Контрольная работа по "Микробиологии"

 Не все авторы  согласны с разделением классов  актиномицетов я бактерий, которое проводит Н. А. Красильников. Ряд авторов семейства кокковых и микобактерии относят к классу бактерий, а не к классу актиномицетов.

 Ниже мы приводим  из его систематики несколько  семейств бактерий с подразделением  на роды:

Для обозначения вида принята двойная номенклатура; первое название - имя существительное, обозначает название рода, пишется всегда с большой буквы, второе - прилагательное, видовое название. Например: Bacterium coli - кишечная палочка, Bacillus subtilis - сенная палочка, Streptococcus pyogenes - гноеродный стрептококк.

 Широкое распространение  имеет определитель Комитета  американских бактериологов, под  редакцией Берджи, но он скорее  является каталогом бактерий, чем  их систематикой.

 

2. Окислительные  процессы брожения (уксуснокислые и лимоннокислые). Их использование в пищевой промышленности. Расскажите об отрицательной роли уксуснокислых бактерий.

 

Как было обнаружено в 70-х  гг. XX в., на раннем этапе возникновения  первичной клетки из гипотетической  протоклетки и последующего пути прогрессивной эволюции первичной клетки могло произойти выделение трех основных ветвей, каждая из которых самостоятельно и независимо эволюционировала, результатом чего явилось существование в рамках прокариотной клеточной организации двух крупных таксономических групп:  архебактерий и  эубактерий .

 Архебактерии представляют  собой к настоящему времени  разрозненные группы со специфическими  типами энергетического метаболизма.  Имеющегося материала явно недостаточно  для создания каких-либо эволюционных построений внутри группы архебактерии. Подавляющее большинство известных прокариот относится к эубактериям. Именно у них достаточно хорошо изучены основные этапы прогрессивной эволюции, связанные с совершенствованием энергетических процессов.

 Наиболее примитивным способом получения энергии, присущим определенным группам эубактерий, являются процессы брожения.

 Брожение - это сугубо микробиологический  термин. Он характеризует энергетическую  сторону способа существования  нескольких групп эубактерий, при котором они осуществляют в  анаэробных условиях окислительно-восстановительные превращения органических соединений, сопровождающиеся выходом энергии, которую эти организмы используют. Поскольку брожение протекает без участия молекулярного кислорода, все окислительно-восстановительные превращения субстрата происходят за счет его внутренних возможностей. Процесс брожения связан с такими перестройками органических молекул субстрата, в результате которых на окислительных этапах процесса высвобождается часть свободной энергии, заключенной в молекуле субстрата, и происходит ее запасание в молекулах  АТФ. В процессе брожения, как правило, происходит расщепление углеродного скелета молекулы субстрата.

 Круг органических  соединений, которые могут сбраживаться, довольно широк. Это  углеводы ,  спирты ,  органические кислоты  ,  аминокислоты ,  пурины ,  пиримидины . Химическое вещество может быть  подвергнуто сбраживанию, если  оно содержит не полностью окисленные (или восстановленные) углеродные атомы. В этом случае есть возможность для окислительно-восстановительных преобразований между молекулами (или внутри одного вида молекул), возникающими из субстрата. В результате одна часть продуктов брожения будет более восстановленной, другая - более окисленной по сравнению с субстратом.

 Продуктами брожений  являются различные  органические кислоты (молочная,  масляная,  уксусная,  муравьиная), спирты (этиловый,  бутиловый, пропиловый), ацетон, а также СО2 и Н2. Обычно в процессе брожения образуется несколько продуктов. В зависимости от того, какой основной продукт накапливается в среде, различают  молочнокислое брожение, спиртовое брожение, маслянокислое брожение,  пропионовокислое брожение и другие виды брожения.

 Следовательно, в  каждом виде брожения можно  выделить две стороны: окислительную  и восстановительную. Процессы  окисления сводятся к отрыву  электронов от определенных метаболитов  с помощью специфических ферментов  (дегидрогеназ) и акцептированию  их другими молекулами, образующимися из сбраживаемого субстрата, т.е. в процессе брожения происходит окисление анаэробного типа.

Уксуснокислые процессы брожения

Уксуснокислое брожение – аэробное окисление углеводов и спирта уксуснокислыми бактериями в уксусную кислоту. Таким образом, это брожение относится к неполным окислениям или окислительным брожениям. Суммарное уравнение процесса имеет вид:

С6H12O6 + 2 02 →  2СНзСООН + 2CO2 + 2Н20 + Е     или 

глюкоза               уксусная кислота

 

СНзСН2ОН + O2 →   СНзСООН + Н2О + Е

этиловый спирт         уксусная кислота

Возбудителями уксуснокислого брожения являются уксуснокислые бактерии, относящиеся к двум родам: Gluconobacter и Acetobacter. Это короткие, подвижные грамотрицательные палочки, не образующие спор. Оптимальная температура развития – 30˚ С. Бактерии кислотоустойчивы, оптимальное значение рН для развития 5,4–6,3. Обитают на цветах, зрелых фруктах, ягодах, овощах, в прокисших соках, пиве, вине, квашенных овощах.

Практическое  значение уксуснокислого брожения

Используется в промышленности для получения натурального спиртового уксуса (продуцент Acetobacter aceti). Кроме того, производят также винный уксус (из вина) и яблочный уксус (из яблочного сока).

С другой стороны, уксуснокислые бактерии являются вредителями спиртового,   пивоваренного,   консервного   производств,   виноделия, производства безалкогольных напитков.

Лимоннокислое брожение

 Плесени в процессе  дыхания также окисляют углеводы  нередко не до СО2 и Н2О, поэтому  в среде накапливаются продукты  неполного окисления — различные органические кислоты (щавелевая, янтарная, яблочная, лимонная и др.). Образование грибами лимонной кислоты применяют в промышленности.

 Лимоннокислым брожением  называется окисление глюкозы  грибами в лимонную кислоту.  Конечный результат брожения можно представить следующим суммарным уравнением:

2С6Н1206 +302 -> 2С6Н807 + 4Н20.

 Химизм образования  лимонной кислоты из сахара  до настоящего времени окончательно  не установлен. Большинство исследователей  считает, что это брожение до  образования пировино-градной кислоты протекает, как и другие брожения. Далее превращение пировиноградной кислоты в лимонную через ряд кислот (уксусную, янтарную, фумаровую, яблочную, щевелево-уксусную) сходно с превращениями в цикле Кребса.

 Раньше лимонная  кислота добывалась из цитрусовых плодов — лимонов и апельсинов. Этот способ очень невыгоден, так как плоды содержат только 7—9% лимонной кислоты.

 В настоящее время  ее получают главным образом  путем брожения 1. Технические приемы  биохимического получения лимонной кислоты в СССР были разработаны В. С. Буткевичем и С. П. Костычевым.

Лимонную кислоту для  технических целей получают путем  переработки отходов табака и  махорки.

 Возбудителем брожения  является гриб Aspergillus niger.

 Основным сырьем  служит меласса — черная патока. Раствор ее, содержащий около 15% сахара, в который добавляют необходимые для гриба питательные ^вещества (в виде различных минеральных солей), наливают 'невысоким (8—12см) слоем в плоские открытые сосуды (кюветы) и засевают спорами гриба. Кюветы помещают в бродильные камеры, которые хорошо аэрируются. Процесс продолжается 6—8 дней при температуре около 30° С. Гриб развивается на поверхности сбраживаемой жидкости. Выход лимонной кислоты достигает 60—70% израсходованного сахара. По окончании брожения раствор из-под пленки гриба сливают. Лимонную кислоту выделяют из раствора и подвергают очистке и кристаллизации. При отсутствии в растворе сахара эта кислота может быть окислена грибом до более простых продуктов — щавелевой и уксусной кислот, углекислого газа и воды.

 Описанный «поверхностный  метод» (гриб развивается на поверхности  сбраживаемого субстрата) получения  лимонной кислоты заменяется  в настоящее время «глубинным  методом», при котором мицелий  гриба растет в закрытых чанах  (ферментаторах) в толще высокого слоя сбраживаемой жидкости, непрерывно перемешиваемой и аэрируемой стерильным воздухом. Этот способ повышает производительность труда, позволяет избежать заражения сбраживаемого субстрата посторонними микроорганизмами, его легче автоматизировать и механизировать.

 Лимонная кислота  используется в кондитерской  промышленности, производстве безалкогольных  напитков, сиропов, кулинарии и  медицине.

 

3. Физиологическое  значение для организма человека  водорастворимых  витаминов группы «В» и «С».

 

Витамин В и витамин С, как известно водорастворимые витамины. В отличие от других витаминов, водорастворимые витамины не остаются в организме долго. Как понятно из названия эти витамины легко растворяются в воде, но что более важно, они быстро выводятся из организма. Таким образом, становится очень трудно сохранить эти витамины. Только небольшая часть суточной дозы витаминов поглощается и использоваться надлежащим образом, а остальные, как правило, выбрасывают из организма в виде мочи. Таким образом, когда дело доходит до водорастворимых витаминов, то усвояемость очень маленькая. Другими словами, эти витамины организм не может хранить в больших количествах. Кроме того, с продуктами содержащими водорастворимые витамины необходимо обращаться осторожно, так как слишком долгое хранение или чрезмерное нагревание разрушает эти витамины.

К водорастворимым относятся  витамины B комплексной группы и  витамин С. В комплексная группа состоит из витаминов В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), В3 (ниацин), В5 (пантотеновая кислота), В6 (пиридоксин) и кобаламин (В12).

Так как водорастворимые  витамины легко вымываются и уничтожаются, их необходимо потреблять ежедневно. Однако это не означает, что человек будет  страдать от дефицита витамина С, если он не употреблял продукты с этим витамином  на протяжении последних двух дней. Хотя тело имеет маленькую емкость для хранения водорастворимых витаминов, зазор 3 — 4 дня без потребление этих витаминов, приведёт к его дефицита. Однако, чтобы быть на безопасной стороне, рекомендуется потреблять эти витамины на ежедневной основе.

Значение водорастворимых  витаминов

 Потребление продуктов  с высоким содержанием водорастворимых  витаминов имеет широкий спектр  пользы для здоровья. Эти питательные  вещества помогают поддерживать  здоровье нервной системы, способствуют хорошему зрению, а также сохраняют кожу. Они играют важную роль для правильного переваривания пищи. Расщепление жиров и белков, необходимых для процесса пищеварения лучше, конечно, не возможно без наличия этих веществ в организме. В комплекс витаминов обеспечивает, чтобы кожа, волосы и ногти оставались в хорошем состоянии и защищает их от любых повреждений. Аналогичным образом витамин С, обеспечивает некоторые ключевые преимущества. Как антиоксидант, он защищает организм от свободных радикалов, которые помогают предотвратить появление таких болезней, как рак.

Свежие фрукты и овощи  являются важным источником водорастворимых  витаминов и минералов. Цитрусовые фрукты, такие как апельсины с  высоким содержанием витамина С. Зеленые листовые овощи, как шпинат, а также, морепродукты (рыба) содержат большое количество витамина B. Таким образом, убедитесь, что эти продукты входят в ежедневный рацион, в умеренных количествах и пользуйтесь их преимуществами.

Витаминизация готовой пищи и продуктов массового  потребления

Инозит (витамин B8). Обладает выраженным липотропным и седативным (успокаивающим) действием, стимулирует моторную функцию пищеварительного тракта. Активность инозита повышается при недостаточном содержании жиров в пищевом рационе и при наличии витамина Е. Инозит оказывает нормализующее влияние на состояние нервной системы, холестериновый обмен и способствует снижению уровня холестерина в сыворотке крови.

Источники: апельсины  — 250 мг%, зеленый горошек — 240, цветная  капуста — 95, белокочанная капуста  — 66, морковь — 95, картофель — 30 мг%.

Потребность в инозите— 1 —1,5 г.

Витаминизация готовой  пищи и продуктов массового потребления в нашей стране осуществляется витаминизация продуктов массового потребления. Витаминизации подлежат такие продукты, как мука для производства хлебобулочных изделий, сахар, молоко, пищевые жиры. Для витаминизации используются в основном витамины, которые не синтезируются и не накапливаются в организме. К ним относятся тиамин, аскорбиновая и никотиновая кислоты, рибофлавин. Из депонируемых витаминов для профилактики витаминной недостаточности используется витамин А, которым обогащаются пищевые жиры. Рабочие горячих цехов металлургической и хлебопекарной промышленности получают бесплатно по 150 мг витамина С, 2 мг тиамина, 3 мг рибофлавина и 20 мг никотиновой кислоты в сутки.

Факторы, влияющие на сохранность  витаминов в продуктах питания. Как отмечалось выше, витамины представляют собой биологически активные вещества, многие из которых под воздействием различных факторов внешней среды  разрушаются. В первую очередь это относится к витамину С.

Для того чтобы сохранить  витамины в процессе приготовления  блюд, необходимо соблюдать некоторые  правила. Так, закладывать овощи  и фрукты рекомендуется в кипящую  воду в последовательности, учитывающей продолжительность их варки. Многие овощи для сохранения витаминов рекомендуется варить в кожуре. Не следует допускать бурного кипения, так как циркуляция кислорода воздуха разрушает витамин С.

Варить овощи и фрукты необходимо в емкости с закрытой крышкой для предотвращения попадания кислорода воздуха. Для очистки и измельчения овощей и фруктов рекомендуется применять изделия из нержавеющей стали. Хорошо сохраняется витамин С в кислой среде, поэтому при приготовлении овощных блюд, компотов, десертов добавляется небольшое количество лимонной кислоты. Необходимо соблюдать сроки хранения готовых блюд, учитывая, что наибольшее количество витамина остается в них при хранении в течение 1 —1,5 ч с момента готовности. На сохранение витамина С влияет наличие крахмала, сахара, соли. Использование этих продуктов для консервирования позволяет сохранить аскорбиновую кислоту в течение длительного времени. Для сохранения витаминов группы В необходимо избегать длительной варки, жарки, тушения. Крупы рекомендуется предварительно замачивать в воде в течение 6—8 ч (сохранять в холодном месте) и в той же воде варить.