U prirodi je sve tako skladno raspoređeno da na ovom svijetu svako ima svoje mjesto i bavi se funkcijama koje su mu dodijeljene, bilo da je to kruna prirode - nevjerovatno složen čovjek ili najmikroskopskiji organizam. Svako igra svoju ulogu da naš svijet učini boljim mjestom. To se odnosi i na razne bakterije, koje, prema velikom planu stvoritelja svijeta, donose ljudima ne samo koristi, već i određenu štetu. Razmislite šta su termofilne bakterije mliječne kiseline i koje je njihovo mjesto u našim životima. Jesu li dobri ili loši?
Karakteristike i suština
Na našoj planeti živi čitava vojska raznih mikroorganizama, nevidljivih oku, ali vrlo aktivnih i ne uvijek korisnih. Jedna takva korisna mikroformacija je termofilna bakterija. Bakterija živi u toplim izvorima i razmnožava se na prilično visokim temperaturama - iznad 45 stepeni. Cijele kolonije ovih mikroorganizama identificirane su u različitim geotermalnim zonama naše planete,kao što su vode toplih prirodnih izvora. Termofilne bakterije preživljavaju zahvaljujući prisutnosti u njima posebnih enzima koji mogu funkcionirati na visokim temperaturama. Za njih je najpovoljniji temperaturni režim koridor od 50-65 stepeni. U takvim uslovima, bakterije se mogu osjećati ugodno i slobodno se razmnožavaju.
Mnogi ljudi žele znati na kojoj temperaturi umiru termofilne bakterije kako bi kontrolirali njihov broj. S tim u vezi, želim napomenuti da naučnici još uvijek nisu uspjeli dobiti tačne podatke o tome. U sadašnjoj fazi razvoja nauke, poznato je samo da je maksimalni indikator temperature za termofile 68-75 stepeni. Međutim, to ne znači da bakterije umiru s takvim zagrijavanjem - odstupanje od optimalnog režima čini njihov život manje ugodnim i intenzivnim, usporava rast stanica i smanjuje brzinu metaboličkih procesa.
Da li je moguće ubiti bakterije? Šta ih pogađa?
Da bi termofilne bakterije umrle, potrebno je mnogo veće prekoračenje gornjeg praga. Danas su naučnici uspjeli ustanoviti da je najviša poznata temperatura na kojoj ovi mikroorganizmi mogu živjeti iznosi 122 stepena Celzijusa. U laboratorijskim uslovima nije moguće stvoriti veće zagrijavanje. Stoga još nije moguće utvrditi na kojoj temperaturi će termofilne bakterije umrijeti. Poznato je samo da oštre fluktuacije temperature imaju vrlo štetan učinak na život bakterija: razvoj kulture može prestati, alihoće li umrijeti je pitanje.
Vorte i njihovi opisi
Procjenjujući temperaturne preferencije mikroorganizama, oni se mogu podijeliti u tri glavne grupe: psihrofilne, mezofilne i, zapravo, termofilne. Svi oni zavise od toplote, ali se razlikuju u pogledu temperaturnih režima.
Dakle, psihrofilne bakterije su najmanje termo zavisne i preferiraju temperaturni raspon od nula do +10 stepeni. Ovo je optimalan razvojni koridor za njih, ali mogu da se razmnožavaju i na -5 stepeni i na +15.
Sljedeće - mezofilne termofilne bakterije, zona udobnosti za koje se nalazi između 30 i 40 stepeni Celzijusa. Bakterije mogu dobro rasti i razmnožavati se kada temperatura padne na 10 stepeni ili poraste na 50 stepeni. Optimalni nivo za rast ovih organizama je 37 stepeni.
I na kraju, termofilne bakterije - njihov aktivni rast se opaža kada temperatura dostigne iznad 50 stepeni. Njihova glavna karakteristika je ubrzana brzina metabolizma. Prema novijim istraživanjima, ustanovljeno je da pod uticajem temperature dolazi do značajnih promena u proteinima i lipidima, koji igraju glavnu ulogu u svim životnim procesima.
Podgrupe termofila
Živa ilustracija ovoga su primjeri termofilnih bakterija, koje su također podijeljene u nekoliko nezavisnih podgrupa:
- Ekstremni termofili sa optimalnom temperaturom od 80 stepeni sa minimalno 60 i maksimalnom od 105 stepeni.
- Stenotermofili, ili fakultativni, sa rasponom od 55-65 stepeni, ali pokazuju sposobnost razmnožavanja čak i kada temperatura padne na 20 stepeni. Najveća sposobnost rasta se uočava na 20-40 stepeni.
- Euritermofili preferiraju 37-48 stepeni. Posebnost obveznih termofila je da ne gube sposobnost rasta ni na 70 stepeni, ali ne rastu ispod 40 stepeni.
- Termotolerantni sa optimalnim indikatorom ne višim od 48 stepeni, minimalna temperatura na kojoj mogu rasti je 10 stepeni, a maksimalna 55-60. Razlikuju se od mezofila na istim optimalnim temperaturama po tome što kako se temperaturni prag povećava, bakterije nastavljaju rasti.
Anaerobni termofili
Sposobnost brzog rasta termofilnih organizama daje im odličnu priliku da se koriste u raznim oblastima života - u industriji ili poljoprivredi, pa čak i na nivou domaćinstva. U isto vrijeme, mezofilne i termofilne bakterije mliječne kiseline imaju slične metode izolacije. Razlika se uočava samo u temperaturama rasta. Da bi se uspostavio tačan optimalni nivo temperature, kultura mora biti pasivizirana jedan ili dva mjeseca, ili, drugim riječima, ponovo zasijana u određenom temperaturnom rasponu.
U prirodi su mnoge vrste termofilnih bakterija rasprostranjene i žive u različitim uslovima. Vole toplinu i osjećaju se vrlo ugodno u ljudskom želucu, a mogu se naći i u životinjama, biljkama, zemljištu, vodi i raznim drugim sredinama,obezbeđivanje povoljnih uslova za razvoj. Nekim bakterijama je potreban zrak za rast, dok drugima kisik uopće nije potreban. Prema ovom znaku zavisnosti od kiseonika, termofilni organizmi se dele na aerobne i anaerobne.
Anaerobni uključuju nekoliko odvojenih grupa:
- Butirna - tokom fermentacije proizvode maslačnu kiselinu, hrane se šećerom, pektinima, dekstrinima i proizvode kiseline - sirćetnu i maslačnu, kao i vodonik i ugljični dioksid. Od korisnih svojstava može se razlikovati proizvodnja acetona, etil, butil i izopropil alkohola. Nalazi se u termofilnim i mezofilnim oblicima.
- Celuloza živi u riječnom mulju, kompostu, biljnim ostacima. Ove termofilne kompostne bakterije su idealne i široko se koriste u poljoprivrednom sektoru. Nalazeći se u tlu ili humusu, ove bakterije postižu aktivnost na 60-65 stepeni. Postoji i mezofilni oblik - štap Omeljanskog. Ove bakterije uz pomoć posebnog enzima razgrađuju celulozu, oslobađajući ugljični dioksid, vodonik, etil alkohol, niz kiselina - mravlje, sirćetne, fumarne, mliječne i druge organske kiseline.
- Metan-formirajući žive na istom mestu kao i celuloza, i tamo se uzgajaju. U ovoj grupi, najviše proučavane vrste su metanobacterium i metanobacillus. Nisu sposobne za sporulaciju, a njihova korisnost leži u sposobnosti da proizvode antibiotike, vitamine, enzime, koristeći kanalizaciju i kućni otpad za hranu.
- Odsumporivači se najčešće nalaze poredceluloze i žive od redukcije sulfata. Imaju ovalne spore koje se nalaze bliže jednom od krajeva bacila bacila - terminalnom ili subterminalnom.
- Mliječna kiselina - posebna velika grupa bakterija koje žive u mlijeku. Ove termofilne bakterije mliječne kiseline mogu biti i korisne za ljude i vrlo štetne. Neke od njihovih vrsta mogu sintetizirati posebne aromatične tvari. Upravo oni, nakon izlaganja mlijeku, daju ugodan okus i aromu svježem siru ili kajmaku. Takve termofilne bakterije mliječne kiseline su fakultativno anaerobne, stoga se mogu optimalno razmnožavati u nedostatku kisika ili u okruženju u kojem postoji veliki manjak istog.
mliječna kiselina
Bakterije mliječne kiseline dijele se na koke i štapiće. Prvi se sastoje od nekoliko ćelija povezanih u lanac - streptokoka i imaju homo- i heterogenu fermentaciju. Homofermentativni streptokoki fermentiraju šećer koji se nalazi u mlijeku kako bi napravili živi jogurt. Heteroenzimski paralelno luče i takve aromatične tvari kao što su diacetin i citoin. Njihove ćelije su okruglog ili ovalnog oblika, dobro se boje prema Gramu i ne formiraju spore i kapsule. Oni su aerotolerantni i mogu postojati u prisustvu vazduha. Međutim, nedostaje im sposobnost aerobnog disanja i radije nastavljaju svoj uobičajeni proces fermentacije mliječne kiseline. Za prehranu im je potrebno puno vitamina, proteina, organskih kiselina. u mlekubakterije uzrokuju njegovu koagulaciju, stvaranje gustog, ravnomjernog ugruška s malom količinom seruma. Zahvaljujući streptokoku mliječne kiseline koji proizvodi aromu, u siru se pojavljuju zavodljivi mjehurići karakterističnog mirisa i niske sposobnosti stvaranja kiselina. Koke su vrlo otporne na alkohol i zahtijevaju visoku kiselost.
štapići mliječne kiseline
Stapići mliječne kiseline - inače se zovu laktobacili - mogu biti pojedinačni ili upareni. Najčešće se koriste acidofilni laktobacili, posebno bugarski štapić, koji je dio starter kultura i omogućava proizvodnju ukusnog i zdravog jogurta. Čak iu mlječnoj industriji popularne su streptobakterije i beta bakterije. Ovi organizmi su potpuno nepokretni i ne formiraju spore ili kapsule, dobro se boje po Gramu.
Termofili mliječne kiseline su fakultativni anaerobi. Oni mogu postati monoenzimski, sa velikom brzinom stvaranja kiseline, ili heroenzimski sa sposobnošću paralelne obrade fruktoze, što rezultira stvaranjem heksahidričnog alkohola manitola, acetata, laktata i ugljičnog dioksida. Proteini su prilično slabo obrađeni, pa im je za rast potrebno prisustvo aminokiselina u okolini. Neki štapići imaju sposobnost da proizvode katalazu, enzim koji razgrađuje vodikov peroksid ili acetaldehid, koji siru daje ukus i aromu.
Štapići otporni na toplinu mliječne kiseline mogu preživjeti u mlijeku kada se pasteriziraju na temperaturi od 85-90 stepeni. Veoma su otporne na dezinfekciona sredstva i nanose znatnu štetu prehrambenim preduzećima. Oni su antagonisti Escherichia coli. Nalazi se u kiselom tijestu ili malo pasteriziranom mlijeku.
Termofili koji ne mogu disati bez kiseonika
Aerobni termofili, koji ne mogu disati bez kiseonika, također su podijeljeni u dvije odvojene grupe:
- Ekstremno termofilni - gram-negativni štapići koji se ne kreću, u vezi sa obligatnim bakterijama, čiji se rast odvija na optimalnoj temperaturi od 70 stepeni. Kako temperatura raste, štapići se pretvaraju u tanke niti. Živite masovno u izvorima tople vode i obližnjem tlu.
- Oblici koji formiraju spore su slični mezofilnim. Živi i širi se u dobro rastresitom tlu ili gaziranim vodama.
Uzimajući u obzir sve ove vrste mikroorganizama, treba napomenuti da je pojava termofilnih bakterija njihova aromorfoza u staništu. Kao i drugi živi organizmi, bakterije se također mogu savršeno prilagoditi promjenama uvjeta okoline u toku svoje evolucije. Istovremeno, značajno podižu nivo svoje organizacije i stiču nove sposobnosti.
Koristi i štete
Koje su štete i prednosti termofilnih bakterija? Štapići mliječne kiseline koji se koriste u prehrambenoj industriji donose nesumnjive prednosti osobi. Kao dio različitih starter kultura, proizvode ukusne ikorisni proizvodi mliječne kiseline koji imaju vrlo pozitivan učinak na sve sisteme ljudskog tijela, pomažu u regulaciji metaboličkih procesa, normaliziraju probavni trakt i na svaki mogući način pomažu u zaštiti tijela od raznih truležnih bakterija, istovremeno ga čisteći od nakupljenih toksina i toksina.. Osim što poboljšavaju sastav mikroflore, termofilne bakterije smiruju nervni sistem, potiskuju djelovanje antibiotika i povećavaju imunitet.
Osim u prehrambenoj industriji, ova vrsta bakterija ima dosta široku primjenu u farmakološkom i kozmetičkom polju. Na njihovoj osnovi se proizvode razni probiotici, kao i kozmetika koja koži daje njegovanost i elastičnost, a koristi se i za njeno izbjeljivanje i obnavljanje. Maske od živog jogurta mogu učiniti čuda.
Termofilne i mezofilne bakterije koje žive u zemljištu i kompostu pomažu u recikliranju organske materije, đubrenjem tla za dobar rast biljaka. Emitovani metan može se uspješno koristiti za grijanje kuća i industrijskih objekata. Uz tako ogroman opseg koristi, mala šteta koju termofilni štapovi nanose prehrambenoj industriji je ujednačena izlaganjem baktericidnim lijekovima i stalnim nadzorom opreme za proizvodnju hrane.
Zaključak
U ovom članku dali smo osnovne koncepte tako velike i malo proučavane klase kao što su bakterije. Iz navedenog materijala proizlazi da su termofilne bakterijeveć danas ih naširoko koristi čovjek za svoje dobro. Ali ovaj proces je daleko od kraja i čekaju nas još mnogo ugodnih i korisnih otkrića.
