Шпаргалка по "Микробиологии"

     Силосование (заквашивание) кормов. Это лучший способ консервирования зеленого корма, при котором растительную массу укладывают в силосные ямы, траншеи, башни и другие сооружения. Для понимания сущности процессов, происходящих при силосовании, необходимо детально знать биохимию и микробиологию его.

      Существует два  способа силосования: холодный и  горячий. При холодном способе, имеющем наибольшее распространение, в созревающем силосе происходит умеренное повышение температуры — до 25— 30 °С. Растительная масса в этом случае укладывается в траншею одномоментно, утрамбовывается и изолируется слоем земли.

      При горячем способе силосная траншея заполняется по частям, без утрамбовки, с перерывами в 1—2 дня. При таком силосовании обеспечивается аэробиоз, более интенсивно идут микробиологические и ферментативные процессы, в результате которых температура корма повышается до 45—50 "С. Затем укладывают второй слой толщиной до 1,5 м, третий, и так до полного заполнения траншеи. Горячий способ силосования применяется реже, поскольку разогревание растительной массы приводит к потере питательных веществ. Его целесообразно использовать для силосования грубо-стебельчатых кормов из малоценных трав, а также соломы.

     В процессе созревания  зеленой массы при холодном  силосовании различают три последовательные  фазы:

- первая фаза (развития смешанной микрофлоры) связана с бурным размножением эпифитной микрофлоры» кишечной палочки, псевдомонаса, дрожжей, молочнокислых и гнилостных бактерий. Длительность первой фазы — 1—3 дня. В это время силос разогревается и подкисляется, создаются анаэробные условия, в результате чего большая часть смешанной микрофлоры погибает;

- вторая фаза характеризуется  вначале бурным размножением  молочнокислых стрептококков, а  затем молочнокислых палочек, продуцирующих  молочную кислоту, которая подавляет  размножение гнилостных и маслянокислых микроорганизмов, кроме споро-образующих. Длительность второй фазы от 2 нед до 3 мес;

-  третья фаза (конечная) связана  с постепенным отмиранием в  созревающем силосе возбудителей  молочнокислого брожения (Str. lactis, Str. plantarum, Str.thermophilus), концентрация молочной кислоты достигает 60 % и более, рН силосной массы снижается до 4,2—4,5, Кроме молочной кислоты в силосе накапливаются уксусная и даже масляная кислоты. Концентрация уксусной кислоты не должна превышать 40—60 % всех органических кислот, масляной кислоты должно быть не более 0,2 %.

9. Микрофлора молока. Молочнокислое  брожение и его практическое  значение.

    В молоке всегда содержится незначительное количество микробов-сапрофитов. Количественное и качественное содержание в нем микроорганизмов определяют - уровень гигиены производства молока, чистота доильных установок, условия его хранения, транспортировка. При хороших зоогигиенических условиях на ферме в молоко попадает не более 70—350 микроорганизмов на 1 мл.

    Основными источниками  микрофлоры молока являются сами животные, помещения, воздух, корма, плохо промытые доильные установки, цистерны, молокопроводы, а также средства доставки его.

     Нормальная  и анормальная микрофлора молока. Качественный состав микрофлоры молока - молочнокислые стрептококки и лактобактерии. В процессе жизнедеятельности они сбраживают молочный сахар, образуя в качестве основного продукта брожения молочную кислоту. Иногда при этом образуется ряд побочных продуктов брожения: углекислый газ, ароматические вещества (диацетил) и летучие кислоты (уксусная, пропионовая, муравьиная, янтарная).

  Среди молочнокислых стрептококков  заслуживают внимания лишь те, основным продуктом брожения  которых является молочная кислота. Это типичный молочнокислый стрептококк  Streptococcus lactis, а также Str. cremoris, Str. citrovorum. Sir.paracitrovoruro, используемые для изготовления сливок, масла и сыра соответствующих сортов. Оптимальная температура развития стрептококков 30—32 °С, предел кислотообразования в молоке 120° по Тернеру.

     К кисломолочным стрептококкам относят термофильный стрептококк Str. termophilus, оптимальная температура его развития около 45 С. При сбраживании молочного сахара образуются молочная кислота и небольшое количество ароматических веществ. Термофильный стрептококк применяют при производстве заквасок для ряженки, йогурта, швейцарского сыра.

      При негигиеническом  получении молока в нем присутствуют  коли-формы, микрококки, коринебактерии, микобактерии, пропионово-кислые бактерии, дрожжи, плесневые грибы, спорообразующие  бактерии (бациллы), анаэробы (клостридии). В молоке могут быть и патогенные микроорганизмы: возбудители туберкулеза, бруцеллеза, риккетсиозов и др.

     Бактерицидная фаза - это состояние, при котором после получения молока размножение м. временно приостанавливается. Она обусловлена наличием в молоке молочных ингибиторов: лактоферрина, лизоцима, иммуноглобулина, системой лактопероксидазатиоцианат — пероксид водорода и фазой приспособления к молоку попавших в него микроорганизмов.

   Охлаждение молока значительно ограничивает рост, следовательно, и размножение микробов.

         Микробиология кисломолочных продуктов  и применение их в животноводстве. Кисломолочные продукты разделяют на продукты молочнокислого брожения (простокваша, ацидофилин, варенец) и продукты смешанного брожения — молочнокислого и спиртового (кефир, кумыс, айран). В первом случае бактерии расщепляют молочный сахар с образованием преимущественно молочной кислоты. Во втором — наряду с молочной кислотой из лактозы образуется также спирт, углекислый газ, летучие кислоты. При любом виде брожения идет коагуляция белка, расщепление до пептонов и даже аминокислот, что значительно повышает его усвояемость в организме. Одновременно накапливаются витамины групп В и РР, а также антибиотические вещества.

       Молочнокислое брожение - происходит распад углеводов, а также многоатомных спиртов и белков до молочной кислоты. В зависимости от того, какие продукты образуются при сбраживании глюкозы — только молочная кислота или также другие органические продукты и С02 — молочнокислые бактерии принято подразделять на гомоферментативные и гетероферментативные. Это деление отражает различия в путях катаболизма углеводов.

        Гомоферментативное   молочнокислое  брожение. Гомоферментативные молочнокислые бактерии образуют  практически  только  одну  молочную  кислоту,  что обусловлено кокковыми и палочковыми молочнокислыми бактериями. Кокковые формы включены в род Streptococcus, к которому отнесены виды Str. lactis (молочнокислый стрептококк) - образует летучие кислоты. Используют при производстве кисломолочных продуктов. Str. diacetilactis образует в молоке и молочных продуктах повышенное количество летучих кислот и ароматические вещества, обладает способностью сбраживать лимонную кислоту. Sir. thermophilus может развиваться при повышенной температуре (около 50 °С), сбраживает сахарозу.

         Палочковые  бактерии включены в род Lactobacillus, которые характеризуются значительным разнообразием форм — от короткой кокковидной до длинной нитевидной.

          Гетероферментативное молочнокислое брожение.   Его осуществляют представители родов Leuconostoc, Lactobacillus, Bifidobacterium. Бифидобактерии — обитатели кишечника человека и животных. Типичный представитель рода — В. bifidum.

        Пороки молока и молочных продуктов. Гнилостные микробы, размножаясь в молоке и молочных продуктах, расщепляют белки, что сопровождается появлением неприятных вкуса и запаха. Молоко приобретает горький вкус, издает неприятный затхлый запах и не может быть использовано в пищу ни человеку, ни животным.

Гнилостные микробы представлены споровыми (сенная, картофельная бациллы) и неспоровыми (бактерия гниения, протей) бактериями, а также микрококками и отдельными видами молочнокислых бактерий, обладающих протеолитической активностью. К последним относятся энтерококки (стрептококки кишечного происхождения), в частности маммококки, обладающие способностью не только сбраживать молочный сахар, но и расщеплять белки молока, придавая при этом продукту горький вкус.

Флюоресцирующие и липолитичсские бактерии обусловливают расщепление молочного жира с образованием промежуточных продуктов (масляная кислота, альдегиды, эфиры), что придаст молоку прогорклый вкус.

Мыльно-молочные бактерии, попадающие в молоко из кормов, образуют щелочи, омыляющие молочный жир. Молоко не скисает, не свертывается и приобретает мыльный вкус.

Молочный лейконосток (Leuconostoc lactis), имея слизистую апсулу, размножаясь в молоке, делает его тягучим, слизистым. Реакция такого молока щелочная, поэтому оно не свертывается. К такому же пороку молоко могут приводить молочные стрептококки, продуцирующие слизь, но молоко при этом прокисает и свертывается.

Гнилостные, маслянокислые бактерии, а также дрожжи в теплое время года, интенсивно развиваясь и выделяя значительное количество газа, обусловливают брожение молока. Этот порок получил название «бродящее молоко».

При, повышенной кислотности, обусловленной маммококками и микрококками, вырабатывающими протеолитические ферменты типа химозина, тепловая обработка молока приводит к преждевременному свертыванию его.

При поедании коровами большого количества зеленого, легко-бродящего корма, а также при развитии в молоке бактерий группы кишечной палочки и флюоресцирующих бактерий молоко приобретает травяные запах и вкус. Размножение в молоке пигментобразующих бактерий придает ему различную окраску (красную, синюю, желтую, зеленую).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            10. Значение микробов в круговороте веществ в природе - исключительно важная роль. Участвуют в реакциях разложения органических веществ, в окислении водорода, метана, серы, в восстановлении сульфатов и во многих других процессах, обеспечивающих круговорот биогенных элементов.

 

КРУГОВОРОТ АЗОТА.  Азот (N) — важнейший биогенный элемент, входящий в состав белковой молекулы каждого живого существа. Запасы газообразного азота в атмосфере огромны. Столб воздуха над гектаром почвы содержит до 80 тыс. тонн азота. Однако ни растениям, ни животным он не доступен, так как растения могут использовать для питания азот минеральных соединений, а животные потребляют азот в форме органических соединений. Только специфическая группа микроорганизмов обладает способностью фиксировать и строит из него все разнообразие азотсодержащих органических соединений своей клетки.

Цикл превращений азота в природе с участием микроорганизмов состоит из четырех этапов: фиксации атмосферного азота, аммонификации, нитрификации и денитрификации.

 Фиксация азота.  Azotobacter, Clostridium, Rhizobium, цианобактерии и другие микроорганизмы фиксируют атмосферный азот и превращают его в растительный белок; растения поедаются животными, образуется животный белок и т. д.

Азотобактерии в течение года на площади 1 га фиксируют от 20 до 50 кг газообразного азота, особенно интенсивно процесс фиксации происходит при хорошей аэрации почвы.

  Между бактериями и растениями  устанавливаются симбиотические  отношения. Бактерии питаются органическими соединениями, синтезированными   растениями,   а   растения   получают из клубеньков   связанные соединения азота.

              Azotobacter chroococcum, Clostridium pasteurianum, Pseudomonas fluorescens - обусловливают значительное повышение плодородия почвы.

Аммонификация белков.  Микроорганизмы (например Bacillus, Clostridium, Pseudomonas) как в аэробных, так и анаэробных условиях разлагают в почве белки животных и растительных остатков (трупы животных, экскременты и растительные ткани). В результате образуются аминокислоты, которые дезаминируются с выделением NH4 и других соединений. Расщепление белковых веществ происходит за счет протеолитических ферментов, выделяемых микроорганизмами, получивших название гнилостных. Глубина расщепления б. зависит от вида микробов и условий их жизнед. Аэробная гнилостная микрофлора - распад белка до конечных продуктов: аммиак, С02, сульфаты и вода. При распаде белка в анаэробных условиях образуется аммиак, С02, органические кислоты, меркаптаны, а также индол, скатол, обладающие неприятным запахом. Аммонификация остатков растений, трупов, других органических субстратов ведет к обогащению почвы азотистыми продуктами. Одновременно гнилостные микробы выполняют огромную санитарную роль, очищая почву и гидросферу от разлагающего органического субстрата.

К аэробным аммонификаторам относятся: Вас. mycoides (образует споры); Вас. subtilis (образует споры); Вас. megaterium. Из анаэробных микроорганизмов наиболее активны: Cl. putrificum — подвижная палочка, грамположительная, обнаруживается в кишечнике, почве, навозе; Cl. sporogenes — палочка, подвижная, грамположительная, обнаруживается в почве, кишечнике.

Аммонификация мочевины. Подсчитано, что весь животный мир земного шара за сутки выделяет более 150 тыс. т мочевины. В моче содержится 47 % азота, поэтому она считается одним из концентрированных азотистых удобрений. Мочевина непригодна для азотистого питания растений, и только после разложения ее микроорганизмами она становится усвояемой. Бактерии, разлагающие- мочевину, называются уробактериями (urea — моча). Под действием фермента уреазы, мочевина превращается в аммиак и углекислый газ. К уробактериям относят: Вас. probatus (образует споры); Sporasarcina.

 

Нитрификация - Этап превращения азота микроорганизмами. Аммиак, образующийся в почве, навозе и воде при разложении органических веществ, довольно быстро окисляется сначала в азотистую, а затем в азотную кислоту. Протекает процесс нитрификации в две фазы. Первую фазу — окисление солей аммония до солей азотистой кислоты (нитритов) — осуществляют микроорганизмы родов Nitrosomonas, Nitrococcus, Nitrospira, Nitrosovibrio. Вторую фазу — окисление азотистой кислоты до солей азотной кислоты (нитраты) — осуществляют бактерии из родов Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus. Образовавшаяся азотная кислота в почве вступает в соединение с щелочами, в результате чего образуется селитра: HNOa + КОН = KN03+H20; 2HNOз+Ca(OH)2=Ca'(NOз)2+2H20. Селитра хорошо растворяется в воде и усваивается растениями, в результате чего повышается плодородие почвы.