Luonto kaikki on niin harmonisesti järjestetty, että tässä maailmassa jokaisella on oma paikkansa ja hän on mukana tehtävissä, jotka hänelle on määrätty, olipa kyseessä luonnon kruunu - uskomattoman monimutkainen ihminen tai mikroskooppisin organismi. Jokainen tekee oman osansa tehdäkseen maailmasta paremman paikan. Tämä koskee myös erilaisia bakteereja, jotka maailman luojan suuren suunnitelman mukaan tuovat ihmisille paitsi etuja, myös tiettyjä vahinkoja. Mieti, mitä termofiiliset maitohappobakteerit ovat ja mikä on niiden paikka elämässämme. Ovatko ne hyviä vai huonoja?
Ominaisuudet ja olemus
Planeetallamme elää kokonainen armeija erilaisia mikro-organismeja, jotka ovat näkymättömiä silmälle, mutta erittäin aktiivisia eivätkä aina hyödyllisiä. Yksi tällainen hyödyllinen mikromuodostus on termofiilinen bakteeri. Bakteeri elää kuumissa lähteissä ja lisääntyy melko korkeissa lämpötiloissa - yli 45 astetta. Näiden mikro-organismien kokonaisia pesäkkeitä on tunnistettu planeettamme eri geotermisiltä vyöhykkeiltä,kuten kuumien luonnonlähteiden vedet. Termofiiliset bakteerit selviävät, koska niissä on erityisiä entsyymejä, jotka voivat toimia korkeissa lämpötiloissa. Heille suotuisin lämpötilajärjestelmä on 50-65 asteen käytävä. Tällaisissa olosuhteissa bakteerit voivat tuntea olonsa mukavaksi ja lisääntyä vapaasti.
Monet ihmiset haluaisivat tietää, missä lämpötilassa termofiiliset bakteerit kuolevat voidakseen hallita niiden määrää. Tältä osin haluaisin huomauttaa, että tutkijat eivät ole vielä pystyneet saamaan tarkkoja tietoja tästä. Tieteen nykyisessä kehitysvaiheessa tiedetään vain, että termofiilien enimmäislämpötilan indikaattori on 68-75 astetta. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että bakteerit kuolevat tällaisen kuumennuksen seurauksena - optimaalisesta hoito-ohjelmasta poikkeaminen tekee heidän elämästään vähemmän mukavaa ja intensiivistä, hidastaa solujen kasvua ja hidastaa aineenvaihduntaprosesseja.
Voiko bakteereja tappaa? Mikä heihin vaikuttaa?
Jotta termofiiliset bakteerit kuolisivat, tarvitaan paljon suurempi ylitys ylärajasta. Nykyään tiedemiehet ovat pystyneet osoittamaan, että korkein tunnettu lämpötila, jossa nämä mikro-organismit voivat elää, on 122 celsiusastetta. Laboratorio-olosuhteissa ei ole mahdollista luoda suurempaa lämpöä. Siksi ei ole vielä mahdollista määrittää, missä lämpötilassa termofiiliset bakteerit kuolevat. Tiedetään vain, että voimakkaat lämpötilanvaihtelut vaikuttavat erittäin haitallisesti bakteerien elämään: viljelmän kehitys voi pysähtyä, muttakuoleeko hän on kysymys.
Lajikkeet ja niiden kuvaukset
Mikro-organismien lämpötilamieltymyksiä arvioitaessa ne voidaan jakaa kolmeen pääryhmään: psykofiilisiin, mesofiilisiin ja itse asiassa termofiilisiin. Kaikki ne ovat riippuvaisia lämmöstä, mutta eroavat lämpötilatilojen suhteen.
Psykofiiliset bakteerit ovat siis vähiten lämpöriippuvaisia ja suosivat lämpötila-aluetta nollasta +10 asteeseen. Tämä on heille optimaalinen kehityskäytävä, mutta ne voivat lisääntyä sekä -5 asteessa että +15 asteessa.
Seuraavaksi - mesofiiliset termofiiliset bakteerit, joiden mukavuusalue on 30-40 celsiusastetta. Bakteerit voivat hyvin kasvaa ja lisääntyä, kun lämpötila laskee 10 asteeseen tai nousee 50 asteeseen. Optimaalinen taso näiden organismien kasvulle on 37 astetta.
Ja lopuksi termofiiliset bakteerit - niiden aktiivista kasvua havaitaan, kun lämpötila nousee yli 50 astetta. Niiden tärkein erottuva piirre on kiihtynyt aineenvaihdunta. Viimeaikaisten tutkimusten mukaan on todettu, että lämpötilan vaikutuksesta proteiineissa ja lipideissä tapahtuu merkittäviä muutoksia, joilla on suuri rooli kaikissa elämänprosesseissa.
Termofiilien alaryhmät
Eloisa esimerkki tästä ovat esimerkkejä termofiilisistä bakteereista, jotka on myös jaettu useisiin itsenäisiin alaryhmiin:
- Äärimmäiset termofiilit, joiden optimaalinen lämpötila on 80 astetta, vähintään 60 ja maksimi 105 astetta.
- Stenotermofiilit eli fakultatiiviset, joiden vaihteluväli on 55-65 astetta, mutta osoittavat kykyä lisääntyä, vaikka lämpötila laskee 20 asteeseen. Korkein kasvukyky havaitaan 20-40 asteessa.
- Eurotermofiilit pitävät parempana 37-48 astetta. Pakollisten termofiilien erityispiirre on, että ne eivät menetä kykyään kasvaa edes 70 asteessa, mutta ne eivät kasva alle 40 asteen.
- Lämpöherkät aineet, joiden optimaalinen indikaattori on enintään 48 astetta, alin lämpötila, jossa ne voivat kasvaa, on 10 astetta ja enimmäislämpötila on 55-60. Ne eroavat mesofiileistä samoissa optimaalisissa lämpötiloissa siinä, että lämpötilakynnyksen noustessa bakteerit jatkavat kasvuaan.
Anaerobiset termofiilit
Termofiilisten organismien nopean kasvun kyky antaa niille erinomaisen mahdollisuuden käyttää eri elämänalueilla - teollisuudessa tai maataloudessa ja jopa kotitalouksien tasolla. Samaan aikaan mesofiilisillä ja termofiilisillä maitohappobakteereilla on samanlaiset eristysmenetelmät. Ero havaitaan vain kasvulämpötiloissa. Tarkan optimaalisen lämpötilatason määrittämiseksi viljelmää on passivoitava yhden tai kahden kuukauden ajan tai toisin sanoen kylvettävä uudelleen tietyllä lämpötila-alueella.
Luonnossa monenlaiset termofiiliset bakteerit ovat laajalle levinneitä ja elävät erilaisissa olosuhteissa. Ne rakastavat lämpöä ja tuntevat olonsa erittäin mukavaksi ihmisen mahassa, ja niitä löytyy myös eläimistä, kasveista, maaperästä, vedestä ja monista muista ympäristöistä,tarjoaa suotuisat edellytykset kehittymiselle. Jotkut bakteerit tarvitsevat ilmaa kasvaakseen, kun taas toiset eivät tarvitse happea ollenkaan. Tämän happiriippuvuuden merkin mukaan termofiiliset organismit jaetaan aerobisiin ja anaerobisiin.
Anaerobinen sisältää useita erillisiä ryhmiä:
- Voihappo - käymisen aikana ne tuottavat voihappoa, syövät sokeria, pektiinejä, dekstriinejä ja tuottavat happoja - etikka- ja voihappoa sekä vetyä ja hiilidioksidia. Hyödyllisistä ominaisuuksista voidaan erottaa asetonin, etyyli-, butyyli- ja isopropyylialkoholien valmistus. Löytyy termofiilisissä ja mesofiilisissä muodoissa.
- Selluloosa elää jokilietteessä, kompostissa ja kasvitähteissä. Nämä termofiiliset kompostibakteerit ovat ihanteellisia ja niitä käytetään laajasti maatalousalalla. Maaperässä tai humuksessa nämä bakteerit aktivoituvat 60-65 asteessa. On myös mesofiilinen muoto - Omelyanskyn keppi. Nämä bakteerit hajottavat selluloosaa erityisen entsyymin avulla vapauttaen hiilidioksidia, vetyä, etyylialkoholia, useita happoja - muurahais-, etikka-, fumaari-, maito- ja muita orgaanisia happoja.
- Metaania muodostavat elävät samassa paikassa kuin selluloosa, ja niitä viljellään siellä. Tässä ryhmässä tutkituimmat lajit ovat metanobakteeri ja metanobasilli. Ne eivät pysty itiöimään, ja niiden käyttökelpoisuus piilee kyvyssä tuottaa antibiootteja, vitamiineja, entsyymejä käyttämällä jätevettä ja kotitalousjätteitä ruoaksi.
- Rikinpoistoaineet löytyvät useimmiten vierestäselluloosaa ja elää sulfaattien pelkistämisellä. Niissä on soikeita itiöitä, jotka sijaitsevat lähempänä yhtä bacillus bacillus -päästä - terminaalista tai subterminaalista.
- Maitohappo – erityinen suuri ryhmä maidossa eläviä bakteereja. Nämä termofiiliset maitohappobakteerit voivat olla sekä hyödyllisiä ihmisille että erittäin haitallisia. Jotkut niiden lajit voivat syntetisoida erityisiä aromaattisia aineita. He antavat maidolle altistumisen jälkeen miellyttävän maun ja aromin raejuustolle tai kermalle. Tällaiset termofiiliset maitohappobakteerit ovat fakultatiivisia anaerobisia, joten ne voivat lisääntyä optimaalisesti ilman happea tai ympäristössä, jossa siitä on suuri puute.
Maitohappo
Maitohappobakteerit jakautuvat kokkiin ja sauvoihin. Ensimmäiset koostuvat useista soluista, jotka on kytketty ketjuun - streptokokkeja, ja niillä on homo- ja heterogeeninen fermentaatio. Homofermentatiiviset streptokokit fermentoivat maidossa olevaa sokeria elävän jogurtin valmistamiseksi. Heteroentsymaattiset erittävät rinnakkain myös aromaattisia aineita, kuten diasetiinia ja sytoiinia. Niiden solut ovat muodoltaan pyöreitä tai soikeita, värjäytyvät hyvin Gramin mukaan eivätkä muodosta itiöitä tai kapseleita. Ne ovat ilmaa sietäviä ja voivat esiintyä ilman läsnä ollessa. Heillä ei kuitenkaan ole kykyä suorittaa aerobista hengitystä, ja he haluavat jatkaa tavallista maitohappokäymisprosessiaan. Syödäkseen he tarvitsevat paljon vitamiineja, proteiineja, orgaanisia happoja. maidossabakteerit aiheuttavat sen koaguloitumisen, tiheän, tasaisen hyytymän muodostumisen pienellä määrällä seerumia. Aromia tuottavien maitohappostreptokokkien ansiosta juustoon ilmestyy vietteleviä kuplia, joilla on ominainen tuoksu ja alhainen happomuodostuskyky. Coccit ovat erittäin alkoholinkestäviä ja vaativat korkean happamuuden.
Maitohappopuikkoja
Maitohappotikut - niitä kutsutaan muuten laktobasilleiksi - voivat olla joko yksittäisiä tai pareittain. Useimmiten käytetään asidofiilisiä laktobasilleja, erityisesti bulgarialaista sauvaa, joka on osa aloitusviljelmiä ja mahdollistaa maukkaan ja terveellisen jogurtin valmistamisen. Jopa meijeriteollisuudessa streptobakteerit ja beetabakteerit ovat suosittuja. Nämä organismit ovat täysin liikkumattomia eivätkä muodosta itiöitä tai kapseleita, vaan ne värjäytyvät hyvin grammalla.
Maitohappotermofiilit ovat fakultatiivisia anaerobeja. Niistä voi tulla monoentsymaattisia, joilla on korkea hapon muodostusnopeus, tai heroentsymaattisia, joilla on kyky prosessoida fruktoosia rinnakkain, mikä johtaa heksahydrisen alkoholin mannitolin, asetaattien, laktaattien ja hiilidioksidin muodostumiseen. Proteiinit ovat melko heikosti prosessoituja, joten kasvaakseen ne edellyttävät aminohappojen läsnäoloa ympäristössä. Jotkut tikut pystyvät tuottamaan katalaasia, entsyymiä, joka hajottaa vetyperoksidia tai asetaldehydiä, joka antaa juustolle makua ja aromia.
Maitohapon lämmönkestävät tikut säilyvät maidossa, kun ne pastöroidaan 85-90 asteen lämpötilassa. Ne kestävät hyvin desinfiointiaineita ja aiheuttavat siten huomattavaa haittaa elintarvikeyrityksille. Ne ovat Escherichia coli -antagonisteja. Löytyy hapantaikinasta tai vähän pastöroidusta maidosta.
Termofiilit, jotka eivät pysty hengittämään ilman happea
Aerobiset termofiilit, jotka eivät pysty hengittämään ilman happea, jaetaan myös kahteen erilliseen ryhmään:
- Äärimmäinen termofiilinen - gramnegatiiviset sauvat, jotka eivät pysty liikkumaan, liittyvät obligaatteihin bakteereihin, joiden kasvu tapahtuu optimaalisessa 70 asteen lämpötilassa. Lämpötilan noustessa tikut muuttuvat ohuiksi langoiksi. Elä massaksi kuumavesilähteissä ja läheisessä maaperässä.
- Itiöitä muodostavat muodot ovat samanlaisia kuin mesofiiliset. Elävät ja leviävät hyvin löysätyssä maassa tai hiilihapotetussa vesissä.
Kaikkien tämäntyyppisten mikro-organismien tarkastelun jälkeen on huomattava, että termofiilisten bakteerien ilmaantuminen on niiden aromorfoosia elinympäristöön. Kuten muutkin elävät organismit, bakteerit voivat myös sopeutua täydellisesti ympäristöolosuhteiden muutoksiin evoluution aikana. Samalla he nostavat merkittävästi organisaationsa tasoa ja hankkivat uusia kykyjä.
Edut ja haitat
Mitkä ovat termofiilisten bakteerien haitat ja hyödyt? Elintarviketeollisuudessa käytetyt maitohappotikut tuovat ihmiselle kiistattomia etuja. Koska ne ovat osa erilaisia alkuruokakulttuureja, ne tuottavat maukkaita jahyödyllisiä maitohappotuotteita, joilla on erittäin positiivinen vaikutus kaikkiin ihmiskehon järjestelmiin, jotka auttavat säätelemään aineenvaihduntaprosesseja, normalisoivat ruoansulatuskanavaa ja auttavat kaikin mahdollisin tavoin suojaamaan kehoa erilaisilta mätäneviltä bakteereilta, puhdistaen sen samanaikaisesti kertyneeltä myrkkyistä ja myrkkyistä. Mikroflooran koostumuksen parantamisen lisäksi termofiiliset bakteerit rauhoittavat hermostoa, estävät antibioottien vaikutusta ja lisäävät vastustuskykyä.
Elintarviketeollisuuden lisäksi tämän tyyppisiä bakteereja käytetään melko laaj alti farmakologialla ja kosmeettisella alalla. Niiden pohj alta valmistetaan erilaisia probiootteja sekä kosmetiikkaa, joka antaa iholle hoitoa ja joustavuutta, ja sitä käytetään myös sen valkaisuun ja palauttamiseen. Elävät jogurtimaskit voivat tehdä ihmeitä.
Maassa ja kompostissa elävät termofiiliset ja mesofiiliset bakteerit auttavat kierrättämään orgaanista ainesta ja lannoittaa maaperää hyvän kasvien kasvun varmistamiseksi. Päästetty metaani voidaan menestyksekkäästi käyttää talojen ja teollisuuslaitosten lämmitykseen. Näin suurella hyödyllä termofiilisten sauvojen elintarviketeollisuudelle aiheuttamaa pientä haittaa tasoittaa altistuminen bakteereja tappaville lääkkeille ja jatkuva elintarviketuotantolaitteiden valvonta.
Johtopäätös
Tässä artikkelissa esitimme peruskäsitteet niin suuresta ja vähän tutkitusta luokasta kuin bakteerit. Edellä olevasta materiaalista seuraa, että termofiiliset bakteeritIhminen käyttää niitä jo nykyään laaj alti omaksi hyödykseen. Mutta tämä prosessi ei ole vielä kaukana, ja meitä odottaa monia muita miellyttäviä ja hyödyllisiä löytöjä.
