicherung von Lichtquanten, chemische Bindungen von Triose und die Bildung von Texosen.
Anwendung

Klassifikation der belebten Welt nach Whittaker.

Plentae (Pflanzen) Fundi (Pilze) Animalia (Tiere)

Protista (einzellig)

Monera (Bakterien)

Definition- Mikrobiologie ist die Wissenschaft von tierischen Organismen, die klein und mit bloßem Auge unsichtbar sind.

Mikroorganismen stellen keine einzige systematische Gruppe dar. Dazu gehören einzellige und mehrzellige Organismen pflanzlichen und tierischen Ursprungs sowie eine spezielle Gruppe prokarestischer Organismen - Bakterien und Bakteriophagen, Viren.

Mikrobielle Größen.

Geschichte der Mikrobiologie.

Der Mensch begegnete bei seinen praktischen Tätigkeiten Mikroorganismen aus der Antike: Backen; Wein machen; Brauen; Infektionskrankheiten.

Die Ursachen von Infektionskrankheiten werden seit dem antiken Griechenland erforscht.

Hippokrates IV Jahrhundert v (Thiasma in der Luft)

Fracastor 5. Jahrhundert v (die Lehre von der Ansteckung)

Mikroorganismen zuerst gesehen Antonio van Leeuwenhoek 17. Jahrhundert (1632-1723)

Vivaanimalika - kleine Tiere.

Mitte des 19. Jahrhunderts Häckel Eine genauere Untersuchung der Struktur von Bakterienzellen stellte fest, dass sie sich von der Struktur pflanzlicher und tierischer Zellen unterscheidet. Er nannte diese Gruppe Prokaryoten (Zellen, die keinen echten Zellkern haben), und der Rest der Pflanzen, Tiere und Pilze, die einen Zellkern in der Zelle haben, wechselte in die Gruppe der Eukaryoten.

Die zweite Entwicklungsperiode der Mikrobiologie beginnt - Pasteur oder physiologisch.

Pasteurs Werk. (1822-1895)

Pasteur stellte die Entwicklung der Mikrobiologie auf einen neuen Weg. Nach damaliger Auffassung galt die Gärung als rein chemischer Vorgang.

Pasteur hat in seinen Arbeiten gezeigt, dass jede Art von Fermentation durch ihre eigenen spezifischen Krankheitserreger - Mikroorganismen - verursacht wird.

Beim Studium der Butterfermentation fand Pasteur heraus, dass die Luft schädlich für die Bakterien ist, die diese Fermentation verursachen, und entdeckte eine neue Art von Leben, die Anaerobiose.

Pasteur bewies die Unmöglichkeit der spontanen Erzeugung von Leben.

Pasteur studierte Infektionskrankheiten (Milzbrand) und schlug die Methode der vorbeugenden Impfung als Mittel zur Bekämpfung von Infektionen vor. Pasteur machte den ersten Schritt und die Geburt einer neuen Wissenschaft – der Immunologie. 1888 In Paris wurde mit Spendengeldern ein Institut für Mikrobiologie errichtet.

Pasteurisierung.

Robert Koch(1843-1910)

Er bewies schließlich, dass Infektionskrankheiten durch pathogene Bakterien verursacht werden. Er wies auf Methoden zur Bekämpfung der Ausbreitung von Infektionskrankheiten hin - DESINFEKTION.

In die Praxis mikrobiologischer Untersuchungen wurde die Verwendung fester pathogener Medien zur Gewinnung von Reinkulturen eingeführt.

Er entdeckte die Erreger von Anthrax (1877), Tuberkulose (1882), Cholera (1883).

Russische Mikrobiologie.

N. N. Mechanikov(1845-1916)

Er setzte Pasteurs Arbeit an Schutzimpfungen fort und stellte fest, dass als Reaktion auf das Einbringen eines abgeschwächten Erregers in das Blut eine große Anzahl spezieller Immunkörper, Phagozyten, im Blut erscheinen und so weiter. begründete die Theorie der Immunität.

1909 Für diese Theorie erhielt er den Nobelpreis.

S. N. Winogradsky(1856-1953)

Gefolgt von Schwefelbakterien, Eisenbakterien, nitrifizierenden Bakterien. Untersuchte Bodenbakterien. Entdeckt das Phänomen der Nitrogenierung. Entdeckte den Prozess der Chemosynthese.

Chemosynthese isp. chemische Bindungen innerhalb von Molekülen, als Energiequelle für die Stimmung neuer Moleküle.

V. L. Omelonsky(1867-1928)

Schrieb das erste Lehrbuch der Mikrobiologie.

Methoden der mikrobiologischen Forschung.

Bakterioskopisch Dies ist die Untersuchung der äußeren Form von Mikroorganismen mit Hilfe von Vergrößerungsinstrumenten.

Bakteriologische ist eine Methode zur Anzucht von Bakterien in künstlichen Nährmedien. Mit Hilfe dieser Methode werden die Form von Bakterienkolonien, die Wachstumsperiode und andere Merkmale des Wachstums von Bakterienkulturen untersucht.

allgemein biologisch:

Methoden der Molekularbiologie,

Zytochemie

Genetik

Biophysik

Chemische Zusammensetzung und Struktur einer Bakterienzelle.

Oberflächenzellstrukturen und extrazelluläre Formationen: 1-Zellwand; 2-Kapsel; 3-schleimiger Ausfluss; 4-Fall; 5 Flagellen; 6 Zotten.

Cytoplasmatische Zellstrukturen: 7-CMP; 8-Nukleotid; 9-Ribosomen; 10-Zytoplasma; 11-Chromatophoren; 12-Chlorosomen; 13-lamellare Thylakoide; 16-Mesasom; 17-Aerosomen (Gasvakuolen); 18-lamellare Strukturen;

Ersatzsubstanzen: 19 Polysaccharid-Granulat; 20 Körnchen Poly-β-hydroxybuttersäure; 21-Polyphosphat-Granulat; 22-Cyanophycin-Granulat; 23-Carboxysomen (polyedrische Körper); 24-Schwefeleinschlüsse; 25 fette Tropfen; 26-Kohlenwasserstoff-Granulat.

Ultrastruktur einer Bakterienzelle.

Verschiedene Forschungsmethoden haben es ermöglicht, Unterschiede in der inneren und äußeren Struktur von Bakterien aufzudecken.

Die Oberflächenstruktur ist:

• Zotten

  Zellenwand

Interne Strukturen:

Zytoplasmamembran (CPM)

Nukleoid

Ribosomen

Mesosomen

Einschlüsse

Organellenfunktionen.

Zellenwand- Obligatorische Struktur für Prokaryoten mit Ausnahme von Mycoplasma und L-Form. Die Zellwand macht 5 bis 50 % der Trockenmasse der Zelle aus.

Die Zellwand hat Poren und ist von einem Netzwerk aus Kanälen und Lücken durchzogen.

Funktionen

Aufrechterhaltung einer konstanten äußeren Form von Bakterien.

Mechanischer Schutz des Käfigs

Sie geben die Möglichkeit, in hypotonischen Lösungen zu existieren.

Schleimkapsel (Schleimhülle)

Die Kapsel und die Schleimhaut bedecken die Außenseite der Zelle. Kapsel eine Schleimbildung genannt, die die Zellwand bedeckt, mit gut definiert auftauchen.

Unterscheiden:

Mikrokapsel (weniger als 0,2 µm)

Mikrokapsel (größer als 0,2 µm)

Das Vorhandensein einer Kapsel hängt von der Art der Mikroorganismen und den Kultivierungsbedingungen ab.

Es gibt Kapselkolonien:

S-Typ (glatt, gleichmäßig, glänzend)

R-Typ (grob)

Funktionen:

Schützt die Zelle vor mechanischer Beschädigung

Schützt vor dem Austrocknen

Erzeugt eine zusätzliche osmotische Barriere

Dient als Hindernis für das Eindringen des Virus

Bietet eine Quelle für Reservenährstoffe

Kann an die Umgebung angepasst werden

Unter der Schleimhaut versteht man eine amorphe, strukturlose Schleimsubstanz, die die Zellwand umgibt und sich leicht von ihr ablösen lässt.

Manchmal tritt Schleim in mehreren Zellen auf, sodass eine gemeinsame Hülle entsteht (Zoologie)

Funktionen:

Genau wie die Kapsel.

Die Zotten sind dünne hohle Gebilde von Proteinnatur (Länge von 0,3 bis 10 Mikrometer, Dicke 10 nm). Villi sind wie Flagellen oberflächliche Anhängsel einer Bakterienzelle, führen jedoch keine Bewegungsreaktion durch.

Geißeln

Funktion

Lokomotive

TKP- ein wesentliches Strukturelement der Zelle. Der Anteil von CPM macht 8–15 % der Trockenmasse der Zelle aus, davon sind 50–70 % Proteine, 15–30 % Lipide. CPM-Dicke 70-100 Å (10⁻¹⁰).

Funktionen:

Stofftransport durch Membranen

Aktiv (gegen den Konzentrationsgradienten, durchgeführt von Proteinen - Enzymen mit Energieaufwand)

Passiv (entsprechend dem Konzentrationsgradienten)

Die meisten enzymatischen Systeme der Zelle sind lokalisiert

Es hat spezielle Stellen zum Anheften der DNA einer präkaryotischen Zelle, und es ist das Wachstum der Membran, das die Trennung der Genome während der Zellteilung sicherstellt.

Nukleoid. Die Frage nach dem Vorhandensein eines Zellkerns in Bakterien ist seit Jahrzehnten umstritten.

Mit Hilfe der Elektronenmikroskopie von Ultradünnschnitten von Bakterienzellen, fortschrittlichen zytochemischen Methoden, radiologischen und genetischen Studien wurde nachgewiesen, dass Bakterien vorhanden sind Nukleosid ist das Äquivalent des Zellkerns in einer eukaryotischen Zelle.

Nukleoid:

Hat keine Membran

Enthält keine Chromosomen

Teilen Sie keine Mitose.

Ein Nukleoid ist ein DNA-Makromolekül mit einem Molekulargewicht von 2-3*10⁹ und einer Größe von 25-30 Å.

Im ungefalteten Zustand ist dies eine geschlossene Ringstruktur von etwa 1 nm Länge.

Im DNA-Molekül des Nukleoids ist die gesamte genetische Information der Zelle kodiert und so weiter. es ist eine Art Ringchromosom.

Die Anzahl der Nukleoide in einer Zelle beträgt 1, seltener 1 bis 8.

Ribosomen- Dies sind Nukleoidpartikel mit einer Größe von 200-300 Å. Verantwortlich für die Proteinsynthese. Sie kommen im Zytoplasma von Prokaryoten in einer Menge von 5-50.000 vor.

Chromatophoren- Dies sind Falten der Zytoplasmamembran in Form von Tropfen, die Redoxenzyme enthalten. In der Photosynthese führen Enzyme die Synthese von Substanzen durch die Energie der Sonne durch, in der Chemosynthese durch die zerstörten chemischen Bindungen des Moleküls.

Tylokoide enthalten auch eine Reihe von Redox-Enzymen. Sowohl Photosynthese als auch Chemosynthese haben sie. Offensichtlich ein Prototyp von Mitochondrien.

lamellar

Röhrenförmig

Funktionen

Oxidation von Stoffen.

Aerosomen- Strukturen, die Gas enthalten.

intrazytoplasmatische Einschlüsse

Während des Lebens einer bakteriologischen Zelle können in ihrem Zytoplasma morphologische Formationen gebildet werden, die durch zytochemische Methoden nachgewiesen werden können. Diese als Einschlüsse bezeichneten Formationen unterscheiden sich in ihrer chemischen Natur und sind in verschiedenen Bakterien nicht gleich. In einigen Fällen sind Einschlüsse Stoffwechselprodukte einer Bakterienzelle, in anderen ein Reservenährstoff.

Chemische Zusammensetzung prokaryotischer Zellen.

Jede prokaryotische Zelle enthält:

2 Arten von Nukleinsäuren (DNA und RNA)

• Kohlenhydrate

  Mineralien

Wasser

Der mengenmäßig bedeutendste Bestandteil von Mikroorganismenzellen beträgt 75-85%. Die Wassermenge hängt von der Art der Mikroorganismen, den Wachstumsbedingungen und dem physiologischen Zustand der Zelle ab.

Wasser in Zellen tritt in 3 Zuständen auf:

Frei

Verwandt

Verbunden mit Biopolymeren

Die Rolle des Wassers. Universelles Lösungsmittel - notwendig für die Auflösung vieler chemischer Lösungen und die Durchführung von Stoffwechselzwischenreaktionen (Hydrolyse).

Mineralien

Nährstoffe(Kohlenstoff (50%), Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff (14%), Phosphor (1%), Schwefel)

Makronährstoffe(0,01–3 % des Zelltrockengewichts) K, Na, Mg, Ca, Cl, Fe.

Spurenelemente(0,001-0,01 % des Zelltrockengewichts) Mg, Zn, Mo, B, Cr, Co, Cu usw.

Ultramikroelemente(<0,001%) вся остальная таблица Менделеева.

Das Verhältnis einzelner chemischer Elemente kann je nach systematischer Stellung der Mikroorganismen, Wachstumsbedingungen und einer Reihe anderer Gründe erheblich variieren.

Die Mineralstoffmenge beträgt 2-14% der Trockenmasse der Zelle nach Nährstoffen.

Die Rolle der Mineralien:

Sie sind Aktivatoren und Inhibitoren enzymatischer Systeme.

Biopolymere.

Die wichtigsten chemischen Elemente sind Teil der Biopolymere, die allen lebenden Organismen innewohnen:

Nukleinsäuren

• Kohlenhydrate (Polysaccharide)

Charakteristisch nur für Zellen - Prokaryoten sind ein Biopolymer, das die Grundlage ihrer Zellwand bildet (je nach chemischer Zusammensetzung ein Glykopeptid oder Peptidoglykan).

Nukleinsäuren.

Zellen enthalten im Durchschnitt 10 % RNA und 3-4 % DNA.

Eichhörnchen.

Das wichtigste in der Struktur und Funktion von Zellen gehört zu Proteinen, die 50-75% der Trockenmasse der Zelle ausmachen.

Das bedeutet, dass der Anteil der Proteine ​​von Mikroorganismen aus Enzymen besteht, die eine wesentliche Rolle bei der Manifestation der lebenswichtigen Aktivität von Prokaryoten spielen. Biologisch aktive Proteine ​​umfassen Proteine, die am Transport von Nährstoffen beteiligt sind, sowie viele Toxine.

Einige der Proteine ​​sind Proteine, die eine strukturelle Funktion erfüllen – Proteine ​​des CPM, der Zellwand und anderer Zellorganellen.

Lepida

Zu den prokaryontischen Lepiten gehören Fettsäuren, Neutralfette, Phospholepiden, Glykolepiden, Wachsen, Lepiden mit Isopreneinheiten (Carotinoide, Bactoprenol).

Mykoplasmen Im Gegensatz zu allen anderen Prokaryoten enthalten sie Cholesterin. Die meisten Lepiden sind Teil der Zellmembran und Zellwand.

Kohlenhydrate

Viele der strukturellen Komponenten der Zelle bestehen aus ihnen. Sie werden als verfügbare Energie- und Kohlenstoffquellen genutzt. Zellen enthalten sowohl Monosaccharide als auch Polysaccharide.

Morphologie von Bakterien.

Bakterien werden nach ihrem Aussehen in 3 Gruppen eingeteilt:

coccoide Form

stabförmig

Verdreht (oder spiralförmig)

Kugelförmige Bakterien - (Kokken).

Sie können unabhängige Zellen sein - Monokokken °₀° oder paarweise verbunden - Diplokokken oder in einer Kette verbunden - Streptokokken oder in einem Paket - Sarcine

oder in Form einer Traubenbürste - Staphylokokken

Die kugelförmigen Bakterien, die Kokken genannt werden, haben eine regelmäßige Kugelform oder eine unregelmäßige Kugelform.

Der durchschnittliche Durchmesser von Kokken beträgt 0,5-1,5 Mikrometer; bei Pneumokokken beispielsweise

Anhand der Lage der Zellen zueinander werden Kokken unterteilt in:

Monokokken

Diplokokken

Streptokokken

• Staphylokokken

Stäbchenförmige Bakterien (zylindrisch)

Sie unterscheiden sich in Form, Größe, Länge und Durchmesser, in der Form der Zellenden sowie in der relativen Lage.

Abmessungen im Durchmesser 0,5-1 Mikrometer, Länge 2-3 Mikrometer.

Die meisten stäbchenförmigen Bakterien haben eine zylindrische Form. Einige Bakterien können entweder gerade oder leicht gekrümmt sein.

Die gekrümmte Form findet sich in Vibrionen, zu denen auch der Erreger der Cholera gehört.

Einige Bakterien haben fadenförmige und verzweigte Formen.

Stäbchenförmige Mikroorganismen können Sporen bilden.

sporenbildend Formen werden Bazillen genannt.

Nicht sporenbildend Bakterien genannt.

Geformt wie ein Schläger.

Clostrial.

Abhängig von der relativen Position werden sie unterteilt:

Monobazillen

Diplobakterien

Steptobazillen

Spiralbakterien

Bakterien mit Biegungen, die einer oder mehreren Windungen der Helix entsprechen.

Je nach Anzahl der Windungen werden sie in Gruppen eingeteilt:

Vibrionen

Spirollas 4-6 Umdrehungen

Spirochäten 6-15 Windungen

Meistens handelt es sich dabei um pathogene Mikroorganismen.

Es gibt immer noch seltene Bakterien.

Am häufigsten sind die kugel-, stäbchen- und spiralförmigen Bakterien, aber auch andere Formen kommen vor:

Sie haben die Form eines Rings (geschlossen oder offen, je nach Wachstumsstadium). Solche Zellen werden genannt Ringkerne.

Bei einigen Bakterien wurde die Bildung von Zellauswüchsen beschrieben, deren Anzahl von 1 bis 8 oder mehr variieren kann.

Es gibt auch Bakterien, die im Aussehen einem regelmäßigen sechseckigen Stern ähneln.

Verzweigung ist charakteristisch für einige Gruppen von Prokaryoten.

1980 berichtete der englische Mikrobiologe Walesby, dass Mikroorganismen quadratisch sein können.

Die Form von Bakterien ist erblich festgelegt (mit Ausnahme von Mipopiasmus und L-Formen) und ist daher eines der Kriterien zur Bestimmung von Mikroorganismen.

Bewegung von Bakterien.

Die Fähigkeit, sich aktiv zu bewegen, ist vielen Bakterien inhärent. Es gibt 2 Arten von beweglichen Bakterien:

gleiten

schwebend

Unterhose. Mikroorganismen bewegen sich auf einem festen und halbfesten Untergrund (Erde, Schlick, Steine). Als Folge wellenförmiger Kontraktionen, die eine periphere Veränderung der Körperform verursachen. Es entsteht eine gewisse Ähnlichkeit mit einer Wanderwelle: eine Ausbuchtung der Zellwand, die bei Bewegung in eine Richtung zur Bewegung in die entgegengesetzte Richtung beiträgt.

Schwimmen. Stäbchenförmige Bakterien sind schwimmende Formen, ebenso wie die meisten Spirillen und einige Kokken.

Alle diese Bakterien bewegen sich mit Hilfe spezieller oberflächlicher fadenförmiger Formationen, die Flagellen genannt werden. Es gibt verschiedene Arten von Flagellen, je nachdem, wie sie sich auf der Oberfläche befinden und wie viele es sind:

Monotrich

Bipolar Monotrich oder Amphitrich

Lofotrich

Amphitrich oder Bipolar Lophotrif

Peretrich

Die Dicke der Flagellen beträgt 0,01-0,03 Mikrometer. Die Länge variiert in derselben Zelle je nach Umgebungsbedingungen zwischen 3 und 12 Mikrometer.

Die Anzahl der Flagellen variiert bei verschiedenen Bakterienarten, bei einigen peritrichen erreicht sie 100.

Flagellen sind keine lebenswichtigen Organe.

Geißeln scheinen in bestimmten Stadien der Zellentwicklung vorhanden zu sein.

Die Bewegungsgeschwindigkeit von Bakterien mit Hilfe von Flagellen variiert bei verschiedenen Arten. Die meisten Bakterien legen in einer Sekunde eine Strecke zurück, die ihrer Körperlänge entspricht. Einige Bakterien können unter günstigen Bedingungen Entfernungen von mehr als 50 Körperlängen zurücklegen.

Die Bewegungen von Bakterien haben einen gewissen Sinn, sie streben nach den günstigsten Existenzbedingungen. Sie werden Thaisis genannt.

Taxen kann Hema, Foto, Aero sein,

Wenn in Richtung günstiger Faktoren, dann diese Positive Taxis, wenn aus Faktoren, dann negative Taxis.

Streitigkeiten und Sporenbildung.

Viele Bakterien sind in der Lage, Strukturen zu bilden, die ihnen helfen, ungünstige Bedingungen lange zu überstehen und in einen aktiven Zustand überzugehen, wenn sie in dafür geeignete Bedingungen geraten. Diese Formen werden Endosporenzysten genannt.

Mikrozysten:

Wenn sie gebildet werden, verdickt sich die Wand der vegetativen Zelle, wodurch optisch dichtes, hell brechendes Licht entsteht, umgeben von Schleim, verkürzten Stäbchen oder Kugelformen.

Sie sind den bakteriellen Endosporen funktionell ähnlich:

Widerstandsfähiger gegen Temperaturschwankungen

Trocknen

Andere physikalische Auswirkungen als eine vegetative Zelle.

Endosporen:

Endosporen werden in folgenden Bakterien gebildet:

• Desulfotomaculum

Die Bildung einer Spore beginnt damit, dass in der Zone der Lokalisierung von DNA-Strängen das Zytoplasma verdichtet wird, das zusammen mit dem genetischen Material mit Hilfe eines Septums vom übrigen Zellinhalt getrennt wird. Es bilden sich dichte Membranschichten, zwischen denen die Ausbildung der Rindenschicht (Cortex) beginnt.

Spore ist das Ruhestadium von sporenbildenden Bakterien.

Bakterien bilden Sporen, wenn Umweltbedingungen geschaffen werden, um eine Sporulation zu induzieren.

Es wird angenommen, dass Sporen kein obligatorisches Stadium im Entwicklungszyklus von sporenbildenden Bakterien sind.

Es ist möglich, Bedingungen zu schaffen, unter denen das Wachstum und die Vermehrung von Bakterienzellen über viele Generationen hinweg ohne Sporulation erfolgt.

Faktoren und induzierende Sporenbildung:

Mangel an Nährstoffen in der Umwelt

Änderung des pH-Werts

Temperaturänderung

Akkumulation von Produkten des Zellstoffwechsels ab einem bestimmten Niveau.

Prinzipien der Taxonomie von Mikroorganismen.

Das Konzept von Art, Stamm, Klon.

Die grundlegende taxonomische Einheit ist Aussicht die als spezifische Daseinsform der organischen Welt zu betrachten ist.

In der Mikrobiologie kann der Begriff einer Spezies als eine Gruppe von Mikroorganismen definiert werden, die einen gemeinsamen Ursprung und Genotyp haben, in ihren biologischen Eigenschaften ähnlich sind und eine erblich festgelegte Fähigkeit besitzen, unter Standardbedingungen qualitativ definierte Prozesse hervorzurufen.

Vergleichsweise homogene Bakterienarten werden in Gattungen → Familien → Ordnungen → Klassen eingeteilt.

Ein wichtiges Kriterium für die Definition des Artenbegriffs ist die Homogenität der Individuen.

Für Mikroorganismen ist eine strenge Homogenität der Merkmale nicht charakteristisch, da sich ihre morphologischen Eigenschaften je nach Umweltbedingungen innerhalb kurzer Zeit ändern können.

Der Name eines Mikroorganismus besteht aus zwei Wörtern: Das erste Wort bedeutet Gattung (es wird mit einem Großbuchstaben geschrieben und leitet sich von einem beliebigen Begriff ab, der das Merkmal charakterisiert, oder vom Namen des Autors, der diesen Mikroorganismus entdeckt oder untersucht hat), das zweite Wort bezeichnet eine bestimmte Art (es wird mit einem kleinen Buchstaben geschrieben und ist von einem Substantiv abgeleitet, das die Herkunftsquelle der Mikrobe oder den Namen der durch sie verursachten Krankheit oder den Nachnamen des Autors bestimmt). Bacillus anthracis.

In der Mikrobiologie sind die Begriffe weit verbreitet Beanspruchung und Klon.

Ein Stamm ist ein engerer Begriff als eine Art.

Stämme werden als verschiedene mikrobielle Kulturen derselben Art bezeichnet, die aus verschiedenen Quellen oder aus derselben Quelle, aber zu unterschiedlichen Zeiten isoliert wurden.

Stämme derselben Art können völlig identisch sein oder sich in bestimmten Merkmalen unterscheiden (z. B. Resistenz gegen jedes Antibiotikum, Fermentation von Zucker usw.).

Die Eigenschaften verschiedener Stämme gehen jedoch nicht über die Art hinaus.

Begriff Klon bezeichnen eine Kultur von Mikroorganismen, die aus einer einzelnen Zelle gewonnen wird.

Populationen von Mikroben, die aus Individuen derselben Art bestehen, werden als bezeichnet pure Kultur.

Das Konzept statischer und fließender mikrobieller Kulturen.

Chemostat

Turbinostat - Bestimmung toter Mikroorganismen durch Trübung.

In solchen Behältern wird eine mikrobielle Fließkultur gezüchtet.

Zum Züchten einer mikrobiellen Durchflusskultur, die unter Bedingungen konstanter Fütterung und Entfernung von Stoffwechselprodukten und toten mikrobiellen Zellen gezüchtet wird.

Eine statische mikrobielle Kultur ist eine Bakterienpopulation, die sich in einem begrenzten Lebensraum befindet und weder Materie noch Energie mit der Umgebung austauscht.

Wachstumsmuster und Entwicklung von Mikroorganismen.

Veränderung und Erneuerung des Organismus im Prozess seines Austausches mit der Umwelt nennt man Entwicklung. Die Entwicklung des Organismus hat 2 Konsequenzen:

Reproduktion.

Unter Wachstum bedeutet eine Zunahme der Größe des Organismus oder seines Lebendgewichts.

Unter Zucht bedeutet eine Zunahme der Anzahl von Organismen.

Wachstumsraten der mikrobiellen Population:

Absolute Geschwindigkeit.

Relative Biomasserate.

Das Konzept der Generation:

Phasen der Entwicklung der stationären mikrobiellen Kultur.

Phase - Verzögerungsphase.

Der Zeitraum von der Einführung von Bakterien bis zum Erreichen ihrer maximalen relativen Wachstumsrate. In dieser Zeit passen sich die Bakterien an den neuen Lebensraum an und vermehren sich daher nicht nennenswert. Am Ende der Lag-Phase nehmen die Zellen oft an Volumen zu und z Wenn ihre Anzahl zu diesem Zeitpunkt nicht groß ist, wird die relative Wachstumsrate der Biomasse am Ende dieses Zeitraums maximal, während die absolute Rate nur geringfügig zunimmt. Die Dauer der Lag-Phase hängt sowohl von äußeren Bedingungen als auch vom Alter der Bakterien und ihrer Artspezifität ab. Je vollständiger die Umgebung ist, desto kürzer ist in der Regel die Lag-Phase. Eine Änderung der chemischen Zusammensetzung einer Bakterienzelle äußert sich in der Anhäufung von Reservenährstoffen und in einem starken Anstieg des RNA-Gehalts (um das 8-12-fache), was auf eine intensive Synthese von Enzymen hinweist, die für weiteres Wachstum und Entwicklung notwendig sind die Zelle.

Phase - Wachstumsbeschleunigung.

Es ist durch eine konstante relative Zellteilungsrate gekennzeichnet. Während dieser Zeit steigt die Anzahl der Zellen exponentiell an. Die spezifische Geschwindigkeit bleibt konstant und maximal, während die absolute Geschwindigkeit schnell zunimmt. Die Zellteilungsrate in der Phase des beschleunigten Wachstums ist für sie das Maximum, und für verschiedene Bakterienarten und Umweltbedingungen ist diese Rate unterschiedlich, zum Beispiel teilt sich E. coli in dieser Phase für einige Bodenbakterien alle 20 Minuten , die Generationszeit beträgt 60-150 Minuten und nitrifizierende Bakterien 5-10 Stunden. Während dieser Phase bleiben die Größe der Zellen und ihre chemische Zusammensetzung konstant.

Phase - lineares Wachstum.

Diese Phase ist durch einen starken Rückgang der spezifischen Wachstumsrate gekennzeichnet, d.h. Verlängerung der Generationszeit. Grund dafür ist der beginnende Mangel an Nährstoffen und der übermäßige Gehalt an Stoffwechselprodukten in der Umwelt, die sich in einer bestimmten Konzentration negativ auf das Bevölkerungswachstum auswirken. Während dieser Zeit steigt die Bakterienzahl linear an und die absolute Rate erreicht ein Maximum.

Phase - Wachstumsverzögerung.

In dieser Zeit nehmen der Nährstoffmangel und die Konzentration von Stoffwechselprodukten weiter zu, was sich auf das Absinken der absoluten und relativen Wachstumsraten auswirkt. Die Zunahme der Zellzahl verlangsamt sich allmählich und nähert sich gegen Ende der Phase und gegen Ende der Phase dem Maximum an. Während dieser Zeit ist das Merkmal des Todes einiger der am wenigsten angepassten Zellen.

Die Phasen II, III und IV werden zu einer Phase zusammengefasst Wachstum.

Phase- stationär.

Während dieser Phase bleibt die Zahl der lebenden Zellen in Kultur etwa konstant, da die Zahl der neu gebildeten Zellen ist gleich der Zahl der absterbenden. Die absoluten und relativen Wachstumsraten nähern sich dem Nullpunkt. Der Tod oder das Überleben von Bakterien in dieser Phase ist kein zufälliges Ereignis. In der Regel überleben diejenigen Zellen, die in der Lage sind, ihren Stoffwechsel qualitativ wieder aufzubauen. Für alle Bakterien in dieser Phase ist die Verwertung von eingelagerten Stoffen charakteristisch, der Abbau eines Teils der Zellsubstanz, die Biomasse einer statischen Kultur erreicht in dieser Phase ein Maximum und wird daher als Ertrag oder Ertrag der Kultur bezeichnet. die ertragshöhe hängt von der art der mikroorganismen, von der art und menge der nährstoffe sowie von den kultivierungsbedingungen ab. In der mikrobiellen Produktion werden in der stationären Phase der Entwicklung mikrobielle Fließkulturen aufrechterhalten.

Phase - Absterben.

Diese Phase tritt in dem Moment auf, in dem die Konzentration eines der für die Zellen notwendigen Nährstoffe auf bedingt Null abfällt oder wenn ein Stoffwechselprodukt in der Umgebung eine solche Konzentration erreicht, dass es für die meisten Zellen toxisch ist. Die absoluten und spezifischen Wachstumsraten sind negativ, was auf das Fehlen einer Zellteilung hinweist.