4.

Вивчення морфологічної будови та властивостей

МОлочнокислих бактерії.

Мета заняття. Вивчити морфологічну будову та основні властивості молочнокислих бактерій (стрептококів та паличок).

Завдання: 1. Виготовити препарати для мікроскопії молочнокислих бактерій, пофарбувати їх та провести мікроскопію (або провести мікроскопію готових препаратів молочнокислих бактерій). 2. Замалювати побачене. 3. Вивчити основні властивості молочнокислих бактерій

(ріст на живильних середовищах, температурні режими росту, здатність зброджувати молоко, утворювати СО2 та ароматичні речовини, тощо)

Обладнання та матеріали: Світловий мікроскоп, закваски із молочнокислих бактерій (або кисломолочні продукти: кисле молоко, сметана, кефір, ряжанка, тощо), предметні скельця, бактеріологічна петля, фізрозчин, набори фарб для виготовлення препаратів для мікроскопії або готові пофарбовані препарати молочнокислих бактерій, імерсійне масло. Чашки Петрі з середовищами (молочний агар та агар з гідролізованим молоком), пробірки з стерильним молоком.

Довідковий матеріал.

Молочнокислі бактерії – це специфічна група мікроорганізмів, що обумовлюють молочнокисле бродіння, тобто розпад вуглеводів (цукрів) до молочної кислоти. Поряд з основним продуктом бродіння — молочною кислотою — утворюються побічні продукти: оцтова кислота, вуглекислий газ, ароматичні речовини, етиловий спирт і ін.

До молочнокислих бактерій відносять молочнокислі стрептококи (лактококи та лейконостоки) та молочнокислі палички (лактобактерії).

Вони в свою чергу поділяються на гомоферментативні та гетеро ферментативні (або ароматоутворюючі) бактерії.

· гомоферментативні бактерії – це ті бактерії, які при розщепленні відповідних вуглеводів молока дають головним чином Молочну кислоту із залишками інших продуктів розпаду;

С6Н12О6 ® 2 СН3СН2ОСООН + Е

   глюкоза  молочна кислота

Та

· гетероферментативні бактерії – це бактерії, які поряд з Молочною кислотою утворюють значну кількість газу та ароматичні речовини.

С6Н12О6 ® СН3СН2ОСООН + СООНСН2СН2СООН +

   глюкоза  молочна кислота  янтарна кислота 

+ СН3СООН + СН3СН2ОН + СО2­ + Н2­ + Е

   оцтова кислота  етиловий спирт

До Гомоферментативних лактококів відносять молочнокислий стрептокок Lactococcus lactis і вершковий стрептокок Lactococcus cremoris.

До Гетероферментативних Лактококів відносять Lactococcus diacetylactis  та Lactococcus acetoinicus.

Проміжне положення між гомо – і гетероферментативними стрептококами займає термофільний стрептокок Streptococcus thermophilus.

До Гомоферментативних лактобактей  відносятьмікроорганізми родів Thermobacterium (Lactoвacillushelveticus, Lactoвacillus acidophilus,  Lactoвacillus bulgaricus, Lactoвacillus lactis) та Streptobacterium (Lactoвacillus plantarum і Lactoвacillus rhamnosus (casei), адо Гетероферментативних Лактобактерій – роду мікроорганізми Betabacterium (Lactoвacillus brevis, Lactoвacillusbuchneri, Lactoвacillus fermentum).

За відношенням до температурних режимів культивування молочнокислі бактерії поділяються на мезофільні, для яких оптимальна температура росту складає від 20 до 30°С та термофільні – оптимальна температура росту яких  40-45ºС (табл. 2).

Таблиця 2

Мезофільні і термофільні молочнокислі мікроорганізми

Мезофільні молочнокислі Мікроорганізми	Термофільні молочнокислі мікроорганізми
Лактококи	Лактобактерії	Лактококи	Лактобактерії
Lactococcus lactis Lactococcus cremoris Lactococcus  diacetylactis	Lactobacillus plantarum Lactobacillus rhamnosus (casei) Lactobacillus brevis Lactobacillus buchneri Lactobacillus fermentum Leuconostoc cre­moris Leuconostoc  dextranicum Leuconostoc lactis	Streptococcus thermophilus	Lactobacillus acidophilus Lactobacillus lactis Lactobacillus bulgaricus Lactobacillus helveticus

Природнім місцем існування молочнокислих мікроорганізмів є рослини, шлунково-кишковий тратк, молоко та молочні продукти.

Молочнокислі стрептококи (лактококи та лейконостоки).

Морфологія. Клітини Lactococcus lactis (молочний стрептокок) овальної форми, які у молодих культур розміщені у вигляді коротких ланцюжків (від двох до шести), а у старих – попарно. Lactococcus cremoris (вершковий стрептокок) на відміну від молочного стрептококу утворює довгі ланцюжки з округлих клітин (рис.11). Клітини гетероферментативних стрептококів Lactococcus diacetylactis та Lactococcus acetoinicus мають округлу форму, проте за розмірами дещо менші від Lactococcus lactis і розміщені в ланцюжках. Клітини термофільного стрептококу Streptococcus thermophilus найбільші за клітини інших молочнокислих стрептококів і розміщуються в довгих ланцюжках.

Всі лактококи нерухливі, спор та капсул не утворюють, по Граму фарбуються позитивно

Культуральні властивості. Лактококи – факультативні анаероби, тобто ростуть не тільки в анаеробних умовах (безкисневих), але і при доступі молекулярного кисню. Оптимальна температура для їх росту 25 – 30°С, окрім стрептококу Streptococcus thermophilus – 40 – 45°С

Не ростуть на звичайних живильних середовищах (МПА). Молочнокислі стрептококи культивують на знежиреному стерильному молоці або на щільному і рідкому штучному живильному з середовищах використанням гідролизованного молока, молочної сироватки та інших живильних речовин, отриманих з молока.

На щільних живильних середовищах мікроорганізми утворюють округлі та чечевицеподібні колонії. Округлі росинчасті колонії з рівним краєм утворюються на поверхні середовища, а чечевицеподібні чи човникоподібні колонії – вростають в агар.

Lactococcus lactis є активним кислотоутворювачен, тому молоко сквашується протягом 6 – 10 годин, з кислотністю 120°Т. Сквашене молоко має рівний щільний згусток та приємний кислуватий запах і смак. Деякі штами молочного стрептококу утворюють згусток в’язкої, тягучої консистенції, тому є непридатними для виробництва кисломолочних продуктів.

Lactococcus cremoris сквашує молоко протягом від 8-12 годин, з кислотністю 110-115°Т. При сквашуванні  молока згусток має сметаноподібну консистенцію та кислуватий запах і смак, тому його використовують  до складу заквасок при виробництві тих продуктів, де необхідно досягти в’язкої консистенції та помірного кислото утворення (сметана, кисломолочний сир, тощо). При розмноженні вершкового стрептокока в молоці утворюється слиз.

Lactococcus diacetylactis  сквашує молоко від 10 годин до 2 діб, з кислотністю 70 – 100°Т і при цьому виділяє велику кількість летючих кислот (оцтову, пропіонову) та ароматичних речовин (деацетилу та ефірів).  При сквашуванні  молока згусток має рівну, щільну консистенцію з незначними пухирцями газу. Запах та смак його слабкий приємно кислуватий.

Саме тому він має промислове значення та входить до складу заквасок для кисломолочного сиру, сметани, кислого молока, масла і сирів.

Streptococcus thermophilus при оптимальній температурі розвитку згортає молоко за 3,5 – 6 годин з граничною кислотністю 110 – 120°Т, утворюючи рівний щільний згусток сметаноподібної чи в’язкої тягучої консистенції з приємним кисломолочним смаком та запахом. Деякі штами цього мікроорганізму виділяють діацетил.

Термофільний стрептокок разом із Lactobacillus bulgaricus використовують для виготовлення йогурту та в якості компоненту культури для приготування ементальського сиру. Streptococcus thermophilus чутливий до пеніциліну та деяких інших антибіотиків і тому його використовують в якості тест-культури для біологічного виявлення антибіотиків в молоці.

  А  Б  В

Рис.. Молочнокислі стрептококи: А – Lactococcus lactis, Б – Lactococcus cremoris, В –  StreptococcUs Thermophilus

Представники роду Leuconostoc  морфологічно подібні до лактококів – сферичної форми грампозитивні, не спороутворюючі, не рухливі мікроорганізми, які з’єднуються попарно чи в ланцюжки, які переплітаються.  Більшість представників  цього роду утворюють капсули, тому при їх розвитку на живильних середовищах утворюється слиз.

Лейконостоки факультативні анаероби, ростуть на середовищах при температурі 20 – 30°С. У порівнянні з лактококами, лейконостоки є більш вибагливими до поживних середовищ і потребують додавання до них чи до молока в якому вони розвиваються стимуляторів росту (амінокислот, біотину, дріжджового екстракту).

 На щільних живильних середовищах утворюють дрібні (менше 1 мм) гладкі круглі сіруваті колонії. Зброджують глюкозу та інші вуглеводи з виділенням молочної кислоти.

Так як, представники роду Leuconostoc сквашують молоко в незначній мірі, тому для прискорення процесу та  утворення аромату використовують Lactococcus lactis. Лейконостоки поряд із Lactococcus lactis та Lactococcus cremoris використовуються.

Молочнокислі палички (лактобактерії)

Молочнокислі палички відносять до родни Lactobacillales, роду Lactobacterium, який включає три підроди: Thermobacterium (термобактерії), Streptobacterium (стрептобактерії) і Betabacterium (бета-бактерії).

До термобактерій відносять 8 видів паличок, серед яких найбільше часто застосовують Lactoвacillus helveticum, Lactoвacillus acidophilus, Lactoвacillus bulgaricus, Lactoвacillus lactis. Підрід стрептобактерій включає 7 видів, серед яких у молочній промисловості використовують Lactoвacillus plantarum і Lactoвacillus rhamnosus (casei). У підрід бета-бактерій входять 11 видів паличок, найбільш вивченими серед них є Lactoвacillus brevis, Lactoвacillus buchneri, Lactoвacillus fermentum і ін.

Морфологія. Лактобактерії – це палчки, які розміщуються поодиноко, попарно чи короткими ланцюжками, розміром 4 – 10 х 0,5 – 0,6 мкм. Вони нерухомі, спор і капсул не утворять, Грампозитивні. Клітини стрептобактерій дещо дрібніші за клітини термобактерій і чато розміщюються у вигляді ланцюжків.  Бета-бактерії мають найбільш дрібні і тонкі клітни.

Рис..  Молочнокислые палочки: а — болгарская палочка; б— ацидофильная паличка

Культуральні властивості. Молочнокислі палички є факультативними анаеробами. Стосовно температури стрептобактерії і бета-бактерії є мезофілами, термобактерії — термофілами. На звичайних живильних середовищах вони не ростуть, тому для їх культивування добавляють молоко (стерильне чи гідролізоване) (Див.  додаток Б). На щільних живильних середовищах формують дрібні гладкі блискучі колонії сферичної форми сіробілого кольору. Колоній лактобактерій різних видів майже не різняться, проте є R-форми колоній (дрібні з шороховатою поверхнею колонії, що вростають у субстрат) та S-форми (гладкі, великі поверхневі колонії).

Молочочнокислі палички зброджують молоко за 6 – 12 годин з утворенням щільного згустку, який має приємний кисломолочний смак та запах.

Більшість видів молочнокислих паличок використовують в молочній промисловості, для виробництва кисломолочних напоїв, кисломолочного масла, сирів. Крім того, лактобактерії вводять до складу різних лікувальних та профілактичних препаратів, біодобавок для покращення діяльності шлунково-кишкового тракту людей та тварин.

Послідовність виконання роботи

Завдання 1. Використовуючи схеми та готові препарати для мікроскопії замалювати в робочих зошитах основних представників лактококів та лактобактерій.

Завдання 2.  Проглянути ріст на живильних середовищах в чашках Петрі молочнокислих стрептококів та паличок; проглянути пробірки із сквашеним молоком та визначити його органолептичні показники.

Завдання 3. Отримані спостереження та результати занести в таблиці 3 та 4. 

Питання для самоконтролю.

1. Що відносять до молочнокислих бактерій?  Що таке гомоферментативні та гетероферментативні молочнокислі бактерії? Наведіть представників з кожної групи.

2. Перерахуйте представників лактококів. Які їх основні характеристики?

3. Назвіть представників лактобактерій. Які їх основні характеристики?

4. Наведіль приклади використання молочнокислих бактерій в  молочній  та інших промисловостях.

5. Яка роль мололь молочнокислих бактерій у формуванні якості молочних продуктів?.

Таблиця 3

Загальна характеристика молочнокислих стрептококів

Показники	Lactococcus Lactis	Lactococcus Cremoris	Lactococcus Diacetylactis	Streptococcus Thermophilus
Розміщення клітин
Форма та велична колоній
Температура росту: – оптимальна – гранична
Кислотність
Утворення ароматичних речовин
Сквашування Молока:   – час сквашування – характер згустку – консистенція – смак – запах
Джерела виділення
При виробництві яких кисломолочних продуктів використовують

Таблиця 4

Загальна характеристика молочнокислих паличок

Показники	LactBacillus Bulgaricus	Lactbacillus Acidophilus	Lactbacillus Casei	LActoВAcillus Brevis
Розміщення клітин
Форма та велична колоній
Температура росту: – оптимальна – гранична
Кислотність
Утворення ароматичних речовин
Сквашування молока: – характер згустку – консистенція – смак – запах
Джерела виділення
До складу яких кисломолочних продуктів вводять

Реферати

Ви прочитали: "Вивчення морфологічноі будови та властивостей молочнокислих бактеріі"
Читати далі