Тема 9 Млечнокисели бактерии
1 Обща характеристика на млечнокисели бактерии и техните характеристики, видове ферментация
2 Хомоферментативни и хетероферментативни млечнокисели бактерии
3 Получаване на обогатителна култура от млечнокисели бактерии
4 Качествени реакции за млечна киселина
1 Обща характеристика на млечнокисели бактерии
и техните характеристики, видове ферментация
Млечнокиселите бактерии принадлежат към семействатаLactobacillaceaeиStreptococcaceae.Естественото разпределение на млечнокиселите бактерии се определя от техните комплексни хранителни нужди и начин на получаване на енергия. Те почти никога не се срещат в почвата или водоемите. В естествени условия се срещат:
в млякото, млечните продукти, в местата за преработка на мляко (Lactobacillusbulgaricus,Lactobacilluslactisи други лактобацили;Streptococcuslactis);
върху повърхността на растенията като епифитна микрофлора и върху разлагащи се растителни остатъци (Lactobacillusplantarum,Lactobacillusbrevis,Leiconostocmesenteroides);
в червата и върху лигавиците на хора и животни като представители на нормалната микрофлора (Lactobacillusacidophilus,Bifidobacteriumbifidum,Streptococcuspneumoniae,Streptococcuspyogenes,Streptococcusfaecalis,Streptococcusbovis(зелен стрептокок)и др.).
Поради факта, че млечнокисели бактерии се използват за приготвяне на хранителни продукти и действат като патогени при хора и животни, те представляват група с голямо икономическо значение.
Клетъчна морфология.Това е морфологично хетерогенна група от бактерии, тявключва пръчковидни и сферични организми с дължина от 0,7–1,1 до 3,0–8,0 µm, разположени поединично или събрани във вериги. Всички млечнокисели бактерии са грам-положителни, не образуват ендоспори (с изключение наSporolactobacillus inulinus), капсули и по-голямата част от тях са неподвижни. Формата и дължината на клетките в различни култури от един и същи вид млечнокисели бактерии често зависят от състава на средата, наличието на кислород и метода на култивиране.
Физиологични и биохимични свойстваТова са факултативни анаероби, които използват въглехидрати като източник на енергия и образуват млечна киселина като основен продукт на ферментация (на тази основа те се обединяват в отделна голяма група микроорганизми). Всички млечнокисели бактерииимат комплексни изисквания към растежни фактори:витамини от група В, аминокиселини, пурини и пиримидини. Отличителнафизиологична характеристика на млечнокисели бактериие тяхната висока устойчивост на млечна киселина, която е следствие от техния енергиен метаболизъм. Способността на млечнокиселите бактерии да образуват и понасят доста високи концентрации на млечна киселина е от голяма селективна стойност, тъй като това свойство им позволява успешно да се конкурират с повечето други бактерии в богата на хранителни вещества среда.
Млечнокиселите бактерии обикновено са способни само на ферментация.
Млечнокисела ферментацияе анаеробно разграждане на въглехидрати от млечнокисели бактерии за образуване на млечна киселина и други продукти. В зависимост от това кои млечнокисели бактерии предизвикват тази ферментация и какви продукти се образуват, тя бива два вида -типична,илихомоферментативна,иатипичен,илихетероферментативен.
Химията на хомоферментативната млечнокисела ферментацияе проста. Състои се в гладкото разделяне на хексозата на две молекули млечна киселина, без образуване на газообразни продукти, съгласно следното обобщено уравнение:
Междинните продукти на тази ферментация са пирогроздена киселина и водород. Чрез добавяне на водород пирогроздената киселина образува млечна киселина.
Химията на атипичната млечнокисела ферментацияе по-сложна, тъй като тук, когато ферментират въглехидрати, заедно с млечната киселина, хетероферментативните бактерии образуват редица други съединения: оцетна и янтарна киселина, етилов алкохол, въглероден диоксид и водород. Усложняването на процеса на ферментация се дължи на факта, че тези бактерии съдържат в клетките си ензима карбоксилаза, докато при хомоферментативните бактерии той липсва. Общата химия на този процес може да бъде представена чрез схематично уравнение, както следва:
Млечнокисели бактерии могат да бъдат разделени на две физиологични и биохимични подгрупи, различаващи се по продуктите, които се образуват от глюкозата в резултат на ферментация (тази класификация е предложена през 1925 г. от A.I. Kluiver, G.L. Donker): хомоферментативни и хетероферментативни.