В каких отраслях хозяйства используют микроорганизмы: значение бактерий в промышленности

Содержание

Роль бактерий в сельском хозяйстве
Использование микроорганизмов в пищевой промышленн
Использование микроорганизмов в пищевой промышленн
В каких отраслях народного хозяйства используются бактерии?
Роль бактерий в жизни человека и в природе
Ода бактериям
Создатели кислорода
Видео по теме
Санитары
Круговорот веществ
Молочнокислая продукция
Великие повара
Лучшие в мире "соседи"
Производство нужных веществ
Роль бактерий в промышленности
Отрицательная и положительная роль бактерий
Порча продуктов бактериями
Итоги
Урок 65. Селекция микроорганизмов

Роль бактерий в сельском хозяйстве

Широкое распространение микроорганизмов свидетельствует об их огромной роли в природе. При их участии происходит разложение различных органических веществ в почвах и водоемах, они обусловливают круговорот веществ и энергии в природе; от их деятельности зависит плодородие почв, формирование каменного угля, нефти, многих других полезных ископаемых. Микроорганизмы участвуют в выветривании горных пород и прочих природных процессах.

Многие микроорганизмы используют в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Так, хлебопечение, изготовление кисломолочных продуктов, виноделие, получение витаминов, ферментов, пищевых и кормовых белков, органических кислот и многих веществ, применяемых в сельском хозяйстве, промышленности и медицине, основаны на деятельности разнообразных микроорганизмов. Особенно важно использование микроорганизмов в растениеводстве и животноводстве. От них зависит обогащение почвы азотом, борьба с вредителями сельскохозяйственных культур при помощи микробных препаратов, правильное приготовление и хранение кормов, создание кормового белка, антибиотиков и веществ микробного происхождения для кормления животных.

Микроорганизмы оказывают положительное влияние на процессы разложения веществ неприродного происхождения — ксенобиотиков, искусственно синтезированных, попадающих в почвы и водоемы и загрязняющих их.

Наряду с полезными микроорганизмами существует большая группа так называемых болезнетворных, или патогенных, микроорганизмов, вызывающих разнообразные болезни сельскохозяйственных животных, растений, насекомых и человека. В результате их жизнедеятельности возникают эпидемии заразных болезней человека и животных, что сказывается на развитии экономики и производительных сил общества.

Последние научные данные не только существенно расширили представления о почвенных микроорганизмах и процессах, вызываемых ими в окружающей среде, но и позволили создать новые отрасли в промышленности и сельскохозяйственном производстве. Например, открыты антибиотики, выделяемые почвенными микроорганизмами, и показана возможность их использования для лечения человека, животных и растений, а также при хранении сельскохозяйственных продуктов. Обнаружена способность почвенных микроорганизмов образовывать биологически активные вещества: витамины, аминокислоты, стимуляторы роста растений — ростовые вещества и т.д. Найдены пути использования белка микроорганизмов для кормления сельскохозяйственных животных. Выделены микробные препараты, усиливающие поступление в почву азота из воздуха.

Открытие новых методов получения наследственно измененных форм полезных микроорганизмов позволило шире применять микроорганизмы в сельскохозяйственном и промышленном производстве, а также в медицине. Особенно перспективно развитие генной, или генетической, инженерии. Ее достижения обеспечили развитие биотехнологии, появление высокопродуктивных микроорганизмов, синтезирующих белки, ферменты, витамины, антибиотики, ростовые вещества и другие, необходимые для животноводства и растениеводства продукты.

Использование микроорганизмов для получения кормового белка и незаменимых аминокислот

Корма, содержащие недостаточно протеина, незаменимых аминокислот и витаминов, неэффективны и невыгодны. В условиях интенсивного ведения хозяйства важно не только обеспечить достаточное производство кормов, но и получать корма с высоким содержанием белка и сбалансированные по аминокислотному составу.

Белковый и аминокислотный обмен различны у жвачных и нежвачных животных. У последних желудок однокамерный, и микроорганизмы желудочно-кишечного тракта проявляют активность в кишечнике. Существенные синтетические процессы микробиологического характера в желудке нежвачных животных не протекают. Под влиянием желудочного сока здесь из белков корма образуются аминокислоты и осуществляется реакция переаминирования. Однако такие незаменимые аминокислоты, как лизин, треонин, аргинин, в результате переаминирования не синтезируются вовсе или синтезируются в таком малом количестве, что не имеют практического значения. Поэтому для нежвачных животных перечисленные аминокислоты в необходимых количествах должны присутствовать в пищевом рационе.

Жвачные животные менее требовательны к полноценности белков корма, так как обитающая в их преджелудках богатая микрофлора синтезирует даже из простых, содержащих азот веществ все аминокислоты, в том числе и незаменимые. Микроорганизмы синтезируют белок в своих клетках, после отмирания которых аминокислоты освобождаются и становятся достоянием животного-хозяина.

Указанная особенность жвачных животных позволяет для частичного восполнения дефицита белков использовать в их рационе содержащие азот простые химические вещества — мочевину и соли аммония. В рубце жвачных животных микроорганизмы синтезируют в больших количествах глутамин, глутаминовую кислоту, глицин и валин. Последние транспортируются в печень для синтеза других аминокислот.

В существующих кормовых рационах далеко не всегда достаточно белка, необходимых аминокислот и витаминов. Поэтому необходимо вводить эти вещества в корм в виде тех или иных препаратов, в частности полученных с помощью микроорганизмов. Внимание ученых привлекает вопрос получения кормового белка путем микробного синтеза.
1.1 Производство нитрагина и ризоторфина

Отечественная промышленность выпускает два вида препаратов клубеньковых бактерий: нитрагин и ризоторфин. Оба препарата производятся на основе активных жизнеспособных клубеньковых бактерий из рода Rhizobium. Эти бактерии в симбиозе с бобовыми культурами способны фиксировать свободный азот атмосферы, превращая его в соединения, легкоусвояемые растением.

. В общем, схему производства бактериальных удобрений можно свести к следующим стадиям:

1) Подбор чистой культуры бактерий и внесение ее в благоприятную среду.

2) Культивирование со значительным наращиванием биомассы.

3) Выделение и выпуск готового продукта.

Роль микрооранизмов в плодородии почвы

Почва является основным средством производства в сельском хозяйстве. Все продукты сельского хозяйства состоят из органических веществ. Их синтез происходит в растениях под воздействием солнечной энергии. Разложение органических остатков и синтез новых соединений протекает при воздействии ферментов, выделяемых разными ассоциациями микроорганизмов. При этом наблюдается непрерывная смена одних ассоциаций микробов другими.

Основными поставщиками питательных веществ для растений являются аэробные микроорганизмы, которым необходим кислород. Поэтому увеличение рыхлости, водопроницаемости и аэрации почвы ускоряют рост растений и увеличивает их урожайность.

Однако растениям для нормального роста и полноценного развития необходимы не только макроэлементы, такие как калий, азот и фосфор. Им также нужны микроэлементы, например селен, который выступает как катализатор биохимических реакций и без которого растения не в состоянии сформировать хорошую иммунную систему.

Поставщиками микроэлементов являются анаэробные микроорганизмы. Это микроорганизмы, которые живут в более глубоких почвенных пластах и для которых кислород — яд. Анаэробные микроорганизмы способны по пищевым цепям поднимать необходимые растениям микроэлементы из глубинных слоев почвы.

Микроорганизмы в почве образуют сложный биоценоз, в котором находятся между собой в сложных отношениях. Одни из них успешно сосуществуют, а другие являются антагонистами (противниками). Антагонизм их обычно проявляется в том, что одни группы микроорганизмов выделяют специфические вещества, которые тормозят или делают невозможным развитие других.

Введение

Аграрный сектор (сельское хозяйство) в экономике любой страны занимает особое место и обладает своей спецификой и рядом характерных черт. Важнейшей из них является то, что ведение производства органично связано с использованием земли и природной среды, при этом именно земля служит главным средством производства. Сельское хозяйство основано на использовании биологических факторов растений, что предопределяет несовпадение периода производства с рабочим периодом. Так же сельское хозяйство во многом зависит от пока еще неуправляемых климатических и погодных условий, отличается большой территориальной рассредоточенностью производства; в сельском хозяйстве в большей мере, чем в других отраслях, в воспроизводственном процессе используется продукция собственного производства (семена, корма и др.). То есть, по существу, уровень развития сельского хозяйства во многом определяет уровень экономической безопасности страны.

Использование микроорганизмов в пищевой промышленн

Трудно найти другую отрасль хозяйства, которая оказывала бы такое широкое и многообразное воздействие на экономику, социальные отношения и состояние окружающей среды.

В настоящее время во всем мире наблюдается значительный рост сельскохозяйственной отрасли. Это связано с рядом достаточно разнообразных факторов, среди которых:

Постепенное истощение природных ресурсов и энергоносителей (газ, нефть и пр.), а, следовательно, требуются новые виды сырья, в качестве которого себя прекрасно зарекомендовало сырье растительного происхождения — биогаз, биотопливо, спирт на растительной основе.
Глобальное увлечение человека здоровым образом жизни, которое, в том числе, подразумевает употребление в пищу натуральных продуктов, не содержащих консервантов, химических добавок и т.д.

В мире наблюдается тенденция возвращения человека к ведению натурального хозяйства. Человек стремится к отдалению от города, самодостаточности и полному обеспечению себя продуктами собственного труда.

Одним из наиболее актуальных применений биотехнологии в данной области является использование различных видов бактерий: молочно-кислых, выделяющих антибиотики, азотоусваивающих для производства бактериальных удобрений.

Роль бактерий в жизни человека

История изучения бактерий

С микроорганизмами человечество соприкасалось всегда, тысячелетия даже не догадываясь об этом. С незапамятных времен люди наблюдали брожение теста, готовили спиртные напитки, сквашивали молоко, делали сыры, переносили различные заболевания, в том числе эпидемические. Свидетельством последнего в библейских книгах служит указание о повальной болезни (вероятно, чуме) с рекомендациями сжигать трупы и делать омовения.

Однако до середины прошлого века даже никто не представлял, что разного рода бродильные процессы и заболевания могут быть следствием деятельности ничтожно малых существ.

Впервые бактерий увидел в оптический микроскоп и описал в 1676 году голландский натуралист Антони ван Левенгук. Как и всех микроскопических существ, он назвал их «анималькули». Название «бактерия» появилась позднее, оно было предложена Кристианом Эрнбергом в 1828 как перевод греческого слова, которое означало «маленькая палочка».

Луи Пастер продемонстрировал в 1859 году, что процесс брожения вызывается ростом микроорганизмов, и что этот рост не может быть зарожденным непроизвольно (хотя нужно отметить, что дрожжи, которые по обыкновению связаны с брожением — не бактерии, а грибы). Вместе с его современником, Робертом Кохом, Пастер был одним из авторов и первых защитников бактериальной теории возникновения болезней. Роберт Кох был пионером медицинской микробиологии, работая с такими болезнями, как холера, сибирская язва и туберкулез. В своем исследовании туберкулеза Кох окончательно довел бактериологическую теорию, за что и был награжденный Нобелевской премией 1905 года. В своих «Постулатах Коха» он установил критерии проверки, или болезнь вызывается микроорганизмом; эти постулаты все еще используются сегодня.

Хотя в 19 столетии уже было известно, что бактерии — причина многих болезней, не существовало никаких эффективных средств антибактериального лечения. В 1910 году Рафаэль Эрлих создал первый антибиотик, модифицировав фарбник, который выборочно красил бактерию Treponema pallidum — спирохету, вызывающую сифилис, в вещество, которое выборочно убивает патоген. Эрлих был также награжден Нобелевской премией за свою работу по иммунологии и открытию использования окрасок для выявления и идентификации бактерий, его работа стала основой для создания окрашивания по Грамму и по Зелий-Нельсену. В конце 19го — начале 20го столетия благодаря работам Мартинуса Бейеринка и Сергея Николаевича Виноградского были заложены основы общей и экологической микробиологии.

Изучение строения бактериальной клетки началось с изобретением электронного микроскопа в 1930-е. В 1937 году Э. Чаттон предложил делить все организмы по типу клеточного строения на прокариот и эукариот, и в 1961 году Стейниер и Ван Ниль окончательно оформили это разделение. Важный шаг вперед в развитии молекулярной биологии и изучении бактерий был сделан в 1977 году Карлом Воузом, который установил, что археи — отдельная от бактерий линия эволюционного развития. Эта новая филогенетическая таксономия была основана на установлении последовательности 16S рибосомной РНК и поделила прокариоты на два отдельных домена, как часть системы трех доменов — домены архебактерий и эубактерий. Впоследствии, чтобы подчеркнуть различия между ними, они были переименованы в архей и бактерий соответственно. Хотя до сих пор под бактериями часто понимают всех прокариотов, поскольку эти группы схожи, так что в подобных случаях используется термин «прокариоты» или сочетание «бактерии и археи».

Общее понятие о бактериях и их жизненных свойствах

Бактерии — это обширная группа одноклеточных микроорганизмов, характеризующихся отсутствием окруженного оболочкой клеточного ядра. Вместе с тем генетический материал бактерии (дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК) занимает в клетке вполне определенное место — зону, называемую нуклеоидом. Организмы с таким строением клеток называются прокариотами («доядерными») в отличие от всех остальных — эукариот («истинно ядерных»), ДНК которых находится в окруженном оболочкой ядре.

Бактерии, ранее считавшиеся микроскопическими растениями, сейчас выделены в самостоятельное царство Monera — одно из пяти в нынешней системе классификации наряду с растениями, животными, грибами и протистами.

Строение и жизнедеятельность бактерий

Бактерии гораздо мельче клеток многоклеточных растений и животных. Толщина их обычно составляет 0,5-2,0 мкм, а длина — 1,0-8,0 мкм. Разглядеть некоторые формы едва позволяет разрешающая способность стандартных световых микроскопов (примерно 0,3 мкм), но известны и виды длиной более 10 мкм и шириной, также выходящей за указанные рамки, а ряд очень тонких бактерий может превышать в длину 50 мкм. На поверхности, соответствующей поставленной карандашом точке, уместится четверть миллиона средних по величине представителей этого царства.

По особенностям морфологии выделяют следующие группы бактерий:

кокки (более или менее сферические)
бациллы (палочки или цилиндры с закругленными концами)
спириллы (жесткие спирали)
спирохеты (тонкие и гибкие волосовидные формы)

Некоторые авторы склонны объединять две последние группы в одну — спириллы.

Прокариоты отличаются от эукариот главным образом отсутствием оформленного ядра и наличием в типичном случае всего одной хромосомы — очень длинной кольцевой молекулы ДНК, прикрепленной в одной точке к клеточной мембране. У прокариот нет и окруженных мембранами внутриклеточных органелл, называемых митохондриями и хлоропластами. У эукариот митохондрии вырабатывают энергию в процессе дыхания, а в хлоропластах идет фотосинтез. У прокариот вся клетка целиком (и в первую очередь — клеточная мембрана) берет на себя функцию митохондрии, а у фотосинтезирующих форм — заодно и хлоропласта. Как и у эукариот, внутри бактерии находятся мелкие нуклеопротеиновые структуры — рибосомы, необходимые для синтеза белка, но они не связаны с какими-либо мембранами. За очень немногими исключениями, бактерии не способны синтезировать стеролы — важные компоненты мембран эукариотической клетки.

Снаружи от клеточной мембраны большинство бактерий одето клеточной стенкой, несколько напоминающей целлюлозную стенку растительных клеток, но состоящей из других полимеров (в их состав входят не только углеводы, но и аминокислоты и специфические для бактерий вещества). Эта оболочка не дает бактериальной клетке лопнуть, когда в нее за счет осмоса поступает вода. Поверх клеточной стенки часто находится защитная слизистая капсула. Многие бактерии снабжены жгутиками, с помощью которых они активно плавают. Жгутики бактерий устроены проще и несколько иначе, чем аналогичные структуры эукариот.

Сенсорные функции и поведение

Многие бактерии обладают химическими рецепторами, которые регистрируют изменения кислотности среды и концентрацию различных веществ, например сахаров, аминокислот, кислорода и диоксида углерода. Для каждого вещества существует свой тип таких «вкусовых» рецепторов, и утрата какого-то из них в результате мутации приводит к частичной «вкусовой слепоте». Многие подвижные бактерии реагируют также на колебания температуры, а фотосинтезирующие виды — на изменения освещенности. Некоторые бактерии воспринимают направление силовых линий магнитного поля, в том числе магнитного поля Земли, с помощью присутствующих в их клетках частичек магнетита (магнитного железняка — Fe3O4). В воде бактерии используют эту свою способность для того, чтобы плыть вдоль силовых линий в поисках благоприятной среды.

Условные рефлексы у бактерий неизвестны, но определенного рода примитивная память у них есть. Плавая, они сравнивают воспринимаемую интенсивность стимула с ее прежним значением, т.е. определяют, стала она больше или меньше, и, исходя из этого, сохраняют направление движения или изменяют его.

Страницы:123456следующая →

содержание .. 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 ..

Глава 11

РОЛЬ МИКРООРГАНИЗМОВ В ТЕХНОЛОГИИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Микробиологические процессы широко применяют в различных отраслях народного хозяйства. В их основе лежит использование в промышленности биологических систем и процессов, ими вызываемых. В основе многих производств лежат реакции обмена веществ, происходящие при росте и размножении некоторых микроорганизмов.

В настоящее время с помощью микроорганизмов производят кормовые белки, ферменты, витамины, аминокислоты и антибиотики, органические кислоты, липиды, гормоны, препараты для сельского хозяйства и т. д.

ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ МИКРООРГАНИЗМОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В пищевой промышленности микроорганизмы используются при получении ряда продуктов. Так, алкогольные напитки — вино, пиво, коньяк, спирт — и другие продукты получают при помощи дрожжей. В хлебопекарной промышленности использу-ют дрожжи и бактерии, в молочной промышленности — молочнокислые бактерии и т. д.

Среди многообразия вызываемых микроорганизмами процессов одним из существенных является брожение.

Под брожением понимают превращение углеводов и некоторых других органических соединений в новые вещества под воздействием ферментов, продуцируемых микроорганизмами. Известны различные виды брожения. Обычно их называют по конечным продуктам, образующимся в процессе брожения, например спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое и др.

Многие виды брожения — спиртовое, молочнокислое, ацетонобутиловое, уксуснокислое, лимоннокислое и другие, вызываемые различными микроорганизмами, — используют в промышленности. Например, в производстве этилового спирта, хлеба, пива, вина применяют дрожжи; в производстве лимонной кислоты — плесневые грибы; в производстве уксусной и молочной кислот, ацетона — бактерии. Основная цель указанных производств — превращение субстрата (питательной среды) под действием ферментов микроорганизмов в необходимые продукты. В других производствах, например в производстве хлебопекарных дрожжей, главной задачей является накопление максимального количества культивируемых дрожжей.

Основные группы микроорганизмов, используемых в отраслях пищевой промышленности, — бактерии, дрожжевые и плесневые грибы.

Бактерии. Используют в качестве возбудителей молочнокислого, уксуснокислого, маслянокислого, ацетонобутилового брожения.

Культурные молочнокислые бактерии используют при получении молочной кислоты, в хлебопечении, иногда в спиртовом производстве. Они превращают сахар в молочную кислоту по приведенному уравнению (11.4).

В производстве ржаного хлеба важная роль принадлежит молочнокислым бактериям. В процессе получения ржаного хлеба участвуют истинные (гомоферментативные) и неистинные (гетероферментативные) молочнокислые бактерии. Гетероферментативные молочнокислые бактерии наряду с молочной кислотой образуют летучие кислоты (в основном уксусную), спирт и диоксид углерода. Истинные бактерии в ржаном тесте участвуют только в кислотообразовании, а неистинные наряду с кислотооб-разованием оказывают существенное влияние на разрыхление теста, являясь энергичными газообразователями. Молочнокислые бактерии ржаного теста существенное влияние оказывают также на вкус хлеба, так как он зависит от общего количества кислот, содержащихся в хлебе, и от их соотношения. Кроме того, молочная кислота оказывает влияние на процесс образования и структурно-механические свойства ржаного теста.

В спиртовой промышленности молочнокислое брожение может применяться для подкисления дрожжевого сусла. Дикие молочнокислые бактерии неблагоприятно влияют на технологические процессы бродильных производств, ухудшают качество готовой продукции. Образующаяся при молочнокислом брожении молочная кислота стимулирует развитие дрожжей и подавляет жизнедеятельность посторонних микроорганизмов.

Маслянокислое брожение, вызываемое маслянокислыми бактериями, используют для производства масляной кислоты, эфиры которой применяют в качестве ароматических веществ, а для спиртового производства эти бактерии опасны, так как масляная кислота подавляет развитие дрожжей и инактивирует а-амилазу.

К особым видам маслянокислых бактерий относятся ацетонобутиловые бактерии, превращающие крахмал и другие углеводы в ацетон, бутиловый и этиловый спирты. Эти бактерии используют в качестве возбудителей брожения в ацетонобутиловом производстве.

Уксуснокислые бактерии используют для получения уксуса (раствора уксусной кислоты), так как они способны окислять этиловый спирт в уксусную кислоту по уравнению

СН3СН2ОН + О2 = СН3СООН + Н2О + 487 кДж. (11.1)

Следует отметить, что уксуснокислое брожение является вредным для спиртового производства, так как приводит к снижению выхода спирта, а в пивоварении ухудшает качество пива, вызывает его порчу.

Дрожжи. Широко применяются в качестве возбудителей брожения при получении спирта и пива, в виноделии, в производстве хлебного кваса, а также в хлебопечении для разрыхления теста.

Для пищевых производств имеют значение дрожжи — сахаромицеты, которые образуют споры, и несовершенные дрожжи — несахаромицеты (дрожжеподобные грибы), не образующие спор. Семейство сахаромицетов делится на несколько родов. Наиболее важное значение из этого семейства имеет род Saccharomyces (сахаромицеты). Род подразделяется на виды, а остальные отдельные разновидности вида, отличающиеся по некоторым признакам, называют расами. В каждой отрасли применяются определенные расы дрожжей. Различают дрожжи пылевидные и хлопьевидные. У первых на протяжении всего периода жизнедеятельности клетки изолированы друг от друга, а у вторых клетки склеиваются между собой, образуя хлопья, и быстро оседают.

Культурные дрожжи относятся к семейству сахаромицетов S. cerevisiae. Температурный оптимум для размножения дрожжей находится в пределах 25…30 °С, а минимальная тем-

пература около 2…3 °С. При 40 °С рост прекращается и дрожжи отмирают, но низкие температуры дрожжи переносят хорошо, хотя размножение их приостанавливается.

Различают дрожжи верхового и низового брожения. В каждой из этих групп имеется несколько отдельных рас.

Дрожжи верхового брожения в стадии интенсивного брожения выделяются на поверхности сбраживаемой среды в виде довольно толстого слоя пены и остаются в таком состоянии до окончания брожения. Затем они оседают, но не дают плотного осадка. Эти дрожжи относятся к пылевидным дрожжам и не склеиваются друг с другом в отличие от хлопьевидных дрожжей низового брожения, оболочки которых являются клейкими, что приводит к слипанию и быстрому осаждению клеток.

Из культурных дрожжей к дрожжам низового брожения относятся большинство винных и пивных дрожжей, а к дрожжам верхового брожения — спиртовые, хлебопекарные и некоторые расы пивных дрожжей. Первоначально были известны только дрожжи верхового брожения, так как брожение различных соков происходило при обычной температуре. Желая получить напитки, насыщенные С02, человек стал вести брожение при низкой температуре. Под влиянием изменившихся внешних условий получились дрожжи низового брожения, нашедшие широкое распространение в промышленности.

Как отмечалось ранее, в процессе спиртового брожения из глюкозы образуется два основных продукта — этиловый спирт и диоксид углерода, а также промежуточные вторичные продукты: глицерин, янтарная, уксусная, лимонная и пировиноградная кислоты, ацетальдегид, 2,3-бутиленгликоль, ацетоин, эфиры и так называемые сивушные масла (изоамиловый, изопропиловый, бутиловый и другие спирты).

Сбраживание отдельных сахаров происходит в определенной последовательности, обусловленной скоростью их диффузии в дрожжевую клетку. Быстрее всех сбраживаются дрожжами глюкоза и фруктоза. Однако сахароза, как таковая, исчезает (инвертируется) в среде еще в начале брожения под действием фермента, содержащегося в оболочке дрожжевой клетки — р-фруктофу-ранозидазы, с образованием глюкозы и фруктозы, которые легко используются клеткой. Когда в среде почти не остается фруктозы и глюкозы, дрожжи потребляют мальтозу.

Дрожжи обладают способностью сбраживать весьма высокие концентрации сахара — до 60 %. Они выносят также высокие концентрации спирта — до I4…16 об. %. Токсичное действие спирта увеличивается с повышением температуры.

В присутствии кислорода спиртовое брожение прекращается и дрожжи получают энергию за счет кислородного дыхания:

Так как этот процесс энергетически более богат, чем процесс орожения (118 кДж), то дрожжи тратят сахар значительно экономнее. Прекращение брожения под влиянием кислорода воздуха получило название эффекта Пастера.

В спиртовом производстве применяют верховые дрожжи вида S. cerevisiae, которые обладают наибольшей энергией брожения, образуют максимум спирта и сбраживают моно- и дисахариды, а гакже часть декстринов.

В хлебопекарных дрожжах ценят быстро размножающиеся расы, обладающие хорошей подъемной силой и стойкостью при чранении. Подъемная сила определяется как особенностями рас дрожжей, так и способом ведения производства.

В пивоварении используют дрожжи низового брожения, приспособленные к сравнительно низким температурам. Пивные дрожжи должны быть микробиологически чистыми, а также об-иадать способностью к хлопьеобразованию, быстро оседать на дно бродильного аппарата и давать прозрачный напиток с определенными вкусом и ароматом.

В виноделии ценятся дрожжи, быстро размножающиеся, об-иадающие свойством подавлять другие виды дрожжей и микроорганизмы и придавать вину соответствующий букет. Дрожжи, применяемые в виноделии, относятся к виду S. vini, энергично сбраживают глюкозу, фруктозу, сахарозу и мальтозу. Большая часть винных дрожжей относится к дрожжам низового брожения. В виноделии почти все производственные культуры дрожжей выделены из молодых вин в различных местностях.

В пивоваренной промышленности применяют низовые дрожжи вида S. carlsbergensis (в основном хлопьевидные расы). Брожение, вызываемое ими, хорошо протекает при температурах от 6 до 8 °С.

Дрожжи семейства несахаромицетов вырабатывают в качестве ценного корма для сельскохозяйственных животных.

В таких отраслях, как пивоварение и дрожжевое производство, дрожжеподобные грибы являются вредителями производства.

Зигомицеты. Ранее зигомицеты называли плесневыми грибами. Они играют большую роль в качестве продуцентов ферментов.

Использование микроорганизмов в пищевой промышленн

Грибы рода Aspergillus продуцируют амилолитические, про-геолитические, пектолитические и другие ферменты, которые используют в спиртовой промышленности вместо солода для осахаривания крахмала, в пивоваренной — при частичной замене солода несоложеным зерном и т. д.

В производстве лимонной кислоты A. niger является возбудителем лимоннокислого брожения, превращая сахар в лимонную кислоту.

Однако в ряде случаев плесневые грибы вызывают порчу пищевых продуктов.

содержание .. 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 ..

ОТВЕТ:Это процесс и искусственного получения мутаций путем воздействия мутагенных факторов (облучение ультрафиолетовыми и рентгеновскими лучами и др.) с целью получения у потомства полезных мутаций. Особи с полезными мутациями в дальнейшем участвуют при создании новых штаммов микроорганизмов или сортов растений.

Основы экологии

Почему у разных животных разная плодовитость?

ОТВЕТ:Чем больше выражена забота о потомстве, тем меньше плодовитость.

2.Для всех организмов действует закономерность: чем больше вероятность гибели потомства, тем больше плодовитость.

Каковы основные факторы-ограничители для растений, для животных, микроорганизмов?

ОТВЕТ:Для растений: нехватка света, воды, минеральных солей, углекислого газа.

Для животных: нехватка пищевых ресурсов, воды, неблагоприятные климатические условия, паразиты, враги (конкуренты, хищники)

Для микроорганизмов: нехватка пищевых ресурсов, неблагоприятные условия (температурный, водный, газовый режим, химические вещества (антибиотики для паразитов)

В каких отраслях народного хозяйства используются бактерии?

ОТВЕТ:В пищевой промышленности: для получения напитков, молочно-кислых продуктов, при квашении, солении, виноделии, сыроделии; в фармацевтике: для создания лекарств, вакцин; в сельском хозяйстве: для приготовления силоса, сенажа (кормов для животных), в коммунальном хозяйстве, в природоохранных мероприятиях: для очистки сточных вод, ликвидации нефтяных пятен, в генной инженерии, микробиологии: с помощью них получают витамины, гормоны, лекарства, кормовые белки и т.д.

Почему существуют редкие и исчезающие виды, если любой организм способен к беспредельному росту численности?

ОТВЕТ:Действуют факторы- ограничители, которые не позволяют восстановить их численность. Особенно хозяйственная деятельность человека ставит под угрозу существование многих видов.

В чем сущность закона ограничивающего фактора?

ОТВЕТ:Из всех факторов, действующих на организм, наиболее важен тот, значение которого больше всего отклоняется от оптимального (т.е.

В каких отраслях народного хозяйства используются бактерии?

наиболее угнетающий фактор).

Школьники для озеленения территории взяли молодые ели из леса, а не из просеки. Посадили все правильно, но потом хвоя побурела и осыпалась. Почему?

ОТВЕТ:Теневые и световые листья имеют отличия в строении, приспособлены к определенной освещенности. После пересадки хвоинки не смогли быстро перестроиться к яркой освещенности и погибли.

Почему на поверхности водоемов обитают растения с зеленой окраской, а на морских глубинах – красной?

ОТВЕТ:На большие глубины морей проникают не все лучи светового спектра, а только синие и фиолетовые, которые поглощаются красными и желтыми пигментами, поэтому водоросли приобретают красную окраску. На поверхности поглощают зеленые пигменты-хлорофиллы.

Какие приспособления для экономного расходования воды имеют животные суши?

ОТВЕТ:Перемещение в тень, рытье нор, роговые покровы пресмыкающихся, раковины улиток, хитиновый покров насекомых, накопление жира- источника внутренней воды (верблюды), уменьшение потоотделения, экономия воды при выделении мочи и кала, спячка в период жаркого сезона.

Можно ли назвать почвой смесь песка, воды, неорганических и органических веществ?

ОТВЕТ:Нет, так как в ней нет живых организмов и почва имеет определенную структуру.

Почему наземные млекопитающие имеют ушные раковины, а у водных и почвенных- их нет или редуцированы?

ОТВЕТ:Вода и почва имеют большую плотность и звуки в них хорошо распространяются.

Почему нельзя сжигать весной прошлогоднюю траву и растительный опад?

ОТВЕТ:Могут возникнуть пожары, погибают многие насекомые и беспозвоночные, уничтожаются семена растений, кладки наземно гнездящихся птиц, повреждаются побеги молодых растений, замедляется их рост, усиливается эрозия почвы и в итоге разрушается экологическое равновесие, естественный круговорот веществ.

Почему сильное «цветение» воды часто приводит к замору рыбы и гибели других обитателей водоема?

ОТВЕТ:После быстрого размножения растения отмирают, и при гниении используется кислород водоема, что приводит к кислородному голоданию и гибели его обитателей, кроме этого, некоторые сине- зеленые водоросли выделяют ядовитые вещества. При бескислородном разложении органических веществ выделяются метан, аммиак, сероводород, которые губительны для всех обитателей.

Почему растения болот (клюква, багульник), обитающие в условиях повышенной влажности, имеют ряд признаков, характерных для растений засушливых мест (опушенность, восковой налет, мелкие кожистые листья)?

ОТВЕТ:Болотная вода холодная, плохо впитывается корнями, поэтому возникает необходимость уменьшения испарения воды.

Что произойдет с молодой березой, если ее с весны выращивать в комнатных условиях у окна, обеспечивая весь уход ?

ОТВЕТ:Осенью сбросит листья, так как листопад- это приспособление к изменению длины светового дня.

Какие организмы с какими могут в природе вступить в симбиоз: пчела, подберезовик, актиния, дуб, береза, рак-отшельник, осина, сойка, клевер, подосиновик, липа, клубеньковые бактерии?

ОТВЕТ:Пчела—липа, подберезовик—береза, актиния—-рак-отшельник, осина—подосиновик, сойка—дуб, клевер—клубеньковые бактерии.

Роль бактерий в жизни человека и в природе

9 марта 2015

Всем известно, что бактерии – самые древние жители планеты Земля. Они появились, согласно научным данным, от трех до четырех миллиардов лет назад. И долгое время были единственными и полноправными хозяевами Земли. Можно сказать, что с бактерий все началось. Грубо говоря, родословная всех живых организмов ведется от них. Так что роль бактерий в жизни человека и природе (ее формировании) весьма значительна.

Ода бактериям

Их строение весьма примитивно — в большинстве своем это одноклеточные организмы, которые, очевидно, мало изменились за такое весьма продолжительное время. Они неприхотливы и могут выживать в экстремальных для других организмов условиях (нагревание до 90 градусов, замораживание, разреженная атмосфера, глубочайший океан). Живут они повсюду — в воде, почве, под землей, в воздухе, внутри других живых организмов. А в одном грамме почвы, например, могут быть обнаружены сотни миллионов бактерий. Поистине почти идеальные создания, существующие рядом с нами. Велика роль бактерий в жизни человека и природе.

Создатели кислорода

Знаете ли вы, что, скорее всего, без существования этих мелких организмов мы бы просто задохнулись. Потому что они (в основном цианобактерии, способные в результате фотосинтеза выделять кислород) в силу своей многочисленности производят огромное количество кислорода, поступающего в атмосферу. Особенно это становится актуальным в связи с вырубкой стратегически важных для всей Земли лесов. А некоторые другие бактерии выделяют углекислый газ, который необходим для дыхания растений. Но роль бактерий в жизни человека и природе не сводится только к этому. Есть еще несколько «видов деятельности», за которые бактериям можно смело давать почетную грамоту!

Видео по теме

Санитары

В природе одна из функций бактерий – санитарная. Они поедают отмершие клетки и организмы, утилизируя ненужное. Получается, что бактерии для всего живого на планете работают своеобразными дворниками. В науке это явление называется сапротрофией.

Круговорот веществ

А еще одна важная роль – участие в круговороте веществ в планетарном масштабе. В природе все вещества переходят от организма к организму. Иногда они находятся в атмосфере, иногда – в почве, поддерживая масштабный круговорот. Без бактерий эти составляющие могли бы концентрироваться где-нибудь в одном месте, а великие циклы прервались бы. Подобное происходит, например, с таким веществом, как азот.

Молочнокислая продукция

Молоко – издавна известный людям продукт. Но длительное его хранение стало возможным только в последнее время с изобретением методов консервации и холодильных установок. А со времен зарождения скотоводства человек неосознанно использовал бактерии для сквашивания молока и производства кисломолочных продуктов более длительного хранения, чем само молоко. Так, например, кефир в сухом виде мог храниться месяцами и использоваться в качестве сытной пищи при длительных переходах через пустынные местности. В этом плане неоценима роль бактерий в жизни человека. Ведь если этим организмам «предложить» молоко, они смогут произвести из него массу вкусных и незаменимых продуктов питания. Среди них: йогурт, простокваша, ряженка, сметана, творог, сыр. Кефир, конечно, делается в основном грибками, но и без участия бактерий здесь дело не обходится.

Великие повара

Но «пищеобразующая» роль бактерий в жизни человека не сводится только лишь к кисломолочным продуктам. Есть еще много привычных уже нам продуктов, которые производятся при помощи данных организмов. Это квашеная капуста, соленые (бочковые) огурцы, любимые многими соления и другие продукты.

Лучшие в мире "соседи"

Бактерии – самое многочисленное царство животных организмов в природе. Они живут везде — вокруг нас, на нас, даже – внутри нас! И они являются весьма полезными "соседями" для человека. Так, например, бифидобактерии укрепляют наш иммунитет, повышая сопротивляемость организма многим болезням, помогают пищеварению и делают еще массу нужных вещей. Таким образом, роль бактерий в жизни человека как хороших "соседей" столь же неоценима.

Производство нужных веществ

Ученые смогли так поработать с бактериями, что они в результате стали выделять нужные для человека вещества. Часто этими веществами являются лекарства. Так что лечебная роль бактерий в жизни человека также велика. Некоторые современные лекарства произведены ими или основаны на их действии.

Роль бактерий в промышленности

Бактерии – великие биохимики! В современной промышленности широко используется это их свойство. Так, например, в последние десятилетия производство биогаза в некоторых странах достигает серьезных масштабов.

Отрицательная и положительная роль бактерий

Но эти микроскопические одноклеточные могут быть не только помощниками человека и сосуществовать с ним в полном согласии и мире. Самая большая опасность, которую они таят в себе, – это инфекционные болезни, вызываемые бактериями. Поселяясь внутри нас, отравляя ткани нашего организма, они, безусловно, являются вредными, иногда смертельными для человека. Среди самых известных опасных болезней, вызываемых бактериями, — чума, холера. Менее опасны ангина и воспаление легких, например. Таким образом, некоторые бактерии могут представлять существенную опасность для человека, если они болезнетворные. Поэтому ученые и врачи всех времен и народов стараются «держать под контролем» эти вредоносные микроорганизмы.

Порча продуктов бактериями

Если мясо протухшее, а суп прокисший, наверняка, это «дело рук» бактерий! Они там заводятся и фактически «съедают» эти продукты до нас. После чего для человека эти блюда уже не представляют пищевой ценности. Остается только выбросить!

Итоги

При ответе на вопрос, какую роль играют бактерии в жизни человека, можно выделить и положительные, и отрицательные моменты. Однако, очевидно, что положительных свойств бактерий гораздо больше, чем негативных. Все дело в разумном контроле человека над этим многочисленным царством.

Комментарии

Урок 65. Селекция микроорганизмов

Ведь буквальный перевод этого термина …

Новости и общество
В чем состоит духовная жизнь человека и что это за понятие?

Взрослые люди часто задумываются о саморазвитии и самосознании, о вопросах этики и морали, духовности и религии, о смысле жизни. В чем состоит духовная жизнь человека? Можно сказать, что это нагромождение его впечатле…

Образование
Вода в Жизни Человека и «Кирпич в Унитазе!»

известна простая восточная истина, вполне точно устанавливающая важность утверждения о воде и, что роль воды в жизни человека поистине уникальна. Действительно, кто станет противоречить истине, что вода — это жи…

Образование
Значение растений в природе. Роль растений в природе

Все живые организмы на планете делятся на клеточные и неклеточные, к последним относятся только вирусы. Первые же подразделяются на эукариоты (те, в клетках которых есть ядро) и прокариоты (ядра нет, ДНК не имеет допо…

Образование
Роль животных в природе

Растения являются основой жизни на Земле. Они выделяют различные вещества органической природы, которые образуются при поглощении минеральных солей и воды, углекислоты и энергии солнечных лучей. Безусловно, значение р…

Роль бактерий в сельском хозяйстве

Использование микроорганизмов в пищевой промышленн

Использование микроорганизмов в пищевой промышленн

В каких отраслях народного хозяйства используются бактерии?

Роль бактерий в жизни человека и в природе

Ода бактериям

Создатели кислорода

Видео по теме

Санитары

Круговорот веществ

Молочнокислая продукция

Великие повара

Лучшие в мире "соседи"

Производство нужных веществ

Роль бактерий в промышленности

Отрицательная и положительная роль бактерий

Порча продуктов бактериями

Итоги

Урок 65. Селекция микроорганизмов

Оставьте комментарий Отменить ответ