Мезофильные организмы. Чем отличаются мезофильные бактерии от животных и растений мезофилов

Термофильные микроорганизмы имеют форму палочки и образуют споры. Способность термофильных микробов образовывать споры рассматривается как приспособление к условиям среды, в которой они обитают. Это естественно, так как при размножении термофилов в ряде случаев образуется такая температура, которая превышает максимум, необходимый не только для размножения, но и для самого существования вегетативных форм. Споры же термофилов легко переносят нагревание до 100° С в течение 10-29 и даже 50-60 часов. Описаны термофилы, которые не образуют спор.

Так, в молоке был обнаружен микрококк, размножавшийся при температуре от 20 до 70°.
Циклинская выделила молочнокислую бактерию с оптимальной температурой роста, равной 50° С. Кроме того, известны термофильные вибрионы, спирохеты, нитчатые формы.
Термофильные микроорганизмы нуждаются для своего размножения в свободном доступе кислорода (аэробы), но известны также и анаэробные термофилы. Некоторые термофилы обладают подвижностью.
Микроорганизмы, которые способны к размножению в условиях высоких температур, разделяют на три группы в зависимости от температурных пределов их роста (максимума, оптимума и минимума).
1. Стенотермные, или истинные, термофилы размножаются при температуре 75-80°. Оптимальная температура роста 50-65°. Не развиваются при 28-30°.
2. Эвритермные термофилы размножаются при температуре от 28 до 75°. Оптимум размножения тот же, т. е. 50-65°.
3. Термотолерантные термофилы способны развиваться в условиях широких температурных пределов (от 5-10 до 70°). Оптимум размножения 35-45°.
Вторая и третья группы микроорганизмов в природе встречаются часто, тогда как представители первой группы обнаруживаются реже. Многие микроорганизмы южных почв (мезофилы) близко примыкают к термофилам и могут развиваться при температуре 50-55°.

Термофильные микроорганизмы питаются разнообразными веществами. Некоторые из них используют в качестве пищи только белковые вещества, другие усваивают только аминокислоты жирного и ароматического ряда.

Мишустиным доказано, что некоторые термофильные бактерии вызывают ферментацию мочевины. Имшенецкий, Егорова и др. описали термофилов, ассимилирующих аммонийный азот. Известны также термофильные бактерии, усваивающие газообразный азот, а также автотрофные термофильные бактерии, ассимилирующие минеральный азот. Возможность усвоения атмосферного азота термофильными микроорганизмами изучена недостаточно.
На мясопептонном агаре многие термофилы образуют очень крупные колонии, нередко распространяющиеся на всю поверхность агаровой пластинки. Различные виды термофилов образуют колонии разной величины, формы и структуры. Многие виды термофильных микробов разжижают желатину и на белковых средах выделяют сероводород. Нередко они образуют индол. Некоторые виды пептонизируют молоко, другие свертывают его; часто молоко не изменяется. Многие термофилы разлагают сахар, крахмал и спирты с образованием кислот - уксусной, муравьиной, молочной, масляной; некоторые ассимилируют жирные кислоты и ароматические углеводороды. Для культивирования термофильных микробов пригодны обычные мясопептонные среды.
В целях их лучшего роста применяют экстракты печени, цистин, а также экстракты шпината, гороха и растительные отвары.
Термофилы встречаются на земном шаре повсеместно. Горячие источники вулканических местностей содержат их постоянно. Много термофилов обнаруживается в грунте озер, прудов, рек. Огромное количество их находится в сточных водах и в иле очистных сооружений. Очень часто они обитают в кишечнике животных, птиц, человека. Термофилы встречаются также в воздухе и пищевых продуктах (молоко, сыр, консервы). Окультуренные почвы содержат до 10% термофилов из общего количества находящихся в них микроорганизмов. Самонагревание сена, зерна, хлопка, торфа, навоза, кож животных и прочего обусловлено деятельностью термофилов. Проф. Е.Н. Мишустиным доказано, что населенность почвы термофилами зависит от степени ее окультуренности и удобрения навозом.
Раньше считали, что южные почвы богаче термофилами, что почвы местностей с жарким климатом являются местом их происхождения. На деле оказалось, что целинные почвы, независимо от места их нахождения, беднее термофилами; установлено также, что унавоженные почвы северных районов содержат громадное количество термофилов.
Обилие термофильных микроорганизмов в природе приводит к загрязнению ими кормовых средств и различных продуктов. Термофильные микробы проникают в кишечник животных и человека и вместе с экскрементами попадают в навоз, где происходит их размножение. Особенности термофилов зависят от условий, в которых они обитают. При повышении температуры среды до 60-70° и более условия обитания микроорганизмов изменяются; при этом, во-первых, уменьшается растворимость газов (углекислоты, азота, водорода, аммиака, метана); во-вторых, уменьшается вязкость жидкостей и возрастает их осмотическое давление. При повышении температуры возрастает скорость химических и ферментативных процессов, ускоряется и усиливается действие образующихся токсических продуктов. Указанные явления обусловливают физиологические особенности термофилов. Термофильные микроорганизмы растут при повышенных температурах гораздо быстрее, чем другие микроорганизмы. Такие функции термофилов, как движение, дыхание и превращение питательных веществ, совершаются у них значительно быстрее, чем у других видов микробов. При низкой температуре микробные клетки находятся в состоянии покоя; с ее повышением они начинают делиться. Деление каждой микробной клетки совершается в несколько минут. Размножение микроорганизмов ускоряется с повышением температуры среды до пределов свойственного им оптимума. Однако и после прекращения роста продолжающиеся ферментативные процессы вызывают дальнейшее повышение температуры навоза. От особенностей органического вещества, на котором обитают термофилы, в значительной степени зависит их качественный состав. Так, в хлопке, соломе и соломистом навозе развиваются целлюлозные термофилы, в разогревающихся кожах - протеолитические и т. д.

Микробиологические процессы разложения органических веществ, в зависимости от темпера турных условий, могут протекать под влиянием мезофильных микроорганизмов (при обычной температуре), а при повышенной- под влиянием термофилов. Термофилы в физиологическом отношении представляют формы, близкие к мезофилам. Считают вероятным, что приспособление мезофилов к размножению в условиях высокой температуры изменяет их видовые признаки, вследствие чего сходство с исходной формой в значительной степени утрачивается. Некоторые хорошо известные бактериальные виды не имеют термофильных рас. Существует много переходных форм между мезофильными и термофильными микроорганизмами, а некоторые мезофилы обладают отдельными свойствами или признаками, весьма характерными для термофилов (например, чрезвычайной быстротой размножения на питательных средах).

Проф. А.А. Имшенецкий полагает, что термофильные микроорганизмы имеют настолько характерные особенности, что это позволяет выделить их в самостоятельную группу, объединенную следующими свойствами:
1) клетки термофилов способны ассимилировать и диссимилировать при высоких температурах, что основано на физико-химических особенностях их белков;
2)термофилы обладают способностью чрезвычайно быстро размножаться, но вместе с тем клетки их также быстро стареют и отмирают;
3)термофилам свойственна высокая биохимическая активность.

Существует несколько гипотез для объяснения происхождения термофильных микроорганизмов. Микробиологи считают, что микроорганизмы, приспособляясь к окружающим условиям, в силу законов эволюции изменяют свою наследственность. Приспособление микроорганизмов к существованию при высоких температурах, т. е. превращение мезофильных микроорганизмов в термофильные, в природе происходит постоянно. Точно так же обратное превращение термофильных микроорганизмов в мезофильные может иметь место при стойком изменении температурного режима внешней среды в сторону его понижения.
Известны экспериментальные работы ряда авторов, которым удалось в лабораторных условиях повысить в значительной степени предельную температуру роста различных микробов.
Имеется большой материал, собранный микробиологами, подтверждающий правильность гипотезы, объясняющей происхождение термофильных микроорганизмов от мезофилов приспособлением последних к высокой температуре.
Эта гипотеза, называемая адаптационной, основывается на материалистическом учении мичуринской биологии о влиянии внешних условий на изменение наследственного вещества. «Внешние условия, будучи включены, ассимилированы живым телом, становятся уже не внешними условиями, а внутренними, т.е. они становятся частицами живого тела и для своего роста и развития уже требуют той пищи, тех условий внешней среды, какими в прошлом они сами были». Таким образом, мезофильные микробы, ассимилируя условия жизни при высокой температуре, изменяют тип обмена веществ, утрачивают свои консервативные признаки, изменяют свою наследственность и превращаются в термофилов.
Саморазогревание органических остатков находится в тесной зависимости от размножения и биохимической активности термофилов. Количество термофильных микробов в свежем навозе сравнительно невелико. Оно равняется приблизительно 1-4% общего количества находящихся в навозе микроорганизмов, в то время как 96-99% составляют мезофильные микробы, способные размножаться при сравнительно низких температурах. Но при сильном разогревании органических веществ количество термофилов достигает 73% и более, а число мезофилов уменьшается.
По данным Тукалевской, количество мезофильных микроорганизмов во взятой сю пробе компоста достигало 173 млн., но это количество мезофилов сократилось до 7 млн. в первую же неделю после биотермического разогревания компоста. По нашим наблюдениям, уменьшение количества мезофилов при разогревании навоза - явление вполне закономерное. Наиболее сильно оно выражено в первые дни после повышения температуры до 60-70° (табл. 4). Из таблицы 4 видно, что количество термофилов в свежем навозе не превышает, за некоторыми исключениями, одной, иногда нескольких тысяч на единицу исходного материала; исключения объясняются тем, что исходный материал находился уже в стадии разогревания. Количество микробов, способных размножаться при сравнительно низких температурах (28-37°), было при этом огромно.

Для получения качественной и стабильной кисломолочной продукции в молоко вносятся закваски. Закваски - чистые культуры или смесь чистых культур молочнокислых бактерий.

Классификация кисломолочных продуктов

В зависимости от состава микрофлоры заквасок кисломолочные продукты делятся на 5 групп:

1. Продукты, приготовляемые с использованием многокомпонентных заквасок

К таким продуктам относятся кефир и кумыс, которые готовятся с использованием естественной симбиотической закваски – кефирного грибка . Кефирные грибки – прочное симбиотическое образование. Они имеют всегда определенную структуру и передают свои свойства и структуру последующим поколениям. Они имеют неправильную форму, сильноскладчатую или бугристую поверхность, консистенция их упругая, мягко-хрящеватая, размеры от 1-2 мм до 3-6 см и более. В состав кефирного грибка входит ряд молочнокислых бактерий: мезофильные молочнокислые стрептококки видов Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris; ароматобразующие бактерии видов Streptococcus diacetylactis, Leuconostoc dextranicum; молочнокислые палочки рода Lactobacillus; уксуснокислые бактерии; дрожжи. При микроскопировании срезов кефирного грибка обнаруживаются тесные переплетения палочковидных нитей, которые образуют строму грибка, удерживающую остальные микроорганизмы.

Мезофильные молочнокислые стрептококки обеспечивают активное кислотоообразование и формирование сгустка. Их количество в готовом продукте достигает 10 9 в 1 см 3 .

Ароматобразующие бактерии развиваются медленнее молочного и сливочного стрептококков. Они образуют ароматические вещества и газ. Их количество в кефире составляет 10 7 -10 8 в 1 см 3 .

Количество молочнокислых палочек в кефире достигает 10 7 -10 8 в 1 см 3 . При увеличении продолжительности процесса сквашивания и при повышенных температурах количество этих бактерий повышается до 10 9 в 1 см 3 , что приводит к перекисанию продукта.

Дрожжи развиваются гораздо медленнее, чем молочнокислые бактерии, поэтому увеличение их количества отмечается во время созревания продукта и составляет 10 6 в 1 см 3 . Излишнее развитие дрожжей может происходить при повышенных температурах сквашивания и длительной выдержке продукта при этих температурах.

Еще медленнее развиваются уксуснокислые бактерии, которые содержатся в кефире в количестве 10 4 -10 5 в 1 см 3 . Излишнее развитие уксуснокислых бактерий в кефире может привести к появлению слизистой тягучей консистенции.

Процесс сквашивания и созревания кефира ведут при температуре 20-22 0 С в течение 10-12 часов.

2. Продукты, приготовляемые с использованием мезофильных молочнокислых стрептококков

К таким продуктам относятся творог и сметана. При приготовлении этих продуктов процесс сквашивания молока проводят при температуре 30 0 С в течение 6-8 часов. В состав микрофлоры этих продуктов входят гомоферментативные стрептококки: Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris; гетероферментативные ароматобразующие стрептококки: Streptococcus diacetylactis, Streptococcus acetoinicus и ароматобразующие лейконостоки вида Leuconostoc dextranicum. Их количество в готовом твороге составляет 10 8 -10 9 клеток в 1 г, в сметане – 10 7 клеток в 1 г.

3. Продукты, приготовляемые с использованием термофильных молочнокислых бактерий

С использованием термофильных молочнокислых бактерий готовят йогурт, простоквашу, ряженку и варенец. Процесс сквашивания ведут при температуре 40-45 0 С в течение 3-5 часов.

В состав микрофлоры йогурта и простокваши входят термофильный стрептококк (Streptococcus thermophilus) и болгарская палочка (Lactobacillus bulgaricus) в соотношении 4:1…5:1. Применяют также симбиотическую закваску этих микроорганизмов. Содержание термофильных стрептококков и болгарской палочки в 1 см 3 продукта составляет 10 7 -10 8 .

В производстве ряженки и варенца используют закваску термофильного молочнокислого стрептококка в количестве 3-5%. Иногда добавляют болгарскую палочку. Содержание термофильного стрептококка в 1 см 3 продукта составляет 10 7 -10 8 клеток.

4. Продукты, приготовляемые с использованием мезофильных и термофильных молочнокислых стрептококков

К этим продуктам относят сметану, молочно-белковую пасту, творог, вырабатываемый ускоренным методом, а также напитки пониженной жирности с плодово-ягодными наполнителями. Сквашивание молока ведут при температурах 35-38 0 С в течение 6-7 часов.

Микроорганизмами, ведущими молочнокислые процессы, являются мезофильные и термофильные стрептококки. Мезофильные стрептококки осуществляют активное течение молочнокислого процесса и участвуют в обеспечении влагоудерживающей способности сгустка. Их количество в 1 см 3 продукта составляет 10 6 -10 8 клеток. Основной функцией термофильных стрептококков является обеспечение необходимой вязкости сгустка, способности его к удерживанию сыворотки и восстановление структуры после перемешивания. Содержание их в продукте 10 6 -10 8 клеток в 1 см 3 .

5. Продукты, приготовляемые с использованием ацидофильных палочек и бифидобактерий

Это продукты лечебно-профилактического назначения. К ним относятся: ацидофильное молоко, ацидофилин, ацидофильно-дрожжевое молоко, ацидофильная паста, детские ацидофильные смеси, кисломолочные продукты с использованием бифидобактерий.

Использование бактерий рода Lactobacillus acidophilus в производстве продуктов детского и диетического питания обусловлено наличием у этих бактерий способности выделять в процессе жизнедеятельности специфические антибиотические вещества, подавляющие рост бактерий группы кишечной палочки, дизентерийной палочки, сальмонелл, коагулазоположительных стафилококков и др. Бактерицидные свойства ацидофильной палочки усиливаются в присутствии молочной кислоты.

Ацидофильное молоко готовят, сквашивая пастеризованное молоко чистыми культурами ацидофильных палочек. Ацидофильную пасту вырабатывают из ацидофильного молока определенной кислотности (80-90 0 Т), отпрессовывая часть сыворотки. Ацидофилин вырабатывают из пастеризованного молока, сквашивая его закваской, состоящей из ацидофильных палочек, молочнокислых стрептококков и кефирной закваски в равных соотношениях. При приготовлении ацидофильно-дрожжевого молока в состав закваски помимо ацидофильных палочек входят дрожжи вида Saccharomyces lactis.

Основным пороком кисломолочных продуктов с использованием ацидофильных палочек является перекисание продукта. Это происходит в том случае, когда не проводят быстрого охлаждения продукта.

Продукты, обогащенные бифидобактериями , характеризуются высокими диетическими свойствами, так как содержат ряд биологически активных соединений: свободные аминокислоты, летучие жирные кислоты, ферменты, антибиотические вещества, микро- и макроэлементов

В настоящее время выпускают широкий ассортимент молочных продуктов с бифидобактериями. Все эти продукты условно можно разделить на три группы. В первую группу входят продукты, в которые вносят жизнеспособные клетки бифидобактерий, выращенные на специальных средах. Размножение этих микроорганизмов в продукте не предусматривается. Ко второй группе относятся продукты, сквашенные чистыми или смешанными культурами бифидобактерий, в производстве которых активизация роста бифидобактерий достигается обогащением молока бифидогенными факторами различной природы. Кроме того, можно использовать мутантные штаммы бифидобактерий, адаптированные к молоку и способные расти в аэробных условиях. Третья группа включает продукты смешанного брожения, чаще всего сквашенные совместными культурами бифидобактерий и молочнокислых бактерий.

Микробиологический контроль производства кисломолочных продуктов

Микробиологический контроль производства кисломолочных продуктов заключается в проведении контроля технологического процесса, санитарно-гигиенического контроля условий производства и готовой продукции.

При контроле технологии проверяют эффективность пастеризации молока не реже 1 раза в 10 дней.

Особое внимание уделяют контролю качества заквасок на наличие бактерий группы кишечной палочки, отбирая пробы из трубопровода при подаче закваски в ванну (БГКП не допускаются в 10 см 3 закваски). Исследуют также смесь после заквашивания и сквашивания. В последнем случае пробы отбирают из ванны, резервуара или бутылки при термостатном способе производства. Определяют наличие БГКП, которые не должны содержаться в 1 см 3 .

Контроль технологических процессов производства кисломолочных продуктов проводят один раз в месяц.

Готовую продукцию контролируют на наличие БГКП (бактерии группы кишечной палочки), а при необходимости – по микроскопическому препарату не реже одного раза в 5 дней. БГКП не допускаются в 0,1 см 3 кефира, простокваши, йогурта, ацидофильно-дрожжевого молока и других кисломолочных напитков. В сметане 20%-ой и 25%-ой жирности БГКП не должны обнаруживаться в 0,01 см 3 , в твороге – в 0,001 г. В твороге нормируется также содержание золотистого стафилококка (не допускаются в 0,01 г). Патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы не допускаются в 25 см 3 (г) всех видов кисломолочных продуктов.

При ухудшении микробиологических показателей готового продукта проводят дополнительный контроль технологических процессов для установления причин, влияющих на качество продукта.

Пороки кисломолочных продуктов и причины их возникновения

Пороки кисломолочных продуктов обусловлены развитием посторонней микрофлоры, что может быть связано как с недостаточной активностью заквасок, так и с развитием остаточной микрофлоры пастеризованного молока.

Наиболее распространенными пороками кисломолочных продуктов являются:

Вспучивание

Происходит при развитии в кисломолочных продуктах дрожжей и бактерий группы кишечной палочки. Присутствие БГКП свидетельствует о низком санитарном состоянии производства.

Медленное сквашивание

Наблюдается при ослаблении активности закваски, вследствие использования молока низкого качества или развития бактериофага. Медленное сквашивание может привести к развитию посторонних микроорганизмов, вызывающих изменение вкуса и запаха.

Слишком быстрое сквашивание

Чаще всего этот порок наблюдается в кефире и в сметане в теплое время года на предприятиях, где не созданы нормальные температурные условия сквашивания. При этом кислотность продукта интенсивно нарастает, сгусток в кефире образуется дряблый, в продукте возникает сильное газообразование.

Этот порок может быть вызван также развитием термоустойчивых молочнокислых палочек, представляющих собой остаточную микрофлору пастеризованного молока.

Запах сероводорода

Сероводород накапливается вследствие разложения белков молока. Порок обычно возникает весной или осенью (при ослаблении молочнокислого брожения) и связан с развитием кишечных палочек и гнилостных бактерий. При возникновении этого порока необходимо сменить закваску.

Ослизнение, тягучесть

Тягучесть сгустка в кисломолочных продуктах может быть вызвана развитием уксуснокислых бактерий и появлением слизистости у молочнокислых бактерий. Для предупреждения этого порока необходимо исключить возможность попадания кефирной закваски в молоко, перерабатываемого на другие виды молочных продуктов

Плесневение

Возникает при продолжительном хранении продукта в условиях холодильника.

Если Вас интересует приобретение заквасок для производства кисломолочной продукции в Узбекистане, Вы можете на нашем сайте в разделе , перейдя по .

МЕЗОФИЛЬНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ

(от мезо... и...фил), занимают промежуточное положение между психрофильными и термофильными микроорганизмами. Оптимальная темп-pa роста для М. м. 25-37 °С, минимальная - 10-20 °С, максимальная - 40-45 °С. К М. м. относится большинство бактерий (в т. ч. актиномицеты), дрожжей и мицелиальных грибов, микроводорослей, обитающих в воде, почве, организме животных, растений и т. д. Свободноживущие М. м. в холодные сезоны года неактивны.

.(Источник: «.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. - 2-е изд., исправл. - М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)

- микробы, мельчайшие организмы, различимые только под микроскопом. Открыты в 17 в. А. Левенгуком. Среди М.- представители разных царств органич. мира, относящихся к прокариотам и эукариотам...
Биологический энциклопедический словарь
- бактерии, для которых температурный оптимум для роста лежит в пределах 2°– 42 °C; большинство – почвенные и водные организмы...
Словарь микробиологии
- МИКРОБЫ – обобщенное название организмов, размеры которых не превышают 1 мм. Обычно видны только с помощью микроскопа...
Словарь микробиологии
- микробы, мельчайшие организмы, видимые только в микроскоп: бактерии, микроскопич. грибы, микроскопич. формы водорослей, простейшие. М. изучает микробиология. О роли М. в природе, их практич...
Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь
- микрооргани́змы, микробы, невидимые невооружённым глазом одноклеточные и многоклеточные организмы растительного и животного происхождения, а также организмы, занимающие промежуточное положение между растительным...
Ветеринарный энциклопедический словарь
- мельчайшие, преимущественно одноклеточные организмы: бактерии, микоплазмы, микроскопические грибы, водоросли, простейшие, вирусы. Играют важную роль в круговороте веществ в природе...
Начала современного Естествознания
- занимают промежуточное положение между психрофильными и термофильными микроорганизмами...
Биологический энциклопедический словарь
- Б., температурный оптимум развития которых находится в пределах...
Большой медицинский словарь
- обширная гр. микроскопических живых существ, включающая в себя морфологически относительно просто организованных представителей как растительного, так и животного мира. К ним относятся бактерии, ...
Геологическая энциклопедия
- развивающиеся при средних температурах. Крайние температурные границы для них колеблются от +3 до +45-50°С. К М. м. относится большинство повсеместно распространенных бактерий и грибов...
Геологическая энциклопедия
- наземные организмы, являющиеся промежуточными по условиям обитания между О. ксерофилъными и гигрофильными...
Геологическая энциклопедия
- микробы, мельчайшие живые существа, которые видны только под микроскопом. Открыты в 17 в. А. Левенгуком...
Экологический словарь
- см. Бактерии...
Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона
- микробы, обширная группа преимущественно одноклеточных живых существ, различимых только под микроскопом и организованных проще, чем растения и животные...
Большая Советская энциклопедия
- мельчайшие, преимущественно одноклеточные, организмы, видимые только в микроскоп: бактерии, микроскопические грибы и водоросли, простейшие. Иногда к микроорганизмам относят вирусы...
Большой энциклопедический словарь
- микрооргани́змы мн. Мельчайшие, преимущественно одноклеточные, организмы, видимые только в микроскоп...
Толковый словарь Ефремовой