Лабораторная работа № 11 Превращение микроорганизмами соединений углерода

Цель работы: Изучить особенности различных видов брожения и морфологию их возбудителей.

Задачи

1. Изучить механизм протекания спиртового брожения и морфологию его возбудителей.

2. Изучить механизм протекания и виды молочнокислого брожения, морфологию его возбудителей.

3. Изучить особенности преобразования спирта в уксусную кислоту и морфологию уксуснокислых бактерий.

4. Изучить механизм протекания маслянокислого брожения и морфологию его возбудителей.

Материалы и оборудование. Рассол, кефир, пекарские дрожжи, пиво, среда для культивирования маслянокислых бактерий, оборудование для окрашивания препаратов, микроскопы.

Основные понятия. Спиртовое брожение, эффект Пастера, гомоферментативное молочнокислое брожение, гетероферментативное молочнокислое брожение.

Ход работы:

Задание 1. Изучить микроорганизмы, участвующие в спиртовом брожении, сделать рисунок. В колбу на 250 мл наливают 50 мл 20 %-ного раствора сахарозы и около 1 г дрожжей, разведенных в 10 мл раствора сахарозы (20 %). Закрывают и поддерживают температуру около 35–40 0С в течение нескольких дней.

Микроскопирование. Большинство видов культурных дрожжей, используемых на практике, принадлежат к роду Saccharomyces (Saccharomices cerevisiae) и Schizosaccharomyces. Эти дрожжи отличаются от диких тем, что способны выдерживать большие концентрации сахара (до 70 %) и спирта (до 14 %), развиваются при рН 4–6, образуют меньше побочных продуктов брожения.

Задание 2. Изучить микроорганизмы, участвующие в молочнокислом брожении, сделать рисунок. Для ознакомления с бактериями молочнокислого брожения (гомоферментативное брожение) можно воспользоваться готовыми молочнокислыми продуктами (простокваша, ацидофилин, кефир) и рассолом (гетероферментативное брожение. Указанные продукты наносят петлей на предметное стекло и делают тонкий мазок. Окрашивают в течение 3–5 мин водным раствором метиленового синего.

Микроскопирование. В молочнокислых продуктах наиболее часто встречаются следующие возбудители гомоферментативного брожения – Streptococcus lactis, имеющие вид овальных кокков диаметром 0,5–1,0 мкм, располагаются в культуре попарно (диплококки) или короткими цепочками (стрептококки), реже одиночными клетками; Lactobacillus bulgaricus – крупная палочка (длиной 4–5 мкм), неподвижная, грамположительная, располагается в виде отдельных клеток и коротких цепочек, оптимальная температура развития 40–45 0С; Lactobacillus acidophilus – по морфологии близка к болгарской, но имеет другой температурный оптимум развития – 37 С.

Среди возбудителей гетероферментативного брожения обычны Lactobacillus brevis, Lactobacillus brassicae, Leuconostoc mesenteroides и др. (микрофлора рассола). Белая или кремовая бархатистая морщинистая пленка на поверхности рассола или на кефире говорит о присутствии Geotrichum candidum (Oidium lactis) – молочная плесень, которая всегда сопутствует молочнокислому брожению.

Задание 3. Изучить микроорганизмы, участвующие в превращении спирта в уксусную кислоту, сделать рисунок. В конические колбы наливают тонкий слой пива (0,5–1,0 см). Колбы закрывают ватными пробками и ставят в термостат при температуре 30 0С. Через 5–7 суток описывают характер образовавшихся пленок, микроскопируют окрашенные мазки.

Микроскопирование. Уксуснокислые бактерии объединены в род Acetobacter, типовой вид Acetobacter aceti представлен слабо подвижными палочковидными эллиптическими клетками шириной 0,6–0,8 длиной 1,0–3,0 мкм, одиночными, в парах или цепочках. Нередко образует инволюционные формы в виде раздутых, разветвленных или нитевидных образований. Уксуснокислые бактерии легко выделяются из пива.

Задание 4. Изучить микроорганизмы, участвующие в маслянокислом брожении. Неочищенный картофель нарезают ломтиками, заполняют ими пробирку на 1/3 объема, добавляют щепотку мела и заполняют водой до края. Пробирки ставят на водяную баню при температуре плюс 80 0С на 10–15 мин. Затем пробирки закрывают пробками и переносят в термостат с температурой плюс 25 0С. Через 2–3 дня в жидкости обнаруживают бактерии маслянокислого брожения.

Микроскопирование. На фиксированных препаратах обнаруживаются Cl. рasteurianum, Cl. butiricum – подвижные палочки с закругленными концами, одиночные и парные. В старых культурах у одного из концов клетки обнаруживают спору.

Заполнить таблицу 9 «Характеристика процессов брожения».

Таблица 9 – Характеристика процессов превращения углерода (процессы брожения и окисления соединений, не содержащих азот)

Контрольные вопросы

1. Спиртовое брожение.

2. Дрожжи. Форма, строение, размножение и классификация.

3. Окисление этилового спирта в уксусную кислоту.

4. Химизм и возбудители молочнокислого брожения (гомоферментативный тип).

5. Химизм и возбудители молочнокислого брожения (гетероферментативный тип).

6. Маслянокислое и ацетобутиловое брожение.

7. Маслянокислое брожение пектиновых веществ.

8. Анаэробное разложение клетчатки.

9. Окисление микроорганизмами клетчатки.

10. Способы питания и поступления в клетку питательных веществ.

11. Пищевые потребности микроорганизмов.