Цель работы: Изучить особенности различных видов брожения и морфологию их возбудителей.
Задачи
1. Изучить механизм брожения пектиновых веществ и морфологию его возбудителей.
2. Изучить особенности превращения целлюлозы в аэробных условиях и морфологию его возбудителей.
3. Изучить особенности брожения целлюлозы в анаэробных условиях и морфологию его возбудителей.
Материалы и оборудование. Накопительные культуры микроорганизмов, осуществляющих брожение пектиновых веществ, разложение клетчатки, микроскопы, оборудование для окрашивания препаратов.
Основные понятия. Маслянокислое брожение, пектин, пектиназа, целлюлоза, целлюлаза.
Ход работы:
Задание 1. Изучить микроорганизмы, участвующие в брожении пектиновых веществ, сделать рисунок. Для выделения пектиноразрушающих бактерий используют льняную или крапивную питательную среду. Из стеблей готовят снопики длиной 5–7 см, помещают в пробирки, заливают водопроводной водой и кипятят 10–15 мин. Кипячением удаляют экстрактивные вещества, которые могут служить источником углерода для сопутствующих маслянокислых бактерий. Воду сливают, снопики заливают новой порцией воды, пробирки плотно закрывают ватными пробками и стерилизуют в автоклаве при 1 атм. 20 мин. Когда пробирки остынут, среду заражают кусочком свежей соломы льна. Зараженные пробирки помещают в термостат при температуре плюс 35 0С. Через 3–5 суток начинается процесс пектинового брожения, жидкость мутнеет и пенится.
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. Для изучения морфологии бактерий пектинового брожения готовят прижизненные препараты. Снопик вынимают из пробирки, отжимают каплю жидкости на предметное стекло, готовят фиксированные и прижизненные препараты (в растворе Люголя). На препарате видны клетки Clostridium pectinovorum и Clostridium felsineum, вегетативные и спорулирующие, окрашенные иодом на гранулезу в темно-синий цвет.
Представители. Из разрушенных масс клетчатки в колбе микробиологической петлей готовят мазок в капле жидкости. Чаще всего на препарате обнаруживаются представители порядков Мухоbacteriales и Cytophagales группы скользящих бактерий. Род Cytophaga представлен длинными палочковидными клетками с заостренными концами, несколько изогнутыми (2–10 мкм). Колонии желтого, оранжевого, коричнево-бурого цвета, гладкие, слизистые.
Род Сellvibrlo представлен мелкими, слегка изогнутыми подвижными палочками (2–4 мкм). Колонии охряножелтые слизистые. Род Cellfalcicula имеет вид коротких толстых изогнутых палочек с заостренными концами (2,0*0,7 мкм).
Род Sorangium в молодой культуре имеет вид толстых слегка изогнутых палочковидных клеток с закругленными концами (2–5 мкм). При старении культуры образуются плодовые тела, состоящие из микроцист. Палочковидные клетки укорачиваются, покрываются толстой оболочкой, приобретая неправильные очертания. Колонии ярко-оранжевого, фиолетового цвета.
Род Polyangium представлен почти прямыми палочковидными клетками с закругленными концами (3,5–8 мкм). При старении формируются овальные микроцисты, которые соединяются и плодовые тела грушевидной формы. Плодовые тела желтого, оранжевого цвета, сидят непосредственно на субстрате.
Помимо бактерий, в аэробном разрушении клетчатки участвуют плесневые грибы Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Cladosporium, Trichoderma и некоторые актиномицеты.
Таблица 9 – Характеристика процессов превращения углерода (процессы брожения и окисления соединений, не содержащих азот)
Контрольные вопросы
1. Объясните анаэробное разложение клетчатки.
2. Какими микроорганизмами осуществляется окисление клетчатки?