Ljekoviti pripravci od živih mikroorganizama. Bakterije - dobre, loše, vječne Gdje se koriste bakterije

Zbog velikog izbora enzima koje sintetiziraju, mikroorganizmi mogu obavljati mnoge kemijske procese učinkovitije i ekonomičnije nego da se ti procesi provode kemijske metode. Proučavanje biokemijske aktivnosti mikroorganizama omogućilo je odabir uvjeta za njihovu maksimalnu aktivnost kao proizvođača različitih korisnih enzima - patogena potrebnih kemijske reakcije i procese. Mikroorganizmi se sve više koriste u raznim granama kemijske i prehrambene industrije, poljoprivredi i medicini.

U našoj zemlji stvorena je i uspješno se razvija nova industrija - mikrobiološka, ​​čija se sva proizvodnja temelji na djelovanju mikroorganizama.

Mikroorganizmi uz pomoć kojih se proizvode prehrambeni proizvodi nazivaju se kulturama. Dobivaju se iz čistih kultura koje su izolirane iz pojedinačnih stanica. Potonji su pohranjeni u muzejskim zbirkama i opskrbljeni raznim industrijama.

Kao rezultat kemijskih reakcija koje provode kulturni mikroorganizmi, biljne ili životinjske sirovine pretvaraju se u prehrambene proizvode. Mnogi vitalni prehrambeni proizvodi dobivaju se uz pomoć mikroorganizama, a iako je njihova proizvodnja čovjeku poznata od davnina, uloga mikroorganizama u njoj otkrivena je relativno nedavno.

Pekarska proizvodnja.

Pečenje kruha temelji se na aktivnosti kvasca i bakterija mliječne kiseline koje se razvijaju u tijestu. Zajedničko djelovanje ovih mikroorganizama dovodi do fermentacije šećera u brašnu. Kvasci izazivaju alkoholno vrenje, a bakterije mliječne kiseline mliječno kiselo vrenje. Rezultirajuća mliječna i druge kiseline zakiseljuju tijesto, održavajući optimalnu pH razinu za aktivnost kvasca. Ugljični dioksid rahli tijesto i ubrzava njegovo zrenje.

Upotrebom kultura mikroorganizama u obliku prešanog pekarskog kvasca, osušenih ili tekućih predjela poboljšava se okus i miris kruha.

Proizvodnja sira.

Proizvodnja sira temelji se na djelovanju mnogih vrsta mikroorganizama: bakterija mliječne kiseline (termofilni streptokok), bakterija propionske kiseline i dr. Pod utjecajem bakterija mliječne kiseline dolazi do nakupljanja mliječne kiseline i fermentacije mlijeka, pod utjecajem drugih korisnih mikroorganizama , sir sazrijeva. U ovaj proces sudjeluju i neke plijesni. Sirište i bakterije mliječne kiseline proizvode duboku razgradnju bjelančevina, šećera i masti. Razne bakterije uzrokuju nakupljanje hlapljivih kiselina u oštrim sirevima, dajući im specifičnu aromu.

Proizvodnja fermentiranih mliječnih proizvoda.

Svježi sir, vrhnje, maslac, acidofil i jogurt pripremaju se od čistih kultura uz korištenje različitih starter kultura. Mlijeko je prethodno pasterizirano. Mezofilne bakterije mliječne kiseline koriste se za proizvodnju svježeg sira i kiselog vrhnja; fermentirano pečeno mlijeko, Varenets i slični proizvodi - termofilni streptokoki i bugarski bacil; acidophilus - bakterije mliječne kiseline otporne na kiselinu; kefir - višekomponentne starter kulture koje se sastoje od kvasca, bakterija mliječne kiseline i često octene kiseline. Za izradu uzgojenog maslaca u pasterizirano vrhnje dodaje se starter bakterija mliječne kiseline i čuva do potrebne kiselosti.

Proizvodnja piva, alkohola, destilerija i vina.

Vino, pivo, kvas, votka i druga pića pripremaju se pomoću kvasca koji uzrokuje alkoholno vrenje tekućina koje sadrže šećer. Kao rezultat fermentacije tekućine (sladovina, kaša, sok itd.) nastaju alkohol, CO 2 i male količine nusproizvoda. Bakterije mliječne kiseline imaju pomoćnu ulogu: one zakiseljuju okoliš i olakšavaju aktivnost kvasca (na primjer, u proizvodnji kvasa). U proizvodnji alkohola i piva koriste se i enzimski pripravci gljivičnog i bakterijskog podrijetla za saharificiranje kaša.

Kiseljenje i soljenje.

Bit ovog načina konzerviranja je stvaranje uvjeta za povlašteni razvoj jednih mikroorganizama - bakterija mliječne kiseline - i suzbijanje razvoja drugih - bakterija truljenja. Fermentiraju se kupus, krastavci, rajčice, jabuke i lubenice. Ova metoda se koristi i kod skladištenja stočne hrane za dugotrajnu pohranu - fermentira se zelena masa od začinskog bilja, biljnih ostataka i sl. Taj se postupak naziva siliranje stočne hrane.

Dobivanje organskih kiselina.

Octena, mliječna i limunska kiselina također se proizvode uz pomoć mikroorganizama. Mliječna kiselina se proizvodi fermentacijom iz sirovina koje sadrže šećer - melase, škroba, sirutke itd.

Bakterije mliječne kiseline uzgajaju se na podlogama koje sadrže do 15% šećera. Prinos mliječne kiseline doseže 60-70% mase šećera sadržanog u kaši.

Industrijska proizvodnja octa za prehrambene potrebe temelji se na octeno kiselom vrenju. Bakterije octene kiseline u posebnim bačvama na bukovim strugotinama oksidiraju dolazni hranjivi medij - otopinu octeno-alkohola - u octenu kiselinu.

Limunska kiselina se prije dobivala iz agruma. Trenutno se dobiva i fermentacijom. Uzročnik vrenja je gljiva Aspergillus niger, glavna sirovina je crna melasa. Fermentacija se odvija u otopini koja sadrži 15% šećera u aerobnim uvjetima na temperaturi od oko 30 °C. Limunska kiselina koristi se u konditorskoj industriji, proizvodnji bezalkoholnih pića, sirupa, kuhanju i medicini.

Mikrobiološki procesi naširoko se koriste u različitim sektorima nacionalnog gospodarstva. Mnogi se procesi temelje na metaboličkim reakcijama koje se odvijaju tijekom rasta i razmnožavanja određenih mikroorganizama.

Uz pomoć mikroorganizama proizvode se bjelančevine krmiva, enzimi, vitamini, aminokiseline, organske kiseline i dr.

Glavne skupine mikroorganizama koji se koriste u prehrambenoj industriji su bakterije, kvasci i plijesni.

Bakterije. Koriste se kao aktivatori mliječne kiseline, octene kiseline, maslačne kiseline i aceton-butilnog vrenja.

Uzgojene bakterije mliječne kiseline koriste se u proizvodnji mliječne kiseline, u pekarstvu, a ponekad iu proizvodnji alkohola. Oni pretvaraju šećer u mliječnu kiselinu prema jednadžbi

C6H12O6 ® 2CH3 – CH – COOH + 75 kJ

U proizvodnji raženog kruha sudjeluju prave (homofermentativne) i neprave (heterofermentativne) bakterije mliječne kiseline. Homofermentativi sudjeluju samo u stvaranju kiseline, dok heterofermentativi zajedno s mliječnom kiselinom stvaraju hlapljive kiseline (uglavnom octenu), alkohol i ugljični dioksid.

U industriji alkohola, mliječno-kisela fermentacija se koristi za zakiseljavanje sladovine od kvasca. Divlje bakterije mliječne kiseline nepovoljno utječu na tehnološke procese proizvodnje fermentacije i pogoršavaju kvalitetu gotovog proizvoda. Nastala mliječna kiselina inhibira vitalnu aktivnost stranih mikroorganizama.

Maslačno kiselinsko vrenje, uzrokovano bakterijama maslačne kiseline, koristi se za proizvodnju maslačne kiseline, čiji se esteri koriste kao aromatske tvari.

Bakterije maslačne kiseline pretvaraju šećer u maslačnu kiselinu prema jednadžbi

C6H12O6 ® CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + H2 + Q

Bakterije octene kiseline koriste se za proizvodnju octa (otopina octene kiseline), jer oni su sposobni oksidirati etilni alkohol u octenu kiselinu prema jednadžbi

C2H5OH + O2 ® CH3COOH + H2O +487 kJ

Octeno-kiselo vrenje je štetno za proizvodnju alkohola, jer dovodi do smanjenja prinosa alkohola, a u pivarstvu uzrokuje kvarenje piva.

Kvasac. Koriste se kao sredstva za fermentaciju u proizvodnji alkohola i piva, u vinarstvu, u proizvodnji kvasa za kruh i u pekarstvu.

Za proizvodnju hrane važni su kvasci - Saccharomyces, koji stvaraju spore, i nesavršeni kvasci - non-Saccharomycetes (gljive slične kvascu), koji ne stvaraju spore. Obitelj Saccharomyces podijeljena je u nekoliko rodova. Najvažniji rod je Saccharomyces (saccharomycetes). Rod se dijeli na vrste, a pojedini varijeteti vrste nazivaju se rasama. Svaka industrija koristi zasebne rase kvasca. Postoje prašnjavi i flokulirani kvasci. U prašinastim stanicama stanice su izolirane jedna od druge, dok se u flokulentnim stanicama lijepe zajedno stvarajući ljuskice i brzo se talože.

Kultivirani kvasac pripada obitelji Saccharomyces S. cerevisiae. Optimalna temperatura za razmnožavanje kvasca je 25-30 0C, a minimalna oko 2-3 0C. Na 40 0C prestaje rast, kvasac ugiba, a na niskim temperaturama prestaje razmnožavanje.

Postoje kvasci gornjeg i donjeg vrenja.

Od uzgojenih kvasaca, kvasci donjeg vrenja uključuju većinu vinskih i pivskih kvasaca, a kvasci gornjeg vrenja uključuju alkoholne, pekarske i neke rase pivskih kvasaca.

Kao što je poznato, u procesu alkoholne fermentacije iz glukoze nastaju dva glavna produkta - etanol i ugljikov dioksid, kao i međuproizvodi: glicerin, jantarna, octena i pirogrožđana kiselina, acetaldehid, 2,3-butilen glikol, acetoin. , eteri i fuzelna ulja (izoamil, izopropil, butil i drugi alkoholi).

Fermentacija pojedinih šećera odvija se u određenom slijedu, određenom brzinom njihove difuzije u stanicu kvasca. Glukozu i fruktozu najbrže fermentiraju kvasci. Saharoza kao takva nestaje (invertira) u mediju na početku fermentacije pod djelovanjem enzima b - fruktofuranozidaze kvasca, pri čemu nastaju glukoza i fruktoza, koje stanica lako koristi. Kada u mediju više nema glukoze i fruktoze, kvasac troši maltozu.

Kvasci imaju sposobnost fermentacije vrlo visokih koncentracija šećera - do 60%; također podnose visoke koncentracije alkohola - do 14-16 vol. %.

U prisutnosti kisika alkoholno vrenje prestaje i kvasac dobiva energiju disanjem kisika:

C6H12O6 + 6O2 ® 6CO2 + 6H2O + 2824 kJ

Budući da je proces energetski bogatiji od procesa vrenja (118 kJ), kvasac znatno ekonomičnije troši šećer. Prestanak vrenja pod utjecajem atmosferskog kisika naziva se Pasteurov učinak.

U proizvodnji alkohola koristi se vrsta kvasca S. cerevisiae koja ima najveću energiju vrenja, daje maksimum alkohola i fermentira mono- i disaharide, te neke dekstrine.

Kod pekarskog kvasca cijene se brzorastuće vrste s dobrom snagom dizanja i stabilnošću pri skladištenju.

U pivarstvu se koristi kvasac donjeg vrenja, prilagođen relativno niskim temperaturama. Moraju biti mikrobiološki čisti, imati sposobnost flokuliranja i brzog taloženja na dno aparata za fermentaciju. Temperatura fermentacije je 6-8 0C.

U vinarstvu kvasac je cijenjen jer se brzo razmnožava, ima sposobnost suzbijanja drugih vrsta kvasaca i mikroorganizama te vinu daje odgovarajući miris. Kvasac koji se koristi u proizvodnji vina pripada vrsti S. vini i snažno fermentira glukozu, fruktozu, saharozu i maltozu. U vinarstvu se gotovo sve proizvodne kulture kvasca izoliraju iz mladih vina u različitim područjima.

Zigomicete- kalupi, igraju se velika uloga kao proizvođači enzima. Gljive iz roda Aspergillus proizvode amilolitičke, pektolitičke i druge enzime, koji se koriste u alkoholnoj industriji umjesto slada za saharifikaciju škroba, u pivarstvu pri djelomičnoj zamjeni slada nesladnim sirovinama itd.

U proizvodnji limunske kiseline A. niger je uzročnik fermentacije limunske kiseline, pretvarajući šećer u limunsku kiselinu.

Mikroorganizmi imaju dvostruku ulogu u prehrambenoj industriji. S jedne strane, to su kulturni mikroorganizmi, s druge strane, infekcija ulazi u proizvodnju hrane, tj. strani (divlji) mikroorganizmi. Divlji mikroorganizmi česti su u prirodi (na bobicama, voću, zraku, vodi, tlu) i u proizvodnju ulaze iz okoliša.

Za održavanje odgovarajućih sanitarnih i higijenskih uvjeta u prehrambenim poduzećima, učinkovit način uništavanja i suzbijanja razvoja stranih mikroorganizama je dezinfekcija.

Pročitajte također:

II. ZAHTJEVI ZAŠTITE NA RADU ZA ORGANIZACIJU RADA (PROIZVODNIH PROCESA) U VAĐENJU I PRERADI RIBE I PLODOVA MORA.
Tema: Informationstechnologien (Informacijska tehnologija)
V. Konkurencija između uvoza i domaće proizvodnje
Automatizirana proizvodnja.
Aktivni dio dugotrajne imovine
Analiza korištenja proizvodne opreme.
Analiza iskorištenosti proizvodnih kapaciteta.
Analiza glavnih ekonomskih pokazatelja prerađivačke industrije
ANALIZA PROIZVODNO-GOSPODARSKE DJELATNOSTI POLJOPRIVREDNE ORGANIZACIJE
Analiza proizvodnih rezervi Kursk OJSC "Pribor"

Pročitajte također:

Važnost bakterija u našem životu. Otkriće penicilina i razvoj medicine. Rezultati primjene antibiotika u flori i fauni. Što su probiotici, princip njihova djelovanja na tijelo ljudi i životinja, biljke, prednosti uporabe.

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Primjena mikroorganizama u medicini, poljoprivredi; dobrobiti probiotika

Rodnikova Inna

UVOD

Ljudi su tisućama godina djelovali kao biotehnolozi: pekli su kruh, kuhali pivo, proizvodili sireve i druge proizvode mliječne kiseline, koristeći različite mikroorganizme, a da nisu ni znali za njihovo postojanje.

Zapravo, sam pojam “biotehnologija” pojavio se u našem jeziku ne tako davno, umjesto njega su se koristile riječi “industrijska mikrobiologija”, “tehnička biokemija” itd. Vjerojatno najstariji biotehnološki proces je fermentacija. U prilog tome govori i opis procesa proizvodnje piva otkriven 1981. godine.

tijekom iskapanja Babilona na ploči koja datira otprilike u 6. tisućljeće pr. e. U 3. tisućljeću pr. e. Sumerani su proizvodili do dva tuceta vrsta piva. Ništa manje drevni biotehnološki procesi su vinarstvo, pečenje kruha i proizvodnja proizvoda mliječne kiseline.

Iz navedenog vidimo da je ljudski život dosta dugo bio neraskidivo povezan sa živim mikroorganizmima. A ako su ljudi tolike godine uspješno, iako nesvjesno, “surađivali” s bakterijama, logično bi bilo postaviti pitanje zašto, baš, trebamo proširivati ​​svoje znanje na ovom području?

Uostalom, čini se da je sve u redu, znamo ispeći kruh i skuhati pivo, napraviti vino i kefir, što nam još treba? Zašto nam je potrebna biotehnologija? Neki odgovori mogu se naći u ovom eseju.

LIJEK I BAKTERIJE

Kroz ljudsku povijest (sve do početka dvadesetog stoljeća) obitelji su imale mnogo djece jer su...

vrlo često djeca nisu doživjela odraslu dob; umirala su od mnogih bolesti, čak i od upale pluća, koja je u naše vrijeme lako izlječiva, a da ne govorimo o tako teškim bolestima kao što su kolera, gangrena i kuga. Sve te bolesti uzrokovane su patogenim mikroorganizmima i smatrale su se neizlječivima, ali su na kraju medicinski znanstvenici shvatili da druge bakterije, odnosno ekstrakti njihovih enzima, mogu pobijediti “zle” bakterije.

Alexander Fleming prvi je to primijetio na primjeru elementarne plijesni.

Pokazalo se da se neke vrste bakterija dobro slažu s plijesni, no streptokoki i stafilokoki nisu se razvili u prisutnosti plijesni.

Brojni prethodni eksperimenti s razmnožavanjem štetnih bakterija pokazali su da su neke od njih sposobne uništiti druge i ne dopuštaju njihov razvoj u općem okolišu. Ovaj fenomen je nazvan "antibioza" od grčkog "anti" - protiv i "bios" - život. Dok je radio na pronalaženju učinkovitog antimikrobnog sredstva, Fleming je toga bio itekako svjestan. Nije sumnjao da se na šalici s tajanstvenom plijesni susreo s fenomenom antibioze. Počeo je pažljivo ispitivati ​​kalup.

Nakon nekog vremena čak je uspio izolirati antimikrobnu tvar iz plijesni. Budući da je plijesan kojom se bavio imala latinski naziv vrste Penicilium notatum, dobivenu tvar nazvao je penicilin.

Tako je 1929. godine u laboratoriju londonskog St. Marija je rodila dobro poznati penicilin.

Preliminarni testovi tvari na pokusnim životinjama pokazali su da čak i kada se ubrizgava u krv ne uzrokuje štetu, au isto vrijeme u slabim otopinama savršeno suzbija streptokoke i stafilokoke.

Uloga mikroorganizama u tehnologiji proizvodnje hrane

Flemingov pomoćnik dr. Stuart Graddock, koji je obolio od gnojne upale tzv. maksilarne šupljine, bio je prvi koji se odlučio na uzimanje ekstrakta penicilina.

Mala količina ekstrakta plijesni ubrizgana je u njegovu šupljinu i unutar tri sata bilo je jasno da mu se zdravstveno stanje značajno poboljšalo.

Tako je započela era antibiotika koji su spasili milijune života, kako u mirnodopskim tako iu ratnim vremenima, kada su ranjenici umirali ne od težine rana, već od infekcija koje su s njima povezane. Nakon toga su razvijeni novi antibiotici na bazi penicilina i metode za njihovu proizvodnju za široku upotrebu.

BIOTEHNOLOGIJA I POLJOPRIVREDA

Posljedica proboja u medicini bio je brz demografski porast.

Populacija se naglo povećala, što znači da je bilo potrebno više hrane, a zbog pogoršanja okoliša zbog nuklearnih pokusa, industrijskog razvoja i iscrpljivanja humusa obradive zemlje, pojavile su se mnoge bolesti biljaka i stoke.

U početku su ljudi liječili životinje i biljke antibioticima i to je dalo rezultate.

Razmotrimo ove rezultate. Da, tretirate li povrće, voće, začinsko bilje itd. tijekom vegetacije jakim fungicidima, to će pomoći u suzbijanju razvoja nekih patogena (ne svih i ne potpuno), ali, prvo, to dovodi do nakupljanja otrova i toksina u plodovima, što znači da su korisna svojstva fetusa smanjena, a drugo, štetni mikrobi brzo razvijaju imunitet na tvari koje ih truju i naknadni tretmani moraju se provoditi sa sve jačim antibioticima.

Isti fenomen opaža se u životinjskom svijetu, a nažalost i kod ljudi.

Osim toga, u tijelu toplokrvnih životinja antibiotici uzrokuju niz negativnih posljedica, kao što su disbioza, deformacije fetusa u trudnica itd.

Kako biti? Sama priroda daje odgovor na ovo pitanje! A taj odgovor su PROBIOTICI!

Vodeći instituti biotehnologije i genetskog inženjeringa odavno se bave razvojem novih i selekcijom poznatih mikroorganizama koji imaju nevjerojatnu otpornost i sposobnost "pobjede" u borbi protiv drugih mikroba.

Ovi elitni sojevi kao što su "bacillus subtilis" i "Licheniformis" široko se koriste za liječenje ljudi, životinja i biljaka nevjerojatno učinkovito i potpuno sigurno.

Kako je ovo moguće? Evo kako: tijelo ljudi i životinja nužno sadrži mnoge esencijalne bakterije. Uključeni su u procese probave, stvaranje enzima i čine gotovo 70% ljudskog imunološkog sustava. Ako se iz bilo kojeg razloga (uzimanje antibiotika, loša prehrana) poremeti bakterijska ravnoteža osobe, tada je osoba nezaštićena od novih štetnih mikroba i u 95% slučajeva ponovno će se razboljeti.

Isto vrijedi i za životinje. A elitni sojevi, kada uđu u tijelo, počinju se aktivno razmnožavati i uništavati patogenu floru, jer već spomenuti, imaju veću vitalnost. Dakle, uz pomoć sojeva elitnih mikroorganizama moguće je održavati makroorganizam u zdravlju bez antibiotika iu skladu s prirodom, jer sami po sebi, nalazeći se u tijelu, ovi sojevi donose samo korist, a ne štetu.

Bolji su od antibiotika i zato što:

Odgovor mikrokozmosa na uvođenje superantibiotika u poslovnu praksu očit je i proizlazi iz eksperimentalnog materijala kojim znanstvenici već raspolažu – rađanje supermikroba.

Mikrobi su nevjerojatno savršeni biološki strojevi koji se sami razvijaju i uče, sposobni u svojoj genetskoj memoriji zapamtiti mehanizme koje su stvorili da ih zaštite od štetnih učinaka antibiotika i prenose informacije svojim potomcima.

Bakterije su svojevrsni “bioreaktori” u kojima se proizvode enzimi, aminokiseline, vitamini i bakteriocini koji poput antibiotika neutraliziraju patogene.

Međutim, ne postoji ovisnost o njima, niti nuspojave, tipično kada se koriste kemijski antibiotici. Naprotiv, oni su u stanju očistiti crijevne stijenke, povećati njihovu propusnost za esencijalne hranjive tvari, vratiti biološku ravnotežu crijevne mikroflore i stimulirati cijeli imunološki sustav.

Znanstvenici su iskoristili prirodan način očuvanja zdravlja makroorganizama u prirodi, naime, iz prirodnog okoliša izolirali su bakterije - saprofite, koji imaju svojstvo suzbijanja rasta i razvoja patogene mikroflore, uključujući i u gastrointestinalnom traktu topline. krvave životinje.

Milijuni godina evolucije života na planeti stvorili su tako divne i savršene mehanizme za suzbijanje patogene mikroflore nepatogenom da nema sumnje u uspješnost ovakvog pristupa.

Nepatogena mikroflora pobjeđuje u konkurenciji u neospornoj većini slučajeva, a da nije tako, vi i ja danas ne bismo bili na našem planetu.

Na temelju navedenog, znanstvenici koji proizvode gnojiva i fungicide za poljoprivrednu upotrebu također su pokušali prijeći s kemijskog na biološki pogled.

I rezultati se nisu kasno pokazali! Ispostavilo se da se isti bacillus subtilis uspješno bori protiv čak sedamdeset vrsta patogenih predstavnika koji uzrokuju takve bolesti vrtnih usjeva kao što su bakterijski rak, fusarium wilt, korijenska i bazalna trulež itd., ranije smatrane neizlječivim biljnim bolestima koje se ne mogu liječiti. NIJEDAN FUNGICID to ne može riješiti!

Osim toga, ove bakterije jasno imaju pozitivan utjecaj na vegetacijskoj sezoni biljke: razdoblje punjenja i sazrijevanja plodova se smanjuje, povećavaju se korisna svojstva plodova, smanjuje se sadržaj nitrata u njima itd.

otrovnih tvari, a što je najvažnije, značajno je smanjena potreba za mineralnim gnojivima!

Pripravci koji sadrže sojeve elitnih bakterija već zauzimaju prva mjesta na ruskim i međunarodnim izložbama, osvajaju medalje za svoju učinkovitost i ekološku prihvatljivost. Mali i veliki poljoprivredni proizvođači već su ih počeli aktivno koristiti, a fungicidi i antibiotici postupno postaju prošlost.

Proizvodi tvrtke Bio-Ban su pripravci "Flora-S" i "Fitop-Flora-S" koji nude suha tresetno-humusna gnojiva koja sadrže koncentrirane huminske kiseline (a zasićeni humus je ključ za izvrsnu žetvu) i soj bakterija "bacillus subtilis" za borbu protiv bolesti. Zahvaljujući ovim lijekovima, možete brzo obnoviti iscrpljenu zemlju, povećati produktivnost zemlje, zaštititi svoje usjeve od bolesti, i što je najvažnije, moguće je dobiti izvrsne žetve u rizičnim poljoprivrednim područjima!

Vjerujem da su navedeni argumenti dovoljni da se ocijeni dobrobit probiotika i shvati zašto znanstvenici tvrde da je dvadeseto stoljeće stoljeće antibiotika, a dvadeset i prvo stoljeće stoljeće probiotika!

Slični dokumenti

Selekcija mikroorganizama

Pojam i značaj selekcije kao znanosti o stvaranju novih i usavršavanju postojećih pasmina životinja, biljnih sorti i sojeva mikroorganizama.

Procjena uloge i značaja mikroorganizama u biosferi, te značajke njihove uporabe. Oblici bakterija mliječne kiseline.

prezentacija, dodano 17.03.2015

Biologija životinja

Značenje pauka i insekata u medicini i poljoprivredi, suzbijanje štetočina. Kriteriji za podjelu kralježnjaka na anamnije i amniote. Životni ciklus malaričnog plazmodija.

test, dodan 05/12/2009

Genetski modificirani organizmi. Principi dobivanja, primjena

Glavne metode dobivanja genetski modificiranih biljaka i životinja. Transgeni mikroorganizmi u medicini, kemijskoj industriji, poljoprivredi.

Štetni učinci genetski modificiranih organizama: toksičnost, alergije, onkologija.

kolegij, dodan 11.11.2014

Metode uzgoja životinja i mikroorganizama

Razlike između životinja i biljaka.

Značajke selekcije životinja za rasplod. Što je hibridizacija, njezina klasifikacija. Suvremene sorte selekcije životinja. Područja uporabe mikroorganizama, njihova korisna svojstva, metode i značajke selekcije.

prezentacija, dodano 26.05.2010

Klasifikacija mikroorganizama. Osnove morfologije bakterija

Proučavanje predmeta, glavnih zadataka i povijesti razvoja medicinske mikrobiologije.

Sistematika i klasifikacija mikroorganizama. Osnove morfologije bakterija. Proučavanje strukturnih značajki bakterijske stanice. Važnost mikroorganizama u životu čovjeka.

predavanje, dodano 12.10.2013

Karakteristike mikroorganizama mliječne kiseline, bifidobakterija i bakterija propionske kiseline korištenih u proizvodnji biosladoleda

Probiotici su bakterije koje nisu patogene za ljude i imaju antagonističko djelovanje protiv patogenih mikroorganizama.

Upoznavanje sa svojstvima probiotičkih laktobacila. Analiza fermentiranih mliječnih proizvoda s probiotičkim svojstvima.

sažetak, dodan 17.04.2017

Suvremeno učenje o podrijetlu mikroorganizama

Hipoteze o postanku života na Zemlji.

Proučavanje biokemijske aktivnosti mikroorganizama, njihove uloge u prirodi, životu čovjeka i životinja u djelima L. Pasteura. Genetska istraživanja bakterija i virusa, njihova fenotipska i genotipska varijabilnost.

sažetak, dodan 26.12.2013

Poboljšanje potrošačkih svojstava probiotičkih pripravaka

Utjecaj probiotika na ljudsko zdravlje.

Imunostimulirajuća, antimutagena svojstva bakterija propionske kiseline. Utjecaj joda na biokemijska svojstva probiotičkih bakterija. Kvalitativna svojstva jodiranih pripravaka, biokemijski parametri.

članak, dodan 24.08.2013

Bioinženjering – korištenje mikroorganizama, virusa, transgenih biljaka i životinja u industrijskoj sintezi

Proizvodnja produkata mikrobne sinteze prve i druge faze, aminokiselina, organskih kiselina, vitamina.

Velika proizvodnja antibiotika. Proizvodnja alkohola i poliola. Glavne vrste bioprocesa. Metabolički inženjering biljaka.

kolegij, dodan 22.12.2013

Korištenje korisnih mikroorganizama

Uloga mikroorganizama u prirodi i poljoprivredi.

test, dodan 27.09.2009

MIKROBIOLOŠKA INDUSTRIJA, proizvodnja bilo kojeg proizvoda pomoću mikroorganizama. Proces koji provode mikroorganizmi naziva se fermentacija; spremnik u kojem teče naziva se fermentor (ili bioreaktor).

Procese koji uključuju bakterije, kvasce i plijesni ljudi koriste stotinama godina za proizvodnju hrane i pića te za obradu tekstila i kože, no sudjelovanje mikroorganizama u tim procesima jasno je prikazano tek sredinom 19. stoljeća.

U 20. stoljeću industrija je iskoristila raznolikost izvanrednih biosintetskih sposobnosti mikroorganizama, a fermentacija sada zauzima središnje mjesto u biotehnologiji. Može se koristiti za proizvodnju raznih kemikalija. visok stupanjčistoću i ljekovite proizvode, proizvode pivo, vino, fermentiranu hranu.

U svim slučajevima, proces fermentacije podijeljen je u šest glavnih faza.

Stvaranje okruženja. Prije svega, potrebno je odabrati odgovarajući medij kulture. Mikroorganizmi za rast zahtijevaju izvore organskog ugljika, odgovarajući izvor dušika i razne minerale. Pri proizvodnji alkoholnih pića medij mora sadržavati ječmeni slad, kominu voća ili bobica.

Primjerice, pivo se obično proizvodi od sladovine, a vino od soka od grožđa. Osim vode i eventualno nekih dodataka, ovi ekstrakti čine medij za rast.

Okruženja za proizvodnju kemikalija i lijekova mnogo su složenija. Najčešće se kao izvor ugljika koriste šećeri i drugi ugljikohidrati, ali često i ulja i masti, a ponekad i ugljikovodici.

Izvor dušika najčešće su amonijak i amonijeve soli, kao i razni proizvodi biljnog i životinjskog podrijetla: sojina sačma, sojino zrno, sačma od sjemenki pamuka, sačma od kikirikija, nusproizvodi kukuruznog škroba, klaonički otpad, riblje brašno, ekstrakt kvasca. Formuliranje i optimizacija podloga za uzgoj vrlo je složen proces, a recepture za industrijske podloge su ljubomorno čuvana tajna.

Sterilizacija. Medij mora biti steriliziran kako bi se uništili svi kontaminirajući mikroorganizmi. Sam fermentor i pomoćna oprema također se steriliziraju. Postoje dvije metode sterilizacije: izravno ubrizgavanje pregrijane pare i zagrijavanje pomoću izmjenjivača topline.

Željeni stupanj sterilnosti ovisi o prirodi procesa fermentacije.

Glavne skupine mikroorganizama koje se koriste u prehrambenoj industriji

Trebao bi biti maksimalan kada primate lijekove i kemikalije. Zahtjevi za sterilnost u proizvodnji alkoholnih pića su manje strogi.

Za takve procese fermentacije kaže se da su “zaštićeni” jer su uvjeti stvoreni u okolišu takvi da u njima mogu rasti samo određeni mikroorganizmi. Na primjer, u proizvodnji piva, medij za rast se jednostavno kuha, a ne sterilizira; Fermentor se također koristi čist, ali ne sterilan.

Kultura primanja. Prije početka procesa fermentacije potrebno je dobiti čistu, visokoproduktivnu kulturu. Čiste kulture mikroorganizama pohranjuju se u vrlo malim količinama i pod uvjetima koji osiguravaju njihovu održivost i produktivnost; to se obično postiže skladištenjem na niskim temperaturama.

U fermentor može stati nekoliko stotina tisuća litara hranjive podloge, a proces započinje unošenjem kulture (inokuluma) koja čini 1-10% volumena u kojem će se odvijati fermentacija. Stoga početnu kulturu treba uzgajati u fazama (s potkulturama) dok se ne postigne razina mikrobne biomase koja je dovoljna da se mikrobiološki proces odvija uz potrebnu produktivnost.

Apsolutno je potrebno cijelo to vrijeme održavati čistoću kulture, sprječavajući njezinu kontaminaciju stranim mikroorganizmima.

Održavanje aseptičkih uvjeta moguće je samo uz pažljivu mikrobiološku i kemijsko-tehnološku kontrolu.

Rast u industrijskom fermentoru (bioreaktoru). Industrijski mikroorganizmi moraju rasti u fermentoru pod optimalnim uvjetima za nastanak potrebnog proizvoda.

Ti su uvjeti strogo kontrolirani kako bi se osiguralo da omogućuju rast mikroba i sintezu proizvoda. Dizajn fermentora trebao bi vam omogućiti reguliranje uvjeta rasta - stalnu temperaturu, pH (kiselost ili lužnatost) i koncentraciju kisika otopljenog u mediju.

Konvencionalni fermentor je zatvoreni cilindrični spremnik u kojem se mehanički miješaju medij i mikroorganizmi.

Zrak, ponekad zasićen kisikom, pumpa se kroz medij. Temperatura se kontrolira pomoću vode ili pare koja prolazi kroz cijevi izmjenjivača topline. Ovaj fermentor s miješanjem koristi se kada proces fermentacije zahtijeva puno kisika. S druge strane, neki proizvodi nastaju u uvjetima bez kisika iu tim se slučajevima koriste fermentori drugačije izvedbe. Dakle, pivo se kuha pri vrlo niskim koncentracijama otopljenog kisika, a sadržaj bioreaktora se ne prozračuje niti miješa.

Neki pivovari još uvijek tradicionalno koriste otvorene spremnike, ali u većini slučajeva proces se provodi u zatvorenim, neprozračenim cilindričnim spremnicima koji se sužavaju prema dnu, što omogućuje taloženje kvasca.

Proizvodnja octa temelji se na oksidaciji alkohola u octenu kiselinu pomoću bakterija.

Acetobacter. Proces fermentacije odvija se u spremnicima zvanim acetatori s intenzivnim prozračivanjem. Zrak i medij se usisavaju rotirajućom miješalicom i dovode do stijenki fermentora.

Izolacija i pročišćavanje proizvoda. Po završetku fermentacije bujon sadrži mikroorganizme, neiskorištene nutritivne komponente medija, razne otpadne produkte mikroorganizama, te proizvod koji se želio proizvoditi u industrijskim razmjerima. Stoga je ovaj proizvod pročišćen od ostalih komponenti juhe.

Kod proizvodnje alkoholnih pića (vina i piva) dovoljno je jednostavno odvojiti kvasac filtracijom i filtrat dovesti do kondicije. Međutim, individualni kemijske tvari, dobiveni fermentacijom, ekstrahiraju se iz složene juhe.

Iako su industrijski mikroorganizmi posebno odabrani zbog svojih genetskih svojstava tako da je prinos željenog proizvoda njihovog metabolizma maksimalan (u biološkom smislu), njegova koncentracija je još uvijek mala u odnosu na onu koja se postiže u proizvodnji temeljenoj na kemijskoj sintezi.

Stoga je potrebno pribjeći složenim metodama izolacije – ekstrakciji otapalom, kromatografiji i ultrafiltraciji. Recikliranje i zbrinjavanje otpada od fermentacije. Svaki industrijski mikrobiološki proces stvara otpad: bujon (tekućina koja ostaje nakon ekstrakcije proizvodnog proizvoda); stanice korištenih mikroorganizama; prljava voda koja se koristi za pranje instalacije; voda koja se koristi za hlađenje; voda koja sadrži tragove organskih otapala, kiselina i lužina.

Tekući otpad sadrži mnogo organskih spojeva; ako se ispuste u rijeke, potaknut će intenzivan rast prirodne mikrobne flore, što će dovesti do osiromašenja riječnih voda kisikom i stvaranja anaerobnih uvjeta. Stoga se otpad prije odlaganja podvrgava biološkoj obradi kako bi se smanjio sadržaj organskog ugljika. Industrijski mikrobiološki procesi mogu se podijeliti u 5 glavnih skupina: 1) uzgoj mikrobne biomase; 2) dobivanje metaboličkih produkata mikroorganizama; 3) dobivanje enzima mikrobnog porijekla; 4) dobivanje rekombinantnih proizvoda; 5) biotransformacija tvari.

Mikrobna biomasa. Same mikrobne stanice mogu poslužiti kao krajnji proizvod proizvodnog procesa. U industrijskim razmjerima proizvode se dvije glavne vrste mikroorganizama: kvasac, potreban za pečenje, i jednostanični mikroorganizmi, koji se koriste kao izvor proteina koji se mogu dodavati hrani za ljude i životinje.

Pekarski kvasac se u velikim količinama uzgaja od početka 20. stoljeća. a korišten je kao prehrambeni proizvod u Njemačkoj tijekom Prvog svjetskog rata.

Međutim, tehnologija za proizvodnju mikrobne biomase kao izvora prehrambenih proteina razvijena je tek početkom 1960-ih. Brojne europske tvrtke skrenule su pozornost na mogućnost uzgoja mikroba na supstratu poput ugljikovodika za dobivanje tzv.

protein jednoćelijskih organizama (SOO). Tehnološki trijumf bila je proizvodnja proizvoda koji se dodaje stočnoj hrani, a sastoji se od osušene mikrobne biomase uzgojene u metanolu.

Proces se odvija kontinuirano u fermentoru radnog volumena 1,5 milijuna litara

Međutim, zbog rasta cijena nafte i njenih prerađevina, ovaj projekt je postao ekonomski neisplativ, ustupivši mjesto proizvodnji sojinog i ribljeg brašna. Krajem 80-ih godina prošlog stoljeća demontirana su postrojenja za proizvodnju biološki aktivnog otpada, čime je prekinuto brzo, ali kratko razdoblje razvoja ove grane mikrobiološke industrije. Drugi proces pokazao se više obećavajućim - dobivanje gljivične biomase i gljivičnog proteina mikoproteina korištenjem ugljikohidrata kao supstrata.

Metabolički proizvodi. Nakon dodavanja kulture u hranjivu podlogu, uočava se lag faza kada ne dolazi do vidljivog rasta mikroorganizama; ovo se razdoblje može smatrati vremenom prilagodbe. Zatim se stopa rasta postupno povećava, dostižući konstantnu, maksimalnu vrijednost za dane uvjete; Ovo razdoblje maksimalnog rasta naziva se eksponencijalna ili logaritamska faza.

Postupno se rast usporava, a tzv stacionarna faza. Tada se broj stanica sposobnih za život smanjuje i rast prestaje.

Slijedeći gore opisanu kinetiku, stvaranje metabolita može se pratiti u različitim fazama.

U logaritamskoj fazi nastaju produkti bitni za rast mikroorganizama: aminokiseline, nukleotidi, proteini, nukleinske kiseline, ugljikohidrati itd. Zovu se primarni metaboliti.

Mnogi primarni metaboliti su od značajne vrijednosti. Dakle, glutaminska kiselina (točnije, njezina natrijeva sol) uključena je u mnoge namirnice; lizin se koristi kao dodatak hrani; Fenilalanin je prekursor zamjene za šećer aspartama.

Primarne metabolite sintetiziraju prirodni mikroorganizmi u količinama potrebnim samo za zadovoljenje njihovih potreba. Stoga je zadatak industrijskih mikrobiologa stvoriti mutirane oblike mikroorganizama - superproducente odgovarajućih tvari.

U tom je području postignut značajan napredak: na primjer, bilo je moguće dobiti mikroorganizme koji sintetiziraju aminokiseline do koncentracije od 100 g/l (za usporedbu, organizmi divljeg tipa nakupljaju aminokiseline u količinama izračunatim u miligramima).

U fazi usporavanja rasta iu stacionarnoj fazi neki mikroorganizmi sintetiziraju tvari koje se ne stvaraju u logaritamskoj fazi i nemaju jasnu ulogu u metabolizmu. Te se tvari nazivaju sekundarni metaboliti. Ne sintetiziraju ih svi mikroorganizmi, već uglavnom filamentozne bakterije, gljive i bakterije koje stvaraju spore. Dakle, proizvođači primarnih i sekundarnih metabolita pripadaju različitim taksonomskim skupinama. Ako je pitanje fiziološke uloge sekundarnih metabolita u stanicama proizvođačima bilo predmet ozbiljne rasprave, onda je njihova industrijska proizvodnja od nesumnjivog interesa, budući da su ti metaboliti biološki djelatne tvari: neki od njih imaju antimikrobno djelovanje, drugi su specifični inhibitori enzima, treći su faktori rasta, mnogi imaju farmakološku aktivnost.

Proizvodnja takvih tvari poslužila je kao osnova za stvaranje niza grana mikrobiološke industrije. Prva u tom nizu bila je proizvodnja penicilina; Mikrobiološka metoda za proizvodnju penicilina razvijena je 1940-ih i postavila je temelje moderne industrijske biotehnologije.

Farmaceutska industrija je razvila visoko sofisticirane metode za probir (masovno testiranje) mikroorganizama na sposobnost proizvodnje vrijednih sekundarnih metabolita.

Isprva je svrha probira bila dobivanje novih antibiotika, no ubrzo je otkriveno da mikroorganizmi sintetiziraju i druge farmakološki aktivne tvari.

Tijekom 1980-ih uspostavljena je proizvodnja četiri vrlo važna sekundarna metabolita. To su bili: ciklosporin, imunosupresiv koji se koristi za sprječavanje odbacivanja implantiranih organa; imipenem (jedna od modifikacija karbapenema) je tvar s najširim spektrom antimikrobnog djelovanja od svih poznatih antibiotika; lovastatin je lijek koji snižava razinu kolesterola u krvi; Ivermektin je anthelmintik koji se koristi u medicini za liječenje onkocerkoze ili "riječnog sljepila", kao i u veterini.

Enzimi mikrobnog porijekla. U industrijskim razmjerima, enzimi se dobivaju iz biljaka, životinja i mikroorganizama. Korištenje potonjeg ima prednost jer omogućuje proizvodnju enzima u velikim količinama korištenjem standardnih tehnika fermentacije.

Osim toga, puno je lakše povećati produktivnost mikroorganizama nego biljaka ili životinja, a korištenje tehnologije rekombinantne DNA omogućuje sintetiziranje životinjskih enzima u stanicama mikroorganizama.

Enzimi dobiveni na ovaj način uglavnom se koriste u prehrambenoj industriji i srodnim područjima. Sinteza enzima u stanicama kontrolirana je genetski, pa su postojeći industrijski mikroorganizmi-producenti dobiveni kao rezultat ciljanih promjena u genetici mikroorganizama divljeg tipa.

Rekombinantni proizvodi. Tehnologija rekombinantne DNA, poznatija kao genetski inženjering, omogućuje ugradnju gena viših organizama u genom bakterija. Kao rezultat toga, bakterije stječu sposobnost sintetiziranja "stranih" (rekombinantnih) proizvoda - spojeva koje su prije mogli sintetizirati samo viši organizmi.

Na temelju toga stvoreni su mnogi novi biotehnološki procesi za proizvodnju ljudskih ili životinjskih proteina koji su prije bili nedostupni ili su se koristili uz velike zdravstvene rizike.

Sam pojam "biotehnologija" postao je popularan 1970-ih u vezi s razvojem metoda za proizvodnju rekombinantnih proizvoda. Međutim, ovaj koncept je mnogo širi i uključuje sve industrijske metode koje se temelje na korištenju živih organizama i bioloških procesa.

Prvi rekombinantni protein proizveden u industrijskim razmjerima bio je ljudski hormon rasta. Za liječenje hemofilije koristi se jedan od proteina sustava zgrušavanja krvi, odnosno faktor

VIII. Prije nego što su razvijene metode za proizvodnju ovog proteina putem genetskog inženjeringa, bio je izoliran iz ljudske krvi; uporaba takvog lijeka bila je povezana s rizikom od infekcije virusom humane imunodeficijencije (HIV).

Dugo se vremena dijabetes melitus uspješno liječio životinjskim inzulinom. Međutim, znanstvenici vjeruju da bi rekombinantni proizvod stvarao manje imunoloških problema kada bi se mogao dobiti u čistom obliku, bez nečistoća drugih peptida koje proizvodi gušterača.

Osim toga, očekivalo se da će se broj osoba s dijabetesom s vremenom povećavati zbog čimbenika kao što su promjene u obrascima prehrane, poboljšana medicinska skrb za trudnice s dijabetesom (i posljedično povećanje incidencije genetske predispozicije za dijabetes), i konačno, očekivano produljenje životnog vijeka dijabetičara.

Prvi rekombinantni inzulin pojavio se u prodaji 1982. godine, a do kraja 1980-ih praktički je zamijenio životinjski inzulin.

Mnogi drugi proteini se sintetiziraju u ljudskom tijelu u vrlo malim količinama, a jedini način da se proizvedu u dovoljnoj količini za kliničku upotrebu je tehnologija rekombinantne DNK. Ovi proteini uključuju interferon i eritropoetin.

Eritropoetin, zajedno s čimbenikom koji stimulira mijeloične kolonije, regulira stvaranje krvnih stanica kod ljudi. Eritropoetin se koristi za liječenje anemije povezane sa zatajenjem bubrega i može se koristiti kao pojačivač trombocita u kemoterapiji raka.

Biotransformacija tvari. Mikroorganizmi se mogu koristiti za pretvorbu određenih spojeva u strukturno slične, ali vrjednije tvari. Budući da mikroorganizmi mogu ispoljavati svoj katalitički učinak u odnosu na samo određene tvari, procesi koji se odvijaju uz njihovo sudjelovanje su specifičniji od čisto kemijskih. Najpoznatiji proces biotransformacije je proizvodnja octa pretvorbom etanola u octenu kiselinu.

Ali među proizvodima koji nastaju tijekom biotransformacije postoje i vrlo vrijedni spojevi kao što su steroidni hormoni, antibiotici i prostaglandini. vidi također GENETSKI INŽENJERING. Industrijska mikrobiologija i napredak u genetičkom inženjerstvu(specijalno izdanje časopisa Scientific American).

M., 1984
Biotehnologija. Načela i primjena. M., 1988

Proizvodnja Korištenje mikroorganizama od strane ljudi.

Mikroorganizmi se široko koriste u prehrambenoj industriji, kućanstvima i mikrobiološkoj industriji za proizvodnju aminokiselina, enzima, organskih kiselina, vitamina itd.

Klasična mikrobiološka proizvodnja uključuje vinarstvo, pivarstvo, proizvodnju kruha, mliječno-kiselih proizvoda i prehrambenog octa. Primjerice, vinarstvo, pivarstvo i proizvodnja dizanog tijesta nemogući su bez upotrebe kvasca koji je vrlo rasprostranjen u prirodi.

Povijest industrijske proizvodnje kvasca započela je u Nizozemskoj, gdje je 1870. ᴦ. Osnovana je prva tvornica za proizvodnju kvasca. Glavna vrsta proizvoda bio je komprimirani kvasac s sadržajem vlage od oko 70%, koji se mogao skladištiti samo nekoliko tjedana.

Dugotrajno skladištenje bilo je nemoguće jer su prešane stanice kvasca ostale žive i zadržale svoju aktivnost, što je dovelo do njihove autolize i smrti. Jedan od načina industrijskog konzerviranja kvasca je sušenje. U suhom kvascu, pri niskoj vlažnosti, stanica kvasca je u anabiotičkom stanju i može dugo trajati.

Prvi suhi kvasac pojavio se 1945. godine. Godine 1972. Pojavila se druga generacija suhog kvasca, takozvani instant kvasac.

Primjena mikroorganizama u prehrambenoj industriji

Od sredine 1990-ih pojavila se treća generacija suhog kvasca: pekarski kvasac Saccharomyces cerevisiae, koji kombiniraju prednosti instant kvasca s visoko koncentriranim kompleksom specijaliziranih enzima za pečenje u jednom proizvodu.

Ovaj kvasac ne samo da poboljšava kvalitetu kruha, već se i aktivno odupire procesu ustajanja.

Pekarski kvasac Saccharomyces cerevisiae također se koriste u proizvodnji etilnog alkohola.

U proizvodnji vina koristi se mnogo različitih rasa kvasca za proizvodnju jedinstvene marke vina jedinstvenih kvaliteta.

Bakterije mliječne kiseline sudjeluju u pripremi namirnica poput kiselog kupusa, kiselih krastavaca, kiselih maslina i mnogih drugih kiselih namirnica.

Bakterije mliječne kiseline pretvaraju šećer u mliječnu kiselinu, koja štiti prehrambene proizvode od bakterija truljenja.

Uz pomoć bakterija mliječne kiseline priprema se širok izbor mliječno-kiselih proizvoda, svježeg sira i sira.

Istodobno, mnogi mikroorganizmi igraju negativnu ulogu u ljudskom životu, uzročnici su bolesti kod ljudi, životinja i biljaka; mogu izazvati kvarenje hrane, uništavanje raznih materijala i sl.

Za borbu protiv takvih mikroorganizama otkriveni su antibiotici - penicilin, streptomicin, gramicidin itd., koji su metabolički produkti gljivica, bakterija i aktinomiceta.

Mikroorganizmi opskrbljuju čovjeka potrebnim enzimima.

Tako se amilaza koristi u prehrambenoj, tekstilnoj i papirnoj industriji. Proteaza uzrokuje razgradnju proteina u različitim materijalima. Na Istoku se proteaza iz gljiva prije nekoliko stoljeća koristila za izradu soja umaka.

Danas se koristi u proizvodnji deterdženata. Kod konzerviranja voćnih sokova koristi se enzim kao što je pektinaza.

Za čišćenje se koriste mikroorganizmi Otpadne vode, prerada otpada iz prehrambene industrije. Anaerobnom razgradnjom organske tvari u otpadu nastaje bioplin.

U posljednjih godina pojavile su se nove produkcije.

Iz gljiva se dobivaju karotenoidi i steroidi.

Bakterije sintetiziraju mnoge aminokiseline, nukleotide i druge reagense za biokemijska istraživanja.

Mikrobiologija je znanost koja se brzo razvija, čija su dostignuća u velikoj mjeri vezana uz razvoj fizike, kemije, biokemije, molekularne biologije itd.

Za uspješan studij mikrobiologije potrebno je poznavanje navedenih znanosti.

Ovaj kolegij prvenstveno se fokusira na mikrobiologiju hrane.

Mnogi mikroorganizmi žive na površini tijela, u crijevima ljudi i životinja, na biljkama, na prehrambenim proizvodima i na svim predmetima oko nas. Mikroorganizmi jedu najrazličitiju hranu i izuzetno se lako prilagođavaju promjenjivim životnim uvjetima: toplini, hladnoći, nedostatku vlage itd.

n. Οʜᴎ se vrlo brzo razmnožavaju. Bez poznavanja mikrobiologije nemoguće je kompetentno i učinkovito upravljati biotehnološkim procesima i konzervirati visoka kvaliteta prehrambenih proizvoda u svim fazama njihove proizvodnje te spriječiti konzumaciju proizvoda koji sadrže uzročnike bolesti i otrovanja hranom.

Posebno treba istaknuti da su mikrobiološka istraživanja prehrambenih proizvoda, ne samo sa stajališta tehnoloških svojstava, već i, ne manje važno, sa stajališta njihove sanitarne i mikrobiološke ispravnosti, najsloženiji predmet sanitarne mikrobiologije. .

To se objašnjava ne samo raznolikošću i obiljem mikroflore u prehrambenim proizvodima, već i upotrebom mikroorganizama u proizvodnji mnogih od njih.

S tim u vezi, u mikrobiološkoj analizi kakvoće i sigurnosti hrane treba razlikovati dvije skupine mikroorganizama:

– specifična mikroflora;

– nespecifična mikroflora.

Specifično— ϶ᴛᴏ kulturne rase mikroorganizama koje se koriste za pripremu određenog proizvoda i bitna su karika u tehnologiji njegove proizvodnje.

Ova se mikroflora koristi u tehnologiji proizvodnje vina, piva, kruha i svih fermentiranih mliječnih proizvoda.

Nespecifičan— ϶ᴛᴏ mikroorganizmi koji ulaze u prehrambene proizvode iz okoliša i kontaminiraju ih.

Među ovom skupinom mikroorganizama razlikuju se saprofitni, patogeni i oportunistički mikroorganizmi te mikroorganizmi koji uzrokuju kvarenje hrane.

Stupanj kontaminacije ovisi o mnogim čimbenicima, koji uključuju pravilnu nabavu sirovina, njihovo skladištenje i preradu, poštivanje tehnoloških i sanitarnih režima za proizvodnju proizvoda, njihovo skladištenje i transport.

Ksenobakterije se uspješno koriste za čišćenje tla i vode u prirodi prilikom izlijevanja nafte i naftnih derivata.

Postrojenja za pročišćavanje

Osoba koristi veliku količinu vode za svoje osobne potrebe, rješavajući pitanje pročišćavanja otpadnih voda pomoću septičkih jama.

Učinkovitost postrojenja za pročišćavanje osiguravaju posebne bakterije koje se koriste u septičkim jamama.

Mikroorganizmi koji se koriste u septičkim jamama se raspadaju organski spojevi bilo kojeg porijekla, pri pročišćavanju otpadnih voda uspješno uništavaju specifičan miris.

Sastav bakterijske flore septičke jame je kombinacija aerobnih i anaerobnih kultura.

Anaerobni (bez kisika) mikroorganizmi provode primarno pročišćavanje vode, a aerobne bakterije dalje pročišćavaju i bistre vodu.

Kada koristite mikroorganizme za septičku jamu, postoje određena pravila za pročišćavanje otpadnih voda:

• potrebno je održavati određenu razinu mikroorganizama u septičkoj jami;
• Prisutnost vode je obavezna - bez nje će mikroorganizmi umrijeti;
• Nemojte koristiti agresivne kemikalije za čišćenje - one će ubiti mikroorganizme.

Bioprocesni alati

Glavni alati biotehnologije za dobivanje najučinkovitijih mikroorganizama su selekcija i genetski inženjering.

Selekcija je ciljana selekcija visoko učinkovitih jedinki u populaciji zbog prirodne mutacije mikroorganizama.

U prirodi je proces dosta dug, ali pod utjecajem mutagenih faktora (jako zračenje, dušična kiselina itd.) može se znatno ubrzati.

Prednosti odabira su ekološka prihvatljivost i prirodnost proizvoda.

• trajanje procesa;
• nemogućnost kontrole smjera mutacije određena je konačnim rezultatom.

Metode genetskog inženjeringa u biotehnologiji

Metode genetskog inženjeringa mijenjaju stanice mikroorganizama i kvasca, pretvarajući ih u učinkovite proizvođače bilo kojeg proteina. Time se otvaraju široke mogućnosti korištenja genetski modificiranih stanica mikroba i kvasaca za dobivanje konačnog organizma s određenim karakteristikama.

Korištenje genetski mutiranih stanica mikroba i kvasaca od strane ljudi u svakodnevnom životu izaziva dobro utemeljenu zabrinutost - postoje mnogi pristaše genetski modificiranih tvari i njihovi protivnici.

No, činjenica je da postoji nedostatak informacija o utjecaju genetski modificiranih stanica bakterija i kvasaca na ljudski organizam i prirodu u cjelini.

Genetski modificirane bakterije i energija

Genetičari rade na tom pitanju alternativni izvor energije. Glavni zadatak je stvaranje kemijske sirovine, a potom i goriva kao produkta bakterijskog metabolizma.

Jedno od područja u kojima ljudi dobivaju energiju iz bakterija je rad s genetski modificiranim cijanobakterijama.

Biolozi sa Sveučilišta u Tübingenu otkrili su mikroorganizme koji imaju svojstva baterije i sposobni su akumulirati energiju i prenijeti je drugim bakterijama.

Energiju koju proizvode ove bakterije ljudi mogu koristiti za nanouređaje.

U Kini je izgrađen uređaj u kojem bakterije proizvode vodik iz acetata, a uređaj nema vanjski izvor energije, a sirovina je jeftini industrijski otpad. S druge strane, vodik je izvor energije za ekološke automobile.

Mikrobiolozi sa Sveučilišta u Južnoj Karolini otkrili su bakteriju koja može generirati energiju hraneći se otrovnim otpadom kao što su problematični poliklorirani bifenili i oštra otapala.

Kalifornijski istraživači predložili su metodu za preradu smeđih algi s modificiranom E. coli, proizvodeći etilni alkohol kao izlaz - izvrstan izvor energije.

Vodik kao izvor energije američki su znanstvenici dobili razgradnjom glukoze pomoću anaerobnih bakterija.

Za i protiv GMO-a (genetski modificiranog organizma)

Upotreba genetski modificiranih bakterija i kvasaca od strane ljudi u svakodnevnom životu za dobivanje modificiranih organizama ima i pozitivne i negativne strane.

Prednosti genetski modificiranih organizama uključuju:

• proizvodnja bilo kojeg organa za transplantaciju koji se neće odbaciti;
• proizvodnja sirovine za biogoriva;
• proizvodnja lijekova;
• stvaranje pogona za tehničke potrebe (proizvodnja tkanina i sl.).

Poznati nedostaci genetski modificiranih proizvoda:

• trošak genetski modificiranog povrća i voća gotovo je 30% veći od prirodnog;
• sjeme i plodovi GM biljaka nisu održivi;
• polja s GM usjevima zahtijevaju povećane količine pesticida i herbicida;
• uzgojene GM biljke sposobne su proizvoditi hibride s divljim biljkama.

Ljudska uporaba mikroorganizama u svakodnevnom životu iu proizvodnji može biti ograničena samo svojstvima samih bakterija. I što više znanstvenici obraćaju pozornost na bacile, otkrivaju zanimljivija i korisnija svojstva mikroorganizama.

Bakterije proizvode energiju, izvlače minerale, pročišćavaju vodu i tlo - nedavno su otkrivene bakterije koje jedu čak i plastične vrećice (!) - kataliziraju proizvodne procese, koriste se u sintezi lijekova iu mnogim drugim područjima ljudskog života.

?

Štetne i korisne bakterije

Bakterije su mikroorganizmi koji tvore ogroman nevidljivi svijet oko nas i unutar nas. Zbog štetnih učinaka koje izazivaju na zlu su glasu, dok se o blagotvornim učincima koje izazivaju rijetko govori. Ovaj članak daje opći opis nekih loših i dobrih bakterija.

“Tijekom prve polovice geološkog vremena naši su preci bili bakterije. Većina stvorenja su još uvijek bakterije, a svaka od naših trilijuna stanica je kolonija bakterija." - Richard Dawkins.

Bakterije- najstariji živi organizmi na Zemlji su sveprisutni. Ljudsko tijelo, zrak koji udišemo, površine koje dodirujemo, hrana koju jedemo, biljke oko nas, naš okoliš itd. - sve ovo je naseljeno bakterijama.

Otprilike 99% ovih bakterija su korisne, dok su ostale na lošem glasu. Zapravo, neke su bakterije vrlo važne za pravilan razvoj drugih živih organizama. Mogu postojati samostalno ili u simbiozi sa životinjama i biljkama.

Sljedeći popis štetnih i korisnih bakterija uključuje neke od najpoznatijih korisnih i smrtonosnih bakterija.

Korisne bakterije

Bakterije mliječne kiseline/Dederlein štapići

Karakteristika: gram-pozitivan, štapićastog oblika.

Stanište: Razne bakterije mliječne kiseline prisutne su u mlijeku i mliječnim proizvodima, fermentiranoj hrani, a također su dio oralne, crijevne i vaginalne mikroflore. Najzastupljenije vrste su L. acidophilus, L. reuteri, L. plantarum i dr.

Korist: Bakterije mliječne kiseline poznate su po svojoj sposobnosti korištenja laktoze i proizvodnje mliječne kiseline kao nusproizvoda. Ova sposobnost fermentacije laktoze čini bakterije mliječne kiseline važnim sastojkom u pripremi fermentirane hrane. Također su sastavni dio procesa salamure, jer mliječna kiselina može poslužiti kao konzervans. Kroz ono što se zove fermentacija, jogurt se dobiva iz mlijeka. Neki se sojevi čak koriste za proizvodnju jogurta u industrijskim razmjerima. Kod sisavaca bakterije mliječne kiseline pomažu u razgradnji laktoze tijekom probavnog procesa. Rezultirajući kiseli okoliš sprječava rast drugih bakterija u tjelesnim tkivima. Stoga su bakterije mliječne kiseline važna komponenta probiotičkih pripravaka.

Bifidobakterije

Karakteristika: gram-pozitivan, razgranat, štapićast.

Stanište: Bifidobakterije su prisutne u ljudskom gastrointestinalnom traktu.

Korist: Kao i bakterije mliječne kiseline, bifidobakterije također proizvode mliječnu kiselinu. Osim toga, proizvode octenu kiselinu. Ova kiselina inhibira rast patogenih bakterija kontrolirajući razinu pH u crijevima. Bakterija B. longum, vrsta bifidobakterija, pomaže u razgradnji teško probavljivih biljnih polimera. Bakterije B. longum i B. infantis pomažu u sprječavanju proljeva, kandidijaze, pa čak i gljivičnih infekcija kod dojenčadi i djece. Zbog tih blagotvornih svojstava često se nalaze i u probiotičkim pripravcima koji se prodaju u ljekarnama.

Escherichia coli (E. coli)

Karakteristika:

Stanište: E. coli dio je normalne mikroflore debelog i tankog crijeva.

Korist: E. coli pomaže u razgradnji neprobavljenih monosaharida, čime pomaže probavu. Ova bakterija proizvodi vitamin K i biotin koji su neophodni za razne stanične procese.

Bilješka: Određeni sojevi E. coli mogu izazvati ozbiljne toksične učinke, proljev, anemiju i zatajenje bubrega.

Streptomycetes

Karakteristika: gram-pozitivan, filamentozan.

Stanište: Ove bakterije prisutne su u tlu, vodi i organskoj tvari koja se raspada.

Korist: Određene streptomicete (Streptomyces spp.) igraju važnu ulogu u ekologiji tla razgradnjom organska tvar, prisutan u njemu. Iz tog razloga se proučavaju kao bioremedijacijski agens. S. aureofaciens, S. rimosus, S. griseus, S. erythraeus i S. venezuelae su komercijalno važne vrste koje se koriste za proizvodnju antibakterijskih i antifungalnih spojeva.

Mikoriza/kvržične bakterije

Karakteristika:

Stanište: U tlu su prisutne mikorize koje postoje u simbiozi s korijenskim nodusima mahunarki.

Korist: Bakterije Rhizobium etli, Bradyrhizobium spp., Azorhizobium spp. i mnoge druge vrste korisne su za fiksiranje atmosferskog dušika, uključujući amonijak. Ovaj proces čini ovu tvar dostupnom biljkama. Biljke nemaju sposobnost korištenja atmosferskog dušika i ovise o bakterijama koje fiksiraju dušik prisutne u tlu.

Cijanobakterije

Karakteristika: gram-negativan, štapićastog oblika.

Stanište: Cijanobakterije su prvenstveno vodene bakterije, ali ih ima i na golim stijenama iu tlu.

Korist: Cijanobakterije, poznate i kao modrozelene alge, skupina su bakterija koje su vrlo važne za okoliš. Oni fiksiraju dušik u vodenom okolišu. Njihova sposobnost kalcifikacije i dekalcifikacije čini ih važnima za održavanje ravnoteže u ekosustavu koraljnog grebena.

Štetne bakterije

Mikobakterije

Karakteristika: nisu ni gram-pozitivni ni gram-negativni (zbog visokog sadržaja lipida), štapićastog oblika.

bolesti: Mikobakterije su patogeni koji imaju dugo vrijeme udvostručavanja. M. tuberculosis i M. leprae, njihove najopasnije varijante, uzročnici su tuberkuloze, odnosno lepre. M. ulcerans uzrokuje ulcerirane i neulcerirane čvorove na koži. M. bovis može izazvati tuberkulozu kod stoke.

Bacil tetanusa

Karakteristika:

Stanište: Spore bacila tetanusa nalaze se u tlu, na koži i u probavnom traktu.

bolesti: Bacil tetanusa je uzročnik tetanusa. U tijelo ulazi kroz ranu, tamo se razmnožava i otpušta toksine, osobito tetanospazmin (poznat i kao spazmogeni toksin) i tetanolizin. To dovodi do grčenja mišića i zatajenja disanja.

Štap kuge

Karakteristika:

Stanište: Bacil kuge može preživjeti samo u tijelu domaćina, posebice u tijelu glodavaca (buha) i sisavaca.

bolesti: Bacil kuge uzrokuje bubonsku kugu i kužnu upalu pluća. Infekcija kože uzrokovana ovom bakterijom poprima bubonski oblik, karakteriziran malaksalošću, vrućicom, zimicom, pa čak i grčevima. Infekcija pluća uzročnikom bubonske kuge dovodi do kužne upale pluća, koja uzrokuje kašalj, otežano disanje i groznicu. Prema WHO-u, svake godine u svijetu se dogodi između 1000 i 3000 slučajeva kuge. Uzročnik kuge prepoznat je i proučavan kao potencijalno biološko oružje.

Helicobacter pylori

Karakteristika: gram-negativan, štapićastog oblika.

Stanište: Helicobacter pylori kolonizira želučanu sluznicu čovjeka.

bolesti: Ova je bakterija glavni uzročnik gastritisa i peptičkog ulkusa. Proizvodi citotoksine i amonijak koji oštećuju želučani epitel, uzrokujući bolove u trbuhu, mučninu, povraćanje i nadutost. Helicobacter pylori prisutna je kod polovice svjetske populacije, ali većina ljudi ostaje asimptomatska, a samo rijetki razviju gastritis i čir.

Bacil antraksa

Karakteristika: gram-pozitivan, štapićastog oblika.

Stanište: Bacil antraksa je široko rasprostranjen u tlu.

bolesti: Infekcija antraksom rezultira smrtonosnom bolešću koja se zove antraks. Infekcija nastaje kao posljedica udisanja endospora bacila antraksa. Antraks se uglavnom javlja kod ovaca, koza, goveda itd. Ipak, u rijetkim slučajevima dolazi do prijenosa bakterije sa stoke na ljude. Najčešći simptomi antraksa su čirevi, groznica, glavobolja, bolovi u trbuhu, mučnina, proljev, itd.

Okruženi smo bakterijama, od kojih su neke štetne, a druge korisne. A samo o nama ovisi koliko ćemo učinkovito suživjeti s tim sićušnim živim organizmima. Na nama je hoćemo li imati koristi od korisnih bakterija izbjegavanjem pretjerane i neprikladne upotrebe antibiotika i držati se dalje od štetnih bakterija poduzimanjem odgovarajućih preventivnih mjera kao što su dobra osobna higijena i rutinski zdravstveni pregledi.

Bakterije su se pojavile prije otprilike 3,5-3,9 milijardi godina, bile su prvi živi organizmi na našem planetu. S vremenom se život razvijao i usložnjavao - pojavljivali su se novi, svaki put složeniji oblici organizama. Bakterije cijelo to vrijeme nisu stajale po strani, naprotiv, bile su najvažnija komponenta evolucijskog procesa. Oni su prvi razvili nove oblike održavanja života, poput disanja, fermentacije, fotosinteze, katalize... a također su pronašli učinkovite načine suživota s gotovo svim živim bićima. Čovjek nije bio iznimka.

Ali bakterije su cijela domena organizama koja broji više od 10 000 vrsta. Svaka je vrsta jedinstvena i slijedila je svoj evolucijski put, te je kao rezultat toga razvila svoje jedinstvene oblike suživota s drugim organizmima. Neke bakterije stupile su u blisku obostrano korisnu suradnju s ljudima, životinjama i drugim bićima - mogu se nazvati korisnima. Druge su vrste naučile postojati nauštrb drugih, koristeći energiju i resurse organizama donora - općenito se smatraju štetnima ili patogenima. Drugi su pak otišli još dalje i postali praktički samodostatni, sve što im je potrebno za život dobivaju iz okoline.

Unutar čovjeka, kao i unutar drugih sisavaca, živi nezamislivo velik broj bakterija. U našem tijelu ih ima 10 puta više nego svih stanica u tijelu zajedno. Među njima je apsolutna većina korisna, ali paradoks je da je njihova životna aktivnost, njihova prisutnost u nama normalno stanje stvari, oni ovise o nama, mi pak o njima, a u isto vrijeme mi ne osjetiti bilo kakve znakove te suradnje. Druga stvar je štetna, na primjer patogene bakterije, kada uđemo u nas njihova prisutnost odmah postaje vidljiva, a posljedice njihovog djelovanja mogu postati vrlo ozbiljne.

Korisne bakterije

Velika većina njih su bića koja žive u simbiotskim ili međusobnim odnosima s organizmima donorima (unutar kojih žive). Tipično, takve bakterije preuzimaju neke od funkcija za koje tijelo domaćina nije sposobno. Primjer su bakterije koje žive u ljudskom probavnom traktu i prerađuju dio hrane koji sam želudac nije u stanju podnijeti.

Neke vrste korisnih bakterija:

Ešerihija koli (lat. Escherichia coli)

Sastavni je dio crijevne flore ljudi i većine životinja. Njegove prednosti teško je precijeniti: razgrađuje neprobavljive monosaharide, potičući probavu; sintetizira vitamine K; sprječava razvoj patogenih i patogenih mikroorganizama u crijevima.

Makro fotografija: kolonija bakterije Escherichia coli

Bakterije mliječne kiseline (Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus i dr.)

Predstavnici ovog reda prisutni su u mlijeku, mliječnim i fermentiranim proizvodima, a ujedno su i dio crijevne i oralne mikroflore. Oni su sposobni fermentirati ugljikohidrate, a posebice laktozu i proizvoditi mliječnu kiselinu, koja je glavni izvor ugljikohidrata za ljude. Održavanjem konstantno kiselog okoliša sprječava se rast nepovoljnih bakterija.

Bifidobakterije

Bifidobakterije imaju najznačajniji učinak na dojenčad i sisavce, čineći do 90% njihove crijevne mikroflore. Stvarajući mliječnu i octenu kiselinu, one u potpunosti sprječavaju razvoj truležnih i patogenih mikroba u tijelu djeteta. Osim toga, bifidobakterije: pospješuju probavu ugljikohidrata; osigurati zaštitu crijevne barijere od prodiranja mikroba i toksina u unutarnje okruženje tijela; sintetizirati razne aminokiseline i proteine, vitamine K i B, korisne kiseline; pospješuje crijevnu apsorpciju kalcija, željeza i vitamina D.

Štetne (patogene) bakterije

Neke vrste patogenih bakterija:

Salmonella typhi

Ova bakterija je uzročnik vrlo akutne crijevne infekcije, trbušnog tifusa. Salmonella typhi proizvodi toksine koji su štetni isključivo za ljude. Kada se zarazi, dolazi do opće intoksikacije tijela, što dovodi do teške groznice, osipa po tijelu, au teškim slučajevima i oštećenja limfnog sustava i, kao rezultat, smrti. Svake godine u svijetu se bilježi 20 milijuna slučajeva trbušnog tifusa, a 1% slučajeva dovodi do smrti.

Kolonija bakterije Salmonella typhi

Bacil tetanusa (Clostridium tetani)

Ova bakterija jedna je od najupornijih, a ujedno i najopasnijih na svijetu. Clostridium tetani proizvodi izuzetno otrovan otrov, egzotoksin tetanusa, koji dovodi do gotovo potpunog oštećenja živčanog sustava. Osobe s tetanusom osjećaju užasnu bol: svi mišići tijela spontano se napinju do krajnjih granica i javljaju se snažni grčevi. Stopa smrtnosti je izuzetno visoka - u prosjeku umire oko 50% zaraženih. Na sreću, cjepivo protiv tetanusa izumljeno je još 1890. godine, a daje se novorođenčadi u svim razvijenim zemljama svijeta. U nerazvijenim zemljama tetanus ubije 60.000 ljudi svake godine.

Mikobakterije (Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, itd.)

Mikobakterije su porodica bakterija od kojih su neke patogene. Razni predstavnici ove obitelji uzrokuju tako opasne bolesti kao što su tuberkuloza, mikobakterioza, lepra (guba) - sve se prenose kapljicama u zraku. Svake godine mikobakterije uzrokuju više od 5 milijuna smrti.

: korisno i štetno? Vrste bakterija koje pomažu tijelu, a koje štete?

Razmotrite sve bakterije koje žive u tijelu. A mi ćemo vam reći sve o bakterijama.

Istraživači kažu da na zemlji postoji oko 10 tisuća vrsta mikroba. Međutim, postoji mišljenje da njihova raznolikost doseže 1 milijun.

Zbog svoje jednostavnosti i nepretencioznosti postoje posvuda. Zbog svoje male veličine prodiru bilo gdje, čak iu najmanju pukotinu. Mikrobi su prilagođeni svakom staništu, posvuda su, čak i ako je isušeni otok, čak i ako je mraz, čak i ako je 70 stupnjeva vruće, oni još uvijek neće izgubiti svoju vitalnost.

Mikrobi ulaze u ljudsko tijelo iz okoline. I tek kada se nađu u njima povoljnim uvjetima, daju se osjetiti, pomažu ili uzrokuju, od lakših kožnih bolesti do ozbiljnih zaraznih bolesti koje dovode do smrti organizma. Bakterije imaju različita imena.

Ovi mikrobi su najstarija vrsta bića koja žive na našem planetu. Pojavio se prije otprilike 3,5 milijardi godina. Toliko su sićušni da se mogu vidjeti samo pod mikroskopom.

Budući da su to prvi predstavnici života na zemlji, prilično su primitivni. S vremenom je njihova struktura postala složenija, iako su neke zadržale svoju primitivnu strukturu. Velik broj mikroba je proziran, ali neki imaju crvenu ili zelenkastu nijansu. Rijetki poprimaju boju svoje okoline.

Mikrobi su prokarioti, pa stoga imaju svoje posebno kraljevstvo - bakterije. Pogledajmo koje su bakterije bezopasne i štetne.

Laktobacili (Lactobacillus plantarum)

Laktobacili su zaštitnici vašeg tijela od virusa. Oni žive u želucu od davnina, obavljajući vrlo važne i korisne funkcije. Lactobacillus plantarum štiti probavni trakt od beskorisnih mikroorganizama koji se mogu naseliti u želucu i pogoršati stanje.

Lactobacillus pomaže riješiti se težine i nadutosti u želucu, boriti se protiv alergija uzrokovanih raznim namirnicama. Laktobacili također pomažu u uklanjanju štetnih tvari iz crijeva. Čisti cijelo tijelo od toksina.

Bifidobakterije (lat. Bifidobacterium)

Ovo je mikroorganizam koji također živi u želucu. To su korisne bakterije. Pod nepovoljnim uvjetima za postojanje Bifidobacterium umiru. Bifidobacterium proizvodi kiseline kao što su mliječna, octena, jantarna i mravlja.

Bifidobakterije imaju vodeću ulogu u normalizaciji rada crijeva. Također, uz njihovu dovoljnu količinu jačaju imunološki sustav i pospješuju bolju apsorpciju hranjivih tvari.

Oni su vrlo korisni, jer obavljaju niz važnih funkcija, razmotrite popis:

1. Napunite tijelo vitaminima K, B1, B2, B3, B6, B9, proteinima i aminokiselinama.
2. Štiti od pojave štetnih mikroorganizama.
3. Sprječava ulazak štetnih toksina u stijenke crijeva.
4. Ubrzati proces probave. - Pomaže apsorpciju iona Ca, Fe i vitamina D.

Danas postoje mnogi lijekovi koji sadrže bifidobakterije. Ali to ne znači da će kada se koristi u medicinske svrhe postojati blagotvoran učinak na tijelo, budući da korisnost lijekova nije dokazana.

Nepovoljni mikrob Corynebacterium minutissimum

Štetne vrste klica mogu se pojaviti na najnevjerojatnijim mjestima gdje ih ne biste očekivali pronaći.

Ova vrsta, Corynebacterium minutissimum, voli živjeti i razmnožavati se na telefonima i tabletima. Izazivaju osip po cijelom tijelu. Postoji mnogo antivirusnih aplikacija za tablete i telefone, ali nikad nisu pronašli lijek za štetnu Corynebacterium minutissimum.

Stoga biste trebali smanjiti kontakt s telefonima i tabletima kako ne biste postali alergični na Corynebacterium minutissimum. I zapamtite, nakon pranja ruku ne smijete trljati dlanove jer se broj bakterija smanjuje za 37%.

Rod bakterija koji uključuje više od 550 vrsta. U povoljnim uvjetima streptomicete stvaraju niti slične miceliju gljiva. Žive uglavnom u tlu.

Godine 1940. streptomicini su korišteni u proizvodnji lijekova:

• Fizostigmin. Lijek protiv bolova koristi se u malim dozama za smanjenje očnog tlaka kod glaukoma. U velikim količinama može postati otrovna.
• Takrolimus. Lijek prirodnog porijekla. Koristi se za liječenje i prevenciju tijekom transplantacije bubrega, koštane srži, srca i jetre.
• alosamidin. Lijek za sprječavanje stvaranja razgradnje hitina. Sigurno se koristi u ubijanju komaraca, muha i tako dalje.

Ali treba napomenuti da nemaju sve bakterije ove vrste blagotvoran učinak na ljudsko tijelo.

Zaštitnik trbuha Helicobacter pylori

Mikrobi koji postoje u želucu. Postoji i razmnožava se u želučanoj sluznici. Helicobacter pylori pojavljuje se u ljudskom tijelu od rane dobi i živi cijeli život. Pomaže u održavanju stabilne težine, kontrolira hormone i odgovoran je za glad.

Ovaj podmukli mikrob također može pridonijeti razvoju čira i gastritisa. Neki znanstvenici smatraju da je Helicobacter pylori korisna, ali unatoč nizu postojećih teorija, još uvijek nije dokazano zašto je korisna. Ne može se uzalud nazvati zaštitnikom trbuha.

Dobra loša bakterija Escherichia coli

Bakterije Escherichia coli nazivaju se i E. coli. Escherichia coli, koja živi u donjem dijelu trbuha. Oni se nastanjuju u ljudskom tijelu pri rođenju i žive s njim cijeli život. Velik broj mikroba ove vrste je bezopasan, ali neki od njih mogu izazvati ozbiljno trovanje tijela.

Escherichia coli čest je čimbenik mnogih abdominalnih infekcija. Ali podsjeća nas na sebe i izaziva nelagodu kada se sprema ostaviti naše tijelo u okruženju koje mu je povoljnije. Čak je i koristan za ljude.

Escherichia coli zasićuje tijelo vitaminom K, koji zauzvrat prati zdravlje arterija. Escherichia coli također može dugo živjeti u vodi, tlu, pa čak i u prehrambenim proizvodima, poput mlijeka.

Štetne bakterije. Zlatni stafilokok (Staphylococcus aureus)

Staphylococcus aureus je uzročnik gnojnih formacija na koži. Često su čirevi i prištići uzrokovani Staphylococcus aureusom, koji živi na koži velikog broja ljudi. Staphylococcus aureus je uzročnik mnogih zaraznih bolesti.

Prištići su vrlo neugodni, ali zamislite samo da Staphylococcus aureus prodirući kroz kožu u tijelo može imati ozbiljne posljedice, upalu pluća ili meningitis.

Nalazi se gotovo po cijelom tijelu, ali uglavnom postoji u nosnim prolazima i aksilarnim naborima, ali se također može pojaviti u grkljanu, perineumu i abdomenu.

Staphylococcus aureus ima zlatnu nijansu, po čemu je Staphylococcus aureus dobio svoje ime. To je jedan od četiri najčešća uzroka bolničkih infekcija koje se javljaju nakon operacije.

Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa)

Ovaj mikrob može postojati i razmnožavati se u vodi i tlu. Voli toplu vodu i bazene. Jedan je od uzročnika gnojnih bolesti. Ime su dobili zbog plavozelene boje. Pseudomonas aeruginosa koja živi u toploj vodi ulazi pod kožu i razvija infekciju praćenu svrbežom, bolom i crvenilom na zahvaćenim područjima.

Ovaj mikrob može zaraziti razne vrste organa i izazvati hrpu zaraznih bolesti. Infekcija Pseudomonas aeruginosa zahvaća crijeva, srce i genitourinarne organe. Mikroorganizam je često faktor u pojavi apscesa i flegmona. Pseudomonas aeruginosa vrlo je teško riješiti se jer je otporna na antibiotike.

Mikrobi su najjednostavniji živi mikroorganizmi koji postoje na Zemlji, koji su se pojavili prije mnogo milijardi godina i prilagođeni su svim uvjetima okoline. Ali moramo zapamtiti da bakterije mogu biti korisne i štetne.

Dakle, pozabavili smo se vrstama mikroorganizama, na primjeru smo pogledali koje korisne bakterije pomažu organizmu, a koje su štetne i uzrokuju zarazne bolesti.

Zapamtite da će poštivanje pravila osobne higijene biti najbolja prevencija infekcije štetnim mikroorganizmima.

Mikroorganizmi i njihovi metabolički proizvodi danas se široko koriste u industriji, poljoprivredi i medicini.

Povijest uporabe mikroorganizama

Već 1000 godina prije Krista, Rimljani, Feničani i druge rane civilizacije vadili su bakar iz rudnika ili voda koje su prodirale kroz rudna tijela. U 17. stoljeću Velšani u Engleskoj (County Wales) i u 18.st. Španjolci u rudniku Rio Tinto koristili su ovaj proces "ispiranja" za ekstrakciju bakra iz minerala koji ga sadrže. Ovi drevni rudari nisu imali pojma da bakterije igraju aktivnu ulogu u takvim procesima ekstrakcije metala. Ovaj proces, poznat kao bakterijsko ispiranje, sada se koristi u velikim razmjerima u cijelom svijetu za ekstrakciju bakra iz niskokvalitetnih ruda koje sadrže tragove ovog i drugih vrijednih metala. Bioluženje se također koristi (iako manje široko) za oslobađanje urana. Provedena su brojna istraživanja o prirodi organizama uključenih u procese ispiranja metala, njihovim biokemijskim svojstvima i potencijalnim primjenama u ovom području. Rezultati ovih studija posebno pokazuju da se bakterijsko ispiranje može naširoko koristiti u rudarskoj industriji i, po svoj prilici, može u potpunosti zadovoljiti potrebu za energetski štedljivim, ekološki prihvatljivim okoliš tehnologije.

Nešto manje poznato, ali jednako važno, je korištenje mikroorganizama u rudarskoj industriji za ekstrakciju metala iz otopina. Neke napredne tehnologije već uključuju biološke procese za dobivanje metala u otopljenom ili čestičnom obliku iz voda za pranje koje su preostale od prerade rude. Sposobnost mikroorganizama da nakupljaju metale poznata je već dugo, a entuzijasti su dugo sanjali o korištenju mikroba za dobivanje vrijednih metala iz morska voda. Provedene studije raspršile su neke nade i uvelike odredile područja primjene mikroorganizama. Oporaba uz pomoć metala ostaje obećavajuća metoda za jeftinu obradu industrijskih otpadnih voda onečišćenih metalima i ekonomičnu oporabu vrijednih metala.

Odavno je poznata sposobnost mikroorganizama da sintetiziraju polimerne spojeve; zapravo, većina staničnih komponenti su polimeri. Međutim, danas manje od 1% ukupne količine polimernih materijala proizvodi mikrobiološka industrija; preostalih 99% dolazi iz nafte. Biotehnologija do sada nije imala presudan utjecaj na tehnologiju polimera. Možda će u budućnosti uz pomoć mikroorganizama biti moguće stvarati nove materijale za posebne namjene.

Treba istaknuti još jedan važan aspekt korištenja mikroorganizama u kemijskoj analizi - koncentraciju i izolaciju elemenata u tragovima iz razrijeđenih otopina. Trošeći i asimilirajući mikroelemente u procesu života, mikroorganizmi mogu selektivno nakupljati neke od njih u svojim stanicama, pročišćavajući hranjive otopine od nečistoća. Na primjer, kalupi se koriste za selektivno taloženje zlata iz otopina klorida.

Moderne aplikacije

Mikrobna biomasa koristi se kao hrana za stoku. Mikrobna biomasa nekih usjeva koristi se u obliku različitih starter kultura koje se koriste u prehrambenoj industriji. Dakle priprema kruha, piva, vina, alkohola, octa, fermentiranih mliječnih proizvoda, sireva i mnogih proizvoda. Drugo važno područje je korištenje otpadnih produkata mikroorganizama. Na temelju prirode tih tvari i njihove važnosti za proizvođača, otpadne proizvode možemo podijeliti u tri skupine.

1 grupa- to su velike molekule sa Molekularna težina. To uključuje razne enzime (lipaze, itd.) i polisaharide. Primjena im je iznimno široka - od prehrambene i tekstilne industrije do naftne industrije.

2. skupina- to su primarni metanoboliti, koji uključuju tvari potrebne za rast i razvoj same stanice: aminokiseline, organske kiseline, vitamine i druge.

3 grupa- sekundarni metanoboliti. Tu spadaju: antibiotici, toksini, alkaloidi, čimbenici rasta itd. Važno područje biotehnologije je korištenje mikroorganizama kao biotehničkih sredstava za pretvorbu ili pretvorbu određenih tvari, pročišćavanje vode, tla ili zraka od zagađivača. Mikroorganizmi također igraju važnu ulogu u proizvodnji ulja. Koristeći tradicionalnu metodu, iz naftnog ležišta ne izvlači se više od 50% nafte. Otpadni proizvodi bakterija, nakupljajući se u formaciji, pridonose istiskivanju nafte i njenom potpunijem oslobađanju na površinu.

Ogromna uloga mikroorganizama u stvaranju, održavanju i očuvanju plodnosti tla. Sudjeluju u stvaranju humusa tla – humusa. Koristi se za povećanje prinosa usjeva.

Posljednjih godina počeo se razvijati još jedan temeljno novi smjer biotehnologije - biotehnologija bez stanica.

Selekcija mikroorganizama temelji se na činjenici da mikroorganizmi donose golemu korist u industriji, poljoprivredi, životinjskom i biljnom svijetu.

Ostale aplikacije

U medicini

Tradicionalne metode proizvodnje cjepiva temelje se na korištenju oslabljenih ili ubijenih patogena. Trenutno se mnoga nova cjepiva (na primjer, za prevenciju gripe, hepatitisa B) dobivaju metodama genetskog inženjeringa. Antivirusna cjepiva se dobivaju uvođenjem u mikrobnu stanicu gena virusnih proteina koji pokazuju najveću imunogenost. Kada se uzgajaju, takve stanice sintetiziraju veliku količinu virusnih proteina, koji se kasnije uključuju u pripravke cjepiva. Proizvodnja virusnih proteina u kulturama životinjskih stanica temeljena na tehnologiji rekombinantne DNA učinkovitija je.

U proizvodnji ulja:

Posljednjih godina razvijene su metode za povećanje iscrpka nafte pomoću mikroorganizama. Njihovi izgledi povezani su, prije svega, s lakoćom implementacije, minimalnim kapitalnim intenzitetom i sigurnošću za okoliš. U 1940-ima, mnoge zemlje proizvođači nafte započele su istraživanja o korištenju mikroorganizama za stimuliranje protoka u proizvodnim bušotinama i obnavljanje injektnosti injekcijskih bušotina.

U hrani i kemikalijama industrija:

Najpoznatiji industrijski proizvodi mikrobne sinteze su: aceton, alkoholi (etanol, butanol, izopropanol, glicerol), organske kiseline (limunska, octena, mliječna, glukonska, itakonska, propionska), arome i tvari koje pojačavaju mirise (mononatrijev glutaminat). ). Potražnja za potonjim u stalnom je porastu zbog tendencije konzumiranja niskokalorične hrane biljnog podrijetla kako bi se dodala raznolikost okusu i mirisu hrane. Aromatične tvari biljnog podrijetla mogu se proizvesti ekspresijom biljnih gena u mikrobnim stanicama.



Među bakterijama, bakterije mliječne kiseline roda Lactobacillus, Streptococcus prilikom primanja fermentiranih mliječnih proizvoda. Koke su okruglog, ovalnog oblika promjera 0,5-1,5 mikrona, raspoređene u parovima ili u lancima različitih duljina. Veličine štapićastih bakterija ili ujedinjenih u lance.

Streptokok mliječne kiseline Streptococcus lactis ima stanice povezane u parove ili kratke lance, zgrušava mlijeko nakon 10-12 sati, neke rase stvaraju antibiotik nizin.

C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 CHOHCOOH

Kremasti streptokok S. cremoris oblikuje duge lance od sferičnih stanica, neaktivnih tvoraca kiseline, koji se koriste za fermentaciju vrhnja u proizvodnji kiselog vrhnja.

Acidofilni bacil Lactobacillus acidophilus tvore duge lance štapićastih stanica; kada fermentiraju, nakupljaju do 2,2% mliječne kiseline i antibiotske tvari koje djeluju protiv uzročnika crijevnih bolesti. Na temelju njih pripremaju se medicinski biološki pripravci za prevenciju i liječenje gastrointestinalnih bolesti domaćih životinja.

Štapići mliječne kiseline L. plantatum imaju stanice povezane u parove ili u lance. Sredstva za fermentaciju tijekom fermentacije povrća i siliranja stočne hrane. L. brevis fermentiraju šećere pri kiseljenju kupusa i krastavaca, stvarajući kiseline, etanol, CO2.

Bez spora, nepomični, gram+ štapići roda Propionibacterium obitelji Propionibacteriaceae– uzročnici propionsko-kiselog vrenja, uzrokuju pretvorbu šećera ili mliječne kiseline i njezinih soli u propionsku i octenu kiselinu.

3C 6 H 12 O 6 →4CH 3 CH 2 COOH+2CH 3 COOH+2CO 2 +2H 2 O

Propionska kisela fermentacija je u osnovi zrenja sireva sa sirilima. Neke vrste bakterija propionske kiseline koriste se za proizvodnju vitamina B12.

Bakterije obitelji koje stvaraju spore Bacilloceae Nekako Clostridium su uzročnici maslačno-kiselog vrenja, pretvarajući šećere u maslačnu kiselinu

C 6 H 12 O 6 → CH 3 (CH 2)COOH+2CO 2 +2H 2

Maslačna kiselina

Staništa– tlo, muljeviti sedimenti vodenih tijela, nakupine organskih ostataka koji se raspadaju, prehrambeni proizvodi.

Ovi o/o se koriste u proizvodnji maslačne kiseline, koja ima neugodan miris, za razliku od svojih estera:

Metil eter – miris jabuke;

Etil - kruška;

Amyl - ananas.

Koriste se kao arome.

Bakterije maslačne kiseline mogu uzrokovati kvarenje prehrambenih sirovina i proizvoda: bubrenje sireva, užeglost mlijeka i maslaca, bombardiranje konzervirane hrane, uginuće krumpira i povrća. Dobivena maslačna kiselina daje oštar užegli okus i oštar neugodan miris.

Bakterije octene kiseline – gram štapići bez spora s polarnim flagelama, pripadaju rodu Gluconobacter (Acetomonas); tvore octenu kiselinu iz etanola

CH3CH2OH+O2→CH3COOH+H2O

Svojevrsni štapići Acetobacter– peritrihi, sposobni oksidirati octenu kiselinu u CO 2 i H 2 O.

Bakterije octene kiseline karakteriziraju varijabilnost oblika, pod nepovoljnim uvjetima poprimaju oblik debelih, dugih niti, ponekad natečenih. Bakterije octene kiseline su široko rasprostranjene na površini biljaka, njihovim plodovima i u kiselom povrću.

Proces oksidacije etanola u octenu kiselinu temelj je za proizvodnju octa. Spontani razvoj bakterija octene kiseline u vinu, pivu, kvasu dovodi do njihovog kvarenja - kiseljenja, zamućenja. Ove bakterije stvaraju suhe naborane filmove, otoke ili prsten u blizini stijenki posude na površini tekućine.

Uobičajena vrsta oštećenja je truljenje je proces dubinske razgradnje proteinskih tvari mikroorganizmima. Najaktivniji uzročnici procesa truljenja su bakterije.

Sijeno i štapić od krumpiraBacillus subtilis - aerobni gram+ štapić koji stvara spore. Spore su otporne na toplinu, ovalne. Stanice su osjetljive na kiselu sredinu i visok sadržaj NaCl.

Rod bakterijaPseudomonus – aerobno pokretni štapići s polarnim flagelama, ne stvaraju spore, gram-. Neke vrste sintetiziraju pigmente, nazivaju se fluorescentne pseudomone, neke su otporne na hladnoću i uzrokuju kvarenje proteinskih proizvoda u hladnjacima. Uzročnici bakterioze kulturnih biljaka.

Spore koje tvore štapiće roda Clostridium razgraditi bjelančevine da nastane velika količina plinovi NH 3, H 2 S, kiseline, posebno su opasni za konzerviranu hranu. Teško trovanje hranom uzrokuje toksin velikih pokretnih gram+ štapića Clostridium botulinum. Spore daju izgled buke. Egzotoksin ovih bakterija djeluje na središnji živčani i kardiovaskularni sustav (znakovi: oštećenje vida, oštećenje govora, paraliza, zatajenje disanja).

Velika važnost Nitrifikacijske, denitrifikacijske i dušičnofiksirajuće bakterije igraju ulogu u formiranju tla. To su uglavnom stanice koje ne stvaraju spore. Uzgajaju se u umjetnim uvjetima i primjenjuju u obliku gnojiva za tlo.

Bakterije se koriste u proizvodnji hidrolitičkih enzima i aminokiselina za proizvodnju hrane.

Među bakterijama posebno je potrebno istaknuti uzročnike prehrambenih infekcija i trovanja hranom. Infekcije koje se prenose hranom uzrokuju patogene bakterije prisutne u hrani i vodi. Crijevne infekcije – kolera – virion kolere;