75. Брожения, вызываемые бактериями рода Clostridium. Значение в природе и народном хозяйстве.

1. Маслянокислое - типичными представителями являются С. butyricum и C. pasteurianum. Значение: Маслянокислое брожение используется в промышленности для получения масляной кислоты. Хотя масляная кислота обладает резким, неприятным запахом прогорклого масла, ее эфиры отличаются приятным ароматом: метиловый эфир имеет яблочный запах, этиловый - грушевый, амиловый - ананасный. Эфиры масляной кислоты используют в кондитерской, безалкогольной, парфюмерной промышленности. Маслянокислые бактерии участвуют в круговороте веществ в природе. С другой стороны, маслянокислые бактерии могут вызвать массовую гибель картофеля и овощей, вспучивание сыров, порчу консервов, прогоркание масла и маргарина, увлажненной муки и других продуктов, чем наносят большой урон народному хозяйству. Борьба с маслянокислыми бактериями затруднена из-за высокой устойчивости спор.

2. Ацетонобутиловое - С. acetobutylicum, С. bejerinckii, С. cellobioparum. Значение: Основные конечные продукты брожения — бутанол, этанол, ацетон, 2-пропанол, а также ацетат и бутират. Широко используют в промышленном производстве ацетона и бутанола из кукурузной муки и другого крахмалистого сырья. Ацетон применяют для производства искусственного шелка и кожи, фотографических пленок, искусственного цемента и других продуктов, бутанол — при производстве лаков. Газы, образующиеся при ацетонобутиловом брожении, идут на синтез метанола.

3. Брожение клетчатки - C. omelionskii Значение: Брожение клетчатки находит использование в технике при получении горючих газов, а также уксусной и муравьиной кислот из опилок, соломы и других растительных материалов, богатых целлюлозой. Аэробное разрушение клетчатки имеет огромное значение в процессах разложения различных растительных остатков и их минерализации в природе. В результате разложения клетчатки, а также других органических соединений, в почве под влиянием грибов и бактерий образуется гумус - темноокрашеные вещество, характеризующее черноземную почву.

4. Брожение пектиновых веществ - Clostridium felsineum. Значение: Брожение пектиновых веществ имеет большое значение в природе, так как приводит к разрушению различных растительных материалов. Оно постоянно протекает в почве и воде, содержащей растительные остатки. Пектиновое брожение используют при водяной мочке льна и других волокнистых растений.

76. Фазы роста бактерий в периодической культуре. Рост бактерий в непрерывной культуре. Фазы развития бактерий в периодической культуре

Зависимость концентрации жизнеспособных клеток бактерий в периодической культуре от длительности инкубирования описывается кривой S-образной формы, на которой различают несколько фаз роста, сменяющих друг друга в четкой последовательности:

1. Начальная фаза (лаг-фаза, фаза задержанного роста) – охватывает промежуток времени между инокуляцией бактерий и достижением ими максимальной скорости деления. В клетках бактерий в этот период идут в основном процессы, связанные с приспособлением их к условиям культивирования (составу среды, температуре, рН и т. п.). Часто данную фазу делят на две:

• исходную стационарную фазу (I) – составляющую период от момента внесения бактерий в питательную среду до начала их роста;

• лаг-фазу (II) – период задержки размножения, характеризующийся увеличением частоты клеточного деления и нарастанием числа клеток.

2. Экспоненциальная (логарифмическая) фаза (III) – период времени, характеризующийся максимальной постоянной скоростью размножения бактерий и увеличением их числа в геометрической прогрессии. В течение экспоненциальной фазы все клетки бактериальной популяции имеют одинаковый размер, содержат максимальное количество РНК. Количество белка в них постоянно и максимально из возможного. Бактериальные клетки в данную фазу наиболее жизнеспособны и обладают высокой биохимической активностью.

3. Стационарная фаза – наблюдается в период, когда число жизнеспособных клеток достигает максимума и не увеличивается, поскольку скорость размножения бактерий равна скорости их отмирания. Поскольку скорость роста определяется концентрацией субстрата, то скорость роста начинает снижаться ещё до его полного использования. Поэтому переход от экспоненциальной фазы к стационарной происходит постепенно. Стационарную фазу часто подразделяют на:

• фазу отрицательного ускорения (IV) – характеризуется уменьшением скорости размножения бактерий, удлинением периода их генерации;

• максимальную стационарную фазу (V) – отражает динамическое равновесие между покоящимися, делящимися и отмирающими клетками.

4. Фаза отмирания – наблюдается экспоненциальное снижение числа живых клеток. Продолжительность данной фазы изменяется в зависимости от условий среды и физиологических особенностей микроорганизма.Фаза отмирания подразделяется на:

• фазу ускорения гибели (VI) – период уменьшения количества бактериальных клеток, в основном, за счёт аутолитических процессов (процессов саморастворения);

• фазу логарифмической гибели (VII) – отражает максимальную постоянную скорость отмирания бактерий с последующим из аутолизом (саморастворением);

• фаза уменьшения скорости отмирания (VIII) – переход оставшихся в живых особей в состояние покоя.