Молочнокислые бактерии: молочнокислые стрептококки(мезофильные,термофильные,ароматообразующие)

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСкой федерации.

Волгоградский государственный аграрный университет.

 

 

Кафедра:инфекционная патология и судебная ветеринарная медицина.

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по санитарной микробиологии.

На тему : << Молочнокислые бактерии : молочнокислые стрептококки(мезофильные,термофильные,ароматообразующие).>>

 

 

Выполнил(а):

студент 3 курса группы ВС-31.

Факультета биотехнологий и ветеринарной медицины.

Направления :Ветеринарно-санитарная экспертиза.

Очного обучения.

Долгозвяго Е.С.

Проверил :Шинкаренко А.С.

Волгоград.2014 г.

Содержание:

1.История открытия молочнокислых  бактерий.

2.Общая характеристика  молочнокислых бактерий.

2.1.Морфология клеток.

2.2.Размножение.

2.3.Форма колоний.

2.4.Культуральные признаки.

2.6.Виды.

2.7.Практическое применение.

3.Молочнокислые стрептококки.

4.Мезофильные молочнокислые  стрептококки.

5.Термофильные молочнокислые  стрептококки.

6.Ароматообразные стрептококки.

Список использованной литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Приготовление кисломолочных продуктов было известно с давних времен.

 

Раньше кисломолочные продукты готовились путем естественной закваски и самоквасом. Сейчас для приготовления большинства продуктов используется только чистые молочнокислые микроорганизмы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.История открытия молочнокислых  бактерий.

Бактерии – это очень древние организмы, занявшие все среды обитания. Но открыты они были сравнительно недавно, в XVII в.

Первым человеком, увидевшим микроорганизмы, был голландец Антонио ван Левенгук. Заинтересовавшись строением льняного волокна, он отшлифовал для себя несколько грубых линз. Поместил их в оправы из серебра. Таким образом, появилась первая лупа.  С помощью такой лупы Левенгук впервые увидел бактерий. Так зародилась наука – микробиология.(Гусев М. В., 2003.)

Первым, кто увидел микрофлору кисломолочных продуктов, был француз Луи Пастер. Исследуя под микроскопом кислое молоко, Пастер обнаружил в нем очень маленькие "шарики" и "палочки". Наблюдая за ними, Пастер убедился в том, что «шарики и палочки» в кислом молоке растут, и количество их быстро увеличивается. "Следовательно, они размножаются", - решил Пастер. Добавляя ничтожное количество кислого молока, содержащего «шарики и палочки», в свежее молоко, Пастер вызывал его сквашивание, то есть молочнокислое брожение. Эти исследования вызвали большой интерес к этой теме. Усилиями ученых микробиологов были изучены как физиология самих микроорганизмов, так и биохимические процессы брожения и гниения, вызываемые бактериями. Нормальными обитателями даже хорошего молока считаются кисломолочные бактерии, дрожжи. В теплом молоке бактерии очень быстро размножаются: каждые полчаса может разделиться пополам и дать две новые. Таким образом, в течение короткого времени количество бактерий в 1мм теплого молока может достигнуть нескольких миллионов, что отразится на его качестве - оно скиснет, если в нем преобладают молочнокислые бактерии, или приобретет неприятный вкус в случае развития нежелательных бактерий, например пептонизирующих.(Асонов Н.Р.2007.)

 

 

 

2.Общая характеристика молочнокислых бактерий.

Молочнокислые бактерии  -группа микроаэрофильных грамположительных микроорганизмов ,сбраживающих углеводы с образованием молочной кислоты ,как одного из основных продуктов.

Основным свойством молочнокислых бактерий, по которому их объединяют в отдельную обширную группу микроорганизмов, является способность образовывать в качестве главного продукта брожения молочную кислоту. Сбраживание углеводов по типу молочнокислого брожения, как правило, коррелирует с рядом других признаков. Молочнокислые бактерии неподвижны, не образуют спор, каталазо негативны, положительно окрашиваются по Граму, не образуют пигмент, не восстанавливают нитраты в нитриты.(Колычев Н.М.  2009. )

 

В последние годы были описаны штаммы, которые по некоторым свойствам отличаются от типичных. Они подвижны, восстанавливают нитраты в нитриты, образуют споры, каталазоположительны.

 

2.1.Морфология  клеток.

Молочнокислые бактерии - палочки, реже шаровидные формы, все они грамположительные. Размеры которых зависят от состава среды и условий культивирования.

Палочковидные формы могут быть короткими, почти коккообразными, длиной 0,5—0,7 мкм и длинными нитевидными, иногда достигающими длины 8,0 мкм. Располагаются они единично, парами или цепочками, некоторые с характерными «обрубленными» концами. (Колычев Н.М.  2009.)

 

Кокковые формы молочнокислых бактерий бывают овальными, диаметр клеток от 0,5—0,6 до 1 мкм. Они располагаются единично, парами или цепочками различной длины ( рис.36.)

 

На форму клеток значительное влияние оказывает состав среды. Так, длина клеток молочнокислых бактерий увеличивается в средах с высоким содержанием этилового спирта . Этиловый спирт тормозит деление клеток сильнее, чем рост. Поэтому в спиртсодержащих средах палочки вытягиваются в длину, становятся тонкими, кокки сохраняют свою форму .

Молочнокислые бактерии неподвижны, не образуют спор, положительно окрашиваются по Граму, не образуют пигмент, не восстанавливают нитраты в нитриты, характеризуются неактивной каталазой.

Структура и компоненты клеток молочнокислых бактерий во многом сходны с другими грамположитель-ными бактериями.

 

Клеточная оболочка представляет собой электронноплотный гомогенный слой толщиной 15—60 нм. Цитоплазматическая мембрана может быть двухслойной или трехслойной толщиной до 7—8 нм .

 

В цитоплазме клеток обнаружены рибосомы диаметром до 15 нм, ядерный материал (нуклеоид), состоящий из тонких плотных нитей, отождествляемых с дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) (рис. 37, 38). Структура и состав клеток могут быть различными у молочнокислых бактерий отдельных видов. Некоторые палочковидные формы содержат в качестве включений зерна метахроматина.

 

2.2.Размножение молочночнокислых бактерий.

Молочнокислые бактерии размножаются делением перегородкой. Если клетки делятся в одной плоскости, это приводит к обра­зованию цепочек; когда же деление идет в двух плоскостях, обра­зуются так называемые тетрады, характерные для молочнокислых бактерий рода Pediococcus. Следует отметить интересные наблюдения Германа (Herrmann, 1966), который методом травления по замороженному срезу показал, что у педиококков группы, состоя­щие из двух, трех, или четырех клеток, имеют общую клеточную стенку. Тетрады образуются из единичной клетки путем деления ее в разных плоскостях, но не образуются вторично путем перерас­пределения клеток в цепочке.(Асонов Н.Р. ,2007.)

 

2.3.Форма колоний.

Отдельные исследователи нередко весьма противоречиво описы­вали форму колоний различных видов молочнокислых бактерий. Еще Орла-Иенсен (Orla-Jensen, 1919) утверждал, что истинные молочнокислые бактерии на желатиновых и агаризованных сре­дах образуют мелкие колонии без выраженного поверхностного роста. С. А. Королев (1932) показал, что это утверждение неточ­но, так как все виды рода Streptococcusобразуют поверхностные колонии, хотя и мелкие.

По данным О. К. Палладиной (1941), прибавление в среду веществ, обладающих восстановительными свойствами, например, 0,2% цистеина, содействует образованию у молочнокислых палочковидных бактерий типичных поверхно­стных шероховатых форм колоний.

Молочнокислые бактерии размножаются путем простого деления. Бактериальная клетка увеличивается в размерах и делится на две одинаковых клетки. Деление клетки в одной плоскости приводит к образованию цепочек, в двух плоскостях — к образованию тетрад, характерных для рода Pediococcus. При благоприятных условиях некоторые бактерии дают новое поколение через 15 мин и менее, при неблагоприятных — через 24 ч и более.

 

На поверхности желатиновых, агаризованных сред молочнокислые бактерии образуют мелкие колонии, иногда без выраженного поверхностного роста. По данным О. К. Палладиной  палочковидные бактерии на средах, содержащих вещества с восстановительными свойствами, например с 0,2% цистеина, образуют типичные шероховатые формы колоний. У бактерий рода Leuconostoc найдены S-, О- и R-типы колоний.

2.4.Культуральные признаки молочнокислых бактерий.

В жидкой среде в первые двое суток вызывают интенсивное равномерное помутнение. Если в среду добавлен мел, то наблюдается выделение пузырьков углекислого газа. Клетки бактерий находятся во взвешенном состоянии благодаря конвекционным токам, возникающим в результате выделения продуктов реакции. По окончании про округлые колонии с гладкой поверхностью (S-тип), слегка выпуклые сероватого цвета. Встречаются колонии звездчатой формы, шероховатые( R-тип).Описаны также единичные случаи образования слизистых колоний (О-тип). По размеру колоний молочнокислые палочки бывают мелкие (диаметр менее 2 мм), средние (2-4 мм) и крупные (более 4 мм в диаметре).

 

Молочнокислые палочки являются факультативными (условными) анаэробами, так как лучше растут без доступа воздуха. При глубинном посеве на твердую питательную среду образуются плотные колонии в виде правильных линз (чечевицеобразные) треугольной и неправильной формы или нежные, напоминающие снежинку или комочек ваты. Вокруг колоний образуется зона растворения мела. Хороший рост наблюдается в полужидкой питательной среде, содержащей 0,15-0,75% агара. Небольшие концентрации агара обеспечивают низкий окислительно-восстановительный потенциал среды и создают микроаэрофильные условия. По характеру роста в полужидкой среде М. Тоом, А. Ленцнер, М. Воронина, М. Микельсаар выделили пять вариантов: рост шариками, в виде продольной полосатости, придонный, поверхностный и равномерное помутнение среды.

Температурный диапазон жизнедеятельности лактобактерий широк : температура для них является 10 градусов Цельсия . Для термофильных видов оптимальная температура колеблется в пределах 38-45 градусов , а минимальная -20-22 градуса Цельсия.(Асонов Н.Р.,2007.)

 

2.6.Виды .

Наиболее важными в техническом отношении из молочнокислых бактерий являются:

1. Молочнокислый стрептококк ( Streptococcus lactis) , относится к гомоферментативным молочнокислым бактериям, находится почти во всех молочных продуктах, является основной частью микрофлоры простокваш.

2. Сливочный стрептококк (Str. Cremoris) представляет собой длинные цепочки сферических клеток.

К гетероферментативным молочнокислым бактериям относятся молочнокислые стрептококки.

3.Ароматобразующие ( Str. Citrovorus, Str. Diacetilactis) придают кисломолочным продуктам приятные вкус и аромат.

4.Ацидофильная палочка (Lactobact. Acidophilus) термофильная бактерия.

 

2.7.Два основных рода молочнокислых бактерий.

1. Род Streptococcus вид Streptococcus Lactis — это кокки овальной формы 0.8-1.2 мкм, которые образуют цепочки различной длины. При старении цепочка дробится.

Вид Streptococcus diacetilactis — это более мелкие кокки, диаметр которых 0.5-0.7 мкм. Они образуют цепочки различной длины, продукты жизнедеятельности которых придают аромат продукту.

2. Род Lactobacillus — представляет собой палочковидные клетки:6- 8 мкм длиной, образующие короткие цепочки. Неспорообразующие.

Наиболее широко распространены:

-Lactobacillus bulgaricum.

-Lactobacillus acidophillum.

2.8.Практическое использование молочнокислых бактерий.

Молочнокислые бактерии используют в процессе приготовления ряда молочных продуктов. При помощи молочнокислого брожения получают творог, сметану, простоквашу, кефир, кумыс, ацидофильное молоко, различные сыры, кислосливочное масло и другие продукты. Изготовляют эти продукты на специальных заквасках, содержащих чистые культуры молочнокислых бактерий, которые применяют в молочном деле с 1888 г. (сначала для изготовления масла, а затем и других продуктов).

 

Для получения многих кисломолочных продуктов, в том числе и сыров, используют гомоферментативные мезофильные и термофильные молочнокислые бактерии.

 

Молочнокислое брожение крайне необходимо в хлебопечении при изготовлении ржаного хлеба и в производстве жидких дрожжей.

 

При помощи некоторых штаммов молочнокислых бактерий получают молочную кислоту. Для этой цели активными штаммами Thermobacterium cereale сбраживают мелассу, рафинадную патоку, товарный сахар и крахмал (картофельный и кукурузный), предварительно осахаренный, а культурами Lactobact. bulgaricum или Streptococcus lactis — молочную сыворотку.

 

Молочная кислота, получаемая брожением, широко применяется в народном хозяйстве. Молочной кислотой подкисляют фруктовые соки и эссенции, лимонады, маринады, сиропы. Ее используют при изготовлении консервов мясных, рыбных и растительных.

 

Молочная кислота используется и в медицине. Кроме того, соль ее — лактат меди — применяется при новейших способах гальванопластики, а соли сурьмы и натрия — в текстильной промышленности. Нерастворимые в воде эфиры молочной кислоты незаменимы в производстве пластмасс, лаков, чернил и др.

 

 

 

 

 

 

 

3.Молочнокислые  стрептококки.

Молочнокислый стрептококк - соединенные попарно или в короткие цепочки шаровидные бактерии. Лучше всего развиваются при температуре 30-35°С, их температурный минимум около 10°С. При брожении накапливают до 1% кислоты.

К молочнокислым стрептококкам относят мезофильные стрептококки Streptococcus lactis, Str. cremoris и ароматобразующие Str. diacetilactis, Str. acetoinicus, Str. paracitrovorus (Leuconostoc citrovorum), Str. citrovorus (Leuconostoc citrovorum ); термофильные Str. thermophilus; энтерококки (молочнокислые стрептококки кишечного происхождения) Str. liquefaciens, Str. faecalis, Str. zymogenes, Str. faecium, Str. durans, Str. bovis.

 

Это грамположительные кокки (рис. 27), образующие короткие или длинные цепочки. Неподвижны, спор и капсул не образуют. Они относятся к факультативно-анаэробным микроорганизмам (микроаэрофилам). Большинство из них не обладают протеолитической активностью, не образуют каталазу. Вызывают расщепление углеводов гомо- или гетероферментативным путем (такое деление связано с количеством получаемых при молочнокислом брожении побочных продуктов — летучих кислот, эфиров, спирта, диацетила и пр.).

По отношению к температуре молочнокислые стрептококки делят на мезофильные и термофильные. Клетки в молоке часто бывают расположены в виде довольно длинных цепочек. Некоторые культуры сливочного стрептококка образуют в молоке сгустки сметанообразной консистенции. Сливочный стрептококк более чувствителен, чем молочный, к неблагоприятным условиям — он хуже развивается в весеннее время, а также в молоке, подвергнутом высокотемпературной обработке. Применяют сливочный стрептококк при производстве сметаны, творога, масла, сыров с низкой температурой второго нагревания.