A természetben minden olyan harmonikusan van elrendezve, hogy ebben a világban mindenkinek megvan a maga helye, és mindenki a rábízott funkciókkal foglalkozik, legyen szó akár a természet koronájáról - egy hihetetlenül összetett emberi vagy a legmikroszkóposabb szervezetről. Mindenki kiveszi a részét a világunk jobbá tételéért. Ez vonatkozik a különféle baktériumokra is, amelyek a világ teremtőjének nagy terve szerint nemcsak hasznot hoznak az embereknek, hanem bizonyos károkat is. Fontolja meg, melyek a termofil tejsavbaktériumok, és mi a helyük az életünkben. Jók vagy rosszak?
Jellemzők és lényeg
A bolygónkon különféle mikroorganizmusok egész serege él, szemnek láthatatlan, de nagyon aktív és nem mindig hasznos. Az egyik ilyen jótékony mikroformáció a termofil baktérium. A baktérium meleg forrásokban él, és meglehetősen magas - 45 fok feletti - hőmérsékleten szaporodik. E mikroorganizmusok teljes kolóniáit azonosították bolygónk különböző geotermikus zónáiban,mint például a meleg természetes források vize. A termofil baktériumok túlélnek, mivel speciális enzimek vannak bennük, amelyek magas hőmérsékleten működnek. Számukra a legkedvezőbb hőmérsékleti rendszer egy 50-65 fokos folyosó. Ilyen körülmények között a baktériumok jól érezhetik magukat és szabadon szaporodhatnak.
Sokan szeretnék tudni, milyen hőmérsékleten pusztulnak el a termofil baktériumok, hogy szabályozzák a számukat. Ezzel kapcsolatban szeretném megjegyezni, hogy a tudósoknak még nem sikerült pontos adatokat szerezniük erről. A tudomány jelenlegi fejlődési szakaszában csak azt tudjuk, hogy a termofilek maximális hőmérsékleti mutatója 68-75 fok. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a baktériumok elpusztulnak ilyen melegítés hatására – az optimális kezelési rendtől való eltérés kevésbé kényelmessé és intenzívebbé teszi az életüket, lelassítja a sejtnövekedést és csökkenti az anyagcsere-folyamatok sebességét.
Lehetséges-e elpusztítani a baktériumokat? Mi érinti őket?
Ahhoz, hogy a termofil baktériumok elpusztuljanak, a felső küszöb sokkal nagyobb túllépésére van szükség. Ma a tudósok meg tudták állapítani, hogy a legmagasabb ismert hőmérséklet, amelyen ezek a mikroorganizmusok élhetnek, 122 Celsius-fok. Laboratóriumi körülmények között nem lehet nagyobb fűtést létrehozni. Ezért még nem lehet megállapítani, hogy a termofil baktériumok milyen hőmérsékleten pusztulnak el. Csak annyit tudni, hogy az éles hőmérséklet-ingadozások nagyon károsan befolyásolják a baktériumok életét: a tenyészet fejlődése leállhat, dea kérdés, hogy meghal-e.
Fajták és leírásaik
A mikroorganizmusok hőmérsékleti preferenciáit értékelve három fő csoportra oszthatók: pszichrofil, mezofil és valójában termofil. Mindegyik hőfüggő, de a hőmérsékleti viszonyok tekintetében különböznek.
Így a pszichrofil baktériumok a legkevésbé hőfüggőek, és a nulla és +10 fok közötti hőmérséklet-tartományt részesítik előnyben. Ez az optimális fejlődési folyosó számukra, de -5 fokon és +15 fokon is szaporodhatnak.
Következő - mezofil termofil baktériumok, amelyek komfortzónája 30 és 40 Celsius fok között van. A baktériumok jól növekedhetnek és szaporodhatnak, ha a hőmérséklet 10 fokra csökken, vagy 50 fokra emelkedik. Ezekben a szervezetekben a növekedés optimális szintje 37 fok.
És végül, termofil baktériumok - aktív növekedésük akkor figyelhető meg, amikor a hőmérséklet eléri az 50 fokot. Fő megkülönböztető jellemzőjük a felgyorsult anyagcsere. A legújabb vizsgálatok szerint megállapították, hogy a hőmérséklet hatására jelentős változások mennek végbe a fehérjékben és lipidekben, amelyek minden életfolyamatban nagy szerepet játszanak.
Hofilek alcsoportjai
Ennek szemléletes illusztrációja a termofil baktériumok példái, amelyek szintén több független alcsoportra oszlanak:
- Extrém termofilek, amelyek optimális hőmérséklete 80 fok, minimum 60 és maximum 105 fok.
- Stenothermophiles, vagy fakultatív, 55-65 fokos tartományban, de még akkor is képesek szaporodni, ha a hőmérséklet 20 fokra csökken. A legnagyobb növekedési képesség 20-40 fokon figyelhető meg.
- Az euritermofilek a 37-48 fokot részesítik előnyben. Az obligát termofilek sajátossága, hogy még 70 fokon sem veszítik el növekedési képességüket, de 40 fok alatt sem nőnek.
- Termotoleránsok, amelyek optimális mutatója nem haladja meg a 48 fokot, a minimális hőmérséklet, amelyen növekedhetnek, 10 fok, a maximum pedig 55-60. Ugyanazon optimális hőmérsékleten abban különböznek a mezofilektől, hogy a hőmérsékleti küszöb növekedésével a baktériumok tovább szaporodnak.
Anaerob termofilek
A termofil organizmusok gyors szaporodási képessége kiváló lehetőséget ad arra, hogy az élet különböző területein – az iparban vagy a mezőgazdaságban, de akár háztartási szinten is – felhasználhatók legyenek. Ugyanakkor a mezofil és termofil tejsavbaktériumok izolálási módszerei hasonlóak. A különbség csak a növekedési hőmérsékleten figyelhető meg. A pontos optimális hőmérsékleti szint megállapításához a tenyészetet egy-két hónapig passziválni kell, vagy más szóval egy bizonyos hőmérsékleti tartományban újra be kell vetni.
A természetben sokféle termofil baktérium széles körben elterjedt és különféle körülmények között él. Szeretik a meleget és nagyon jól érzik magukat az emberi gyomorban, és megtalálhatók állatokban, növényekben, talajban, vízben és sok más környezetben is,kedvező feltételeket biztosít a fejlődéshez. Egyes baktériumoknak levegőre van szükségük a növekedéshez, míg másoknak egyáltalán nincs szükségük oxigénre. Az oxigénfüggőség jele szerint a termofil szervezeteket aerob és anaerob szervezetekre osztják.
Az anaerob több különálló csoportot foglal magában:
- Vajsav - az erjedés során vajsavat termelnek, cukorral, pektinekkel, dextrinekkel táplálkoznak, és savakat - ecetsavat és vajat -, valamint hidrogént és szén-dioxidot termelnek. A hasznos tulajdonságok közül megkülönböztethető az aceton, etil-, butil- és izopropil-alkoholok előállítása. Termofil és mezofil formában található.
- A cellulóz folyóiszapban, komposztban, növényi maradványokban él. Ezek a termofil komposztbaktériumok ideálisak és széles körben használatosak a mezőgazdaságban. A talajban vagy humuszban lévén ezek a baktériumok 60-65 fokon aktivizálódnak. Van egy mezofil forma is - Omeljanszkij botja. Ezek a baktériumok egy speciális enzim segítségével lebontják a cellulózt, szén-dioxidot, hidrogént, etil-alkoholt, számos savat - hangyasavat, ecetsavat, fumársavat, tejsavat és egyéb szerves savakat - szabadítanak fel.
- A metánképzők a cellulózzal egy helyen élnek, és ott termesztik őket. Ebben a csoportban a legtöbbet vizsgált faj a metanobaktérium és a metanobacillus. Nem képesek sporulációra, és hasznosságuk abban rejlik, hogy képesek antibiotikumokat, vitaminokat, enzimeket termelni, a szennyvizet és a háztartási hulladékot élelmiszerként felhasználni.
- Kénmentesítők leggyakrabban mellett találhatókcellulózt és a szulfátok redukciójából élnek. Ovális spóráik vannak, amelyek közelebb helyezkednek el a bacillus bacillus egyik végéhez – terminális vagy alterminális.
- Tejsav – a tejben élő baktériumok különleges nagy csoportja. Ezek a termofil tejsavbaktériumok előnyösek az ember számára és nagyon károsak is. Egyes fajaik különleges aromás anyagokat tudnak szintetizálni. Ők azok, akik a tejjel való érintkezés után kellemes ízt és aromát adnak a túrónak vagy tejszínnek. Az ilyen termofil tejsavbaktériumok fakultatív anaerobok, ezért optimálisan képesek oxigénhiányban vagy olyan környezetben szaporodni, ahol nagy hiány van belőle.
Tejsav
A tejsavbaktériumok coccusokra és pálcikákra oszlanak. Az előbbiek több láncba kapcsolt sejtből állnak - streptococcusok, és homo- és heterogén fermentációval rendelkeznek. A homofermentatív streptococcusok a tejben található cukrot erjesztik élő joghurt előállításához. A heteroenzimatikusok párhuzamosan olyan aromás anyagokat is kiválasztanak, mint a diacetin és a citoin. Sejtjeik kerek vagy ovális alakúak, Gram szerint jól festődnek, nem képeznek spórákat és kapszulákat. Aerotoleránsak és levegő jelenlétében is létezhetnek. Azonban hiányzik belőlük az aerob légzés végrehajtása, és inkább folytatják szokásos tejsavas erjesztési folyamatukat. Az étkezéshez sok vitaminra, fehérjére, szerves savra van szükségük. tejbenbaktériumok okozzák annak koagulációját, sűrű, egyenletes vérrög képződését kis mennyiségű szérummal. Az aromatermelő tejsav streptococcusoknak köszönhető, hogy a sajtban jellegzetes illatú, csábító buborékok jelennek meg, amelyek alacsony savképző képességgel rendelkeznek. A coccusok erősen alkoholállóak, és magas savasságot igényelnek.
Tejsavrudak
A tejsavrudak – más néven laktobacillusok – lehetnek egyenként vagy párban. Leggyakrabban acidofil laktobacillusokat használnak, különösen a bolgár rudat, amely az indítókultúrák része, és lehetővé teszi az ízletes és egészséges joghurt előállítását. Még a tejiparban is népszerűek a strepto- és béta-baktériumok. Ezek az organizmusok teljesen mozdulatlanok, és nem képeznek spórákat vagy kapszulákat, jól festődnek a Gram által.
A tejsavtermofilek fakultatív anaerobok. Monoenzimatikussá válhatnak, magas savképződéssel, vagy heroenzimatikussá, azzal a képességgel, hogy párhuzamosan képesek feldolgozni a fruktózt, aminek eredményeként hexahidroxi-alkohol-mannit, acetátok, laktátok és szén-dioxid képződnek. A fehérjék meglehetősen gyengén feldolgozottak, ezért növekedésükhöz aminosavak jelenléte szükséges a környezetben. Egyes rudak képesek katalázt, egy hidrogén-peroxidot lebontó enzimet vagy acetaldehidet termelni, amely ízt és aromát ad a sajtnak.
A tejsav hőálló rudak 85-90 fokos hőmérsékleten pasztőrözött tejben is megmaradnak. Nagyon ellenállóak a fertőtlenítőszerekkel szemben, így jelentős károkat okoznak az élelmiszeripari vállalkozásoknak. Ezek Escherichia coli antagonisták. Kovászos vagy alacsony pasztőrözött tejben található.
Termofilek, akik nem tudnak lélegezni oxigén nélkül
Az aerob termofilek, amelyek oxigén nélkül nem tudnak lélegezni, szintén két külön csoportra oszthatók:
- Extreme termofil - Gram-negatív, mozgásképtelen pálcikák, amelyek az obligát baktériumokhoz kapcsolódnak, amelyek szaporodása optimális, 70 fokos hőmérsékleten megy végbe. A hőmérséklet emelkedésével a rudak vékony szálakká alakulnak. Éljen tömegesen forró vizű forrásokban és a közeli talajban.
- A spóraképző formák hasonlóak a mezofil formákhoz. Éljen és terjedjen jól lazított talajban vagy levegős vízben.
Az összes ilyen típusú mikroorganizmust figyelembe véve meg kell jegyezni, hogy a termofil baktériumok megjelenése aromorfózisuk az élőhelyen. Más élő szervezetekhez hasonlóan a baktériumok is tökéletesen alkalmazkodnak a környezeti feltételek változásaihoz fejlődésük során. Ugyanakkor jelentősen növelik szervezettségük szintjét, és új képességekre tesznek szert.
Előnyök és károk
Milyen ártalmakkal és előnyeivel járnak a termofil baktériumok? Az élelmiszeriparban használt tejsavrudak kétségtelenül előnyösek az ember számára. Különféle előételkultúrák részeként ízletes illhasznos tejsavtermékek, amelyek nagyon pozitív hatással vannak az emberi test minden rendszerére, segítik az anyagcsere folyamatok szabályozását, normalizálják az emésztőrendszert és minden lehetséges módon segítik megvédeni a szervezetet a különböző rothadó baktériumoktól, ezzel párhuzamosan megtisztítva a felhalmozódott méreganyagoktól és toxinoktól. Amellett, hogy javítják a mikroflóra összetételét, a termofil baktériumok nyugtatják az idegrendszert, elnyomják az antibiotikumok hatását és növelik az immunitást.
Az élelmiszeriparon kívül ezt a típusú baktériumot meglehetősen széles körben alkalmazzák a gyógyszerészetben és a kozmetikai területeken is. Ezek alapján készülnek különböző probiotikumok, valamint a bőr ápoltságát, rugalmasságát adó kozmetikumok, melyek fehérítésére, helyreállítására is szolgálnak. Az élő joghurtos maszkok csodákra képesek.
A talajban és a komposztban élő termofil és mezofil baktériumok segítik a szerves anyagok újrahasznosítását, megtermékenyítve a talajt a jó növények növekedéséhez. A kibocsátott metán sikeresen felhasználható házak és ipari létesítmények fűtésére. Ilyen hatalmas haszon mellett a termofil rudak által az élelmiszeriparnak okozott csekély kárt kiegyenlíti a baktériumölő gyógyszereknek való kitettség és az élelmiszer-előállító berendezések folyamatos ellenőrzése.
Következtetés
Ebben a cikkben megadtuk egy olyan nagy és kevéssé tanulmányozott osztály alapfogalmait, mint a baktériumok. A fenti anyagból az következik, hogy a termofil baktériumokmár ma is széles körben használja az ember saját érdekében. De ez a folyamat még korántsem ért véget, és még sok kellemes és hasznos felfedezés vár ránk.
