что такое молочная палочка
Молочнокислые бактерии
Молочнокислые бактерии — группа микроаэрофильных грамположительных микроорганизмов, сбраживающих углеводы с образованием молочной кислоты как одного из основных продуктов. [1] Молочнокислое брожение стало известно людям на заре развития цивилизации. С тех пор им пользуются в домашних условиях и в пищевой промышленности для переработки и сохранения еды и напитков. Традиционно к молочнокислым бактериям относят неподвижных, неспорообразующих кокковидных или палочковидных представителей отряда Lactobacillales (например, Lactococcus lactis или Lactobacillus acidophilus). В эту группу входят бактерии, которые используются в ферментации молочных продуктов, овощей. Молочнокислые бактерии играют важную роль в приготовлении теста, какао и силоса. Несмотря на близкое родство, патогенные представители отряда Lactobacillales (например, пневмококки Streptococcus pneumoniae) обычно исключаются из группы молочнокислых бактерий.
С другой стороны, дальние родственники Lactobacillales из класса актинобактерий — бифидобактерии часто рассматриваются в одной группе с молочнокислыми бактериями. Некоторых представителей аэробных спорообразующих родов Bacillus (например, Bacillus coagulans) и Sporolactobacillus (например, Sporolactobacillus inulinus) иногда включают в группу молочнокислых бактерий из-за сходства в метаболизме углеводов и их роли в пищевой промышленности. [2]
В природе молочнокислые бактерии встречаются на поверхности растений (например, на листьях, фруктах, овощах, зёрнах), в молоке, наружных и внутренних эпителиальных покровах человека, животных, птиц, рыб. Таким образом, помимо своей роли в производстве пищи и кормов, молочнокислые бактерии играют важную роль в живой природе, сельском хозяйстве и нормальной жизнедеятельности человека. Влияние ускоренной индустриализации производства молочнокислых бактерий, основанной на небольшом числе адаптированных для заводов штаммов, на природное разнообразие этих бактерий и здоровье человека пока остаётся неизученным.
Молочнокислый лактококк постоянно встречается в самопроизвольно скисшем молоке. Под воздействием этой бактерии молоко обычно свертывается в течение первых 24 часов. Когда содержание молочной кислоты достигнет 6-7 г на литр, сбраживание сахара прекращается, так как более высокая кислотность губительно воздействует на молочнокислый лактококк.
Является термофильной, и лучше всего растет при температуре от 40 °C. Молоко свертывает быстро, причем содержание молочной кислоты в нем доходит до 32 г/л, что в пять раз больше, чем при заражении молочнокислым стрептококком.
Естествознание.ру
Молочнокислые палочки: ацидофильная и болгарская
Ацидофильная палочка отличается от других аналогичных культур способностью сбраживать многие сахара и высшие спирты (раффинозу, маннит, салицин, сахарозу, мальтозу), которые не сбраживаются бактериями типично молочными. Некоторые ученые видят это отличие в свойствах образуемой при сбраживании молочной кислоты, а именно: ацидофильная палочка образует оптически не действующую кислоту, тогда как другие образуют отчасти правовращающую, отчасти левовращающую кислоты. Ученый Уивер в результате сравнительного изучения ацидофильной и болгарской палочек пришел к заключению, что клетки болгарской палочки отличаются большим электрическим зарядом, чем клетки ацидофильной, что обусловливает большую катафоретическую активность первых. Этот признак Уивер связывает со способностью или неспособностью молочнокислых палочек к акклиматизации в кишечнике.
Ацидофильная палочка легко приживается в кишечнике ввиду ее способности переносить низкое поверхностное натяжение среды, чего нельзя сказать о болгарской палочке, а именно: при введении в питательную среду веществ, понижающих поверхностное натяжение (олеат натрия, рицинолеат натрия), ацидофильная палочка развивалась при снижении поверхностного натяжения до 35 дин, тогда как болгарская палочка оказалась неспособной развиваться при поверхностном натяжении уже в 40 дин.
Однако почти все эти признаки при дальнейшей проверке, как оказалось, теряли свою устойчивость и не могут быть использованы для дифференциации различных культур, так как отдельные расы проявляют в этом отношении значительные уклонения как в способности к сбраживанию сахаров, так и в свойствах образуемой при брожении молочной кислоты. Оптические свойства образуемой ацидофильной палочкой молочной кислоты определяются тем, какие расы испытывались в данном случае. S-формы ацидофильной палочки, т. е. варианты, дающие гладкие колонии, образуют инактивную кислоту; такие же формы болгарской палочки образуют инактивную кислоту лишь с небольшой примесью кислоты правого вращения. R-формы, т. е. дающие волокнистые колонии, как ацидофильной, так и болгарской палочки образуют молочную кислоту левого вращения.
История исследований ацидофильной и болгарской палочки
Теория Мечникова о приживаемости в толстых кишках человека болгарской палочки и о подавлении в результате этого гнилостных процессов при экспериментальной проверке не получила подтверждения. Правда, некоторые ученые иногда наблюдали случаи, как бы говорящие в пользу взглядов Мечникова, однако громадное большинство работ, притом проведенных безупречно в методическом отношении, приводило к определенному выводу, а именно, что болгарская палочка не приживается в кишечнике человека. В этом отношении показательны работы ряда американских авторов (Гуль, Ретджер, Чеплин, Копелов и т. д.). То, что Мечниковым и др. в микроскопических препаратах из фекалий человека наблюдалось при потреблении лактобацилина повышенное количество палочек, сходных с болгарской, еще не является доказательством теории приживаемости этой палочки.
Шиблих указывает, что вообще при потреблении значительного количества молока в кишечнике как человека, так и крысы происходит вытеснение гнилостных бактерий молочнокислыми. Однако, это совершается вне зависимости от того, вводилась ли в молоко болгарская палочка или нет, и объясняется лишь тем, что содержащийся в молоке молочный сахар всасывается стенками желудка и тонких кишок медленнее, чем другие сахара, и потому доходит до толстых кишок. В кишечнике человека и животных всегда имеются, хотя бы в небольшом количестве, молочнокислые бактерии, преимущественно палочки, которые в результате попадания в кишечник лактозы (безразличное молоком или простоквашей) начинают размножаться. Поэтому Мечников наблюдал в препарате из фекалий человека увеличенное количество палочек не в результате приживания болгарской палочки, а вследствие размножения палочек, являющихся представителями нативной, т. е. естественной, микрофлоры кишечника.
В том же году из фекалий грудного ребенка Тиссье выделил другого микроба, принадлежащего к группе молочнокислых палочек, который им был назван Вас. bifidus. Единственное существенное отличие последнего от ацидофильной палочки заключалось в том, что он давал, по описанию автора, разветвленные формы, напоминающие букву У. Вопрос о том, представляет ли этот микроб самостоятельный вид, отличный от ацидофильной палочки или же здесь мы имеем только несущественные морфологические отличия, по настоящее время не решен определенно, и до сих пор встречаются противоположные точки зрения по данному вопросу. Во всяком случае практическое применение получила только ацидофильная палочка. Различие между ацидофильной и болгарской палочками сводится, таким образом, лишь к тому, что первая находится в кишечнике, как его постоянный обитатель, а болгарская палочка развивается обычно в кисломолочных продуктах.
ГК «Униконс»
Продвижение и реализация комплексных пищевых добавок, антисептиков и др. продукции.
«Антисептики Септоцил»
Септоцил. Бытовая химия, антисептики.
«Петритест»
Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.
«АльтерСтарт»
Закваски, стартовые культуры. Изготовление любых заквасок для любых целей.
Молочнокислые бактерии (палочки)
Термофильные молочнокислые палочки
Термофильные молочнокислые палочки: В группу термобактерий рходят Lbm. helveticum, Lbm. bulgaricum, Lbm. acidophilum, Lbm. lactis. Клетки имеют вид крупных (иногда зернистых) палочек. Могут располагаться одиночно или цепочками. Поверхностные колонии на плотной питательной среде локонообразные, глубинные — в виде паучков или кусочков ваты. Эта группа молочнокислых палочек — энергичные кислотообразователи. При оптимальной температуре (40-45°С) они свертывают молоко за 12 час. Предельная кислотность может достигать 300-350°Т. Сгусток молока прочный, ровный, вкус чистый, кислый. Сбраживают большинство углеводов. По ферментативным свойствам эти микроорганизмы сходны между собой.
Lactobacterium helveticum. Длинные палочки, располагающиеся в виде отдельных клеток и цепочек. Растет при 22-50°С, оптимальная температура развития 40°С. Сбраживает мальтозу, декстрин и другие углеводы, не сбраживает салицина, сахарозы, сорбита и др. Растет при наличии в среде 2 или 5% поваренной соли. Некоторые расы могут развиваться при содержании в питательной среде 5,5% поваренной соли. Максимальная кислотность молока достигает 300-350°Т.
Lactobacterium bulgaricum. Крупные палочки с закругленными концами; часто располагаются в виде цепочек. Наблюдается зернистость. На плотной питательной среде этот микроорганизм формирует волнистые колонии (поверхностные) и в виде кусочков ваты (глубинные). Развивается при 22-53°С, оптимальная температура развития 40-45°С. Может расти при наличии в среде 2% желчи и 2% поваренной соли. Не способен сбраживать большинство углеводов (сахароза, мальтоза и др.) Кислотность молока достигает 200-300°Т.
Lactobacterium acidophilum. Она сходна с Lbm. bulgaricum. Образует палочки разной длины (одиночные и в виде цепочек). Поверхностные колонии волнистые, глубинные в виде кусочков ваты или паучков. Растет при 20-48°С. Оптимальная температура развития 37°С. Развивается при наличии в среде 2-4% желчи или 2% поваренной соли. Сбраживает многие углеводы. Предельная кислотность Lbm. acidophilum 200-250°Т.
Lactobacterium lactis. Длинные клетки, располагающиеся парами, одиночно или в виде длинных цепочек. Наблюдается зернистость.
На плотной питательной среде формирует поверхностные (волнистые) и глубинные ( в виде комочков ваты) колонии. Может развиваться при 22-50°С; оптимальная температура развития 40°С. Может расти при наличии в среде 4% желчи. Lbm. lactis характеризуется ферментативной активностью: сбраживает лактозу, сахарозу, глюкозу, салицин, галактозу, мальтозу, декстрин, раффинозу. Предельная кислотность молока 110-180°Т.
Мезофильные молочнокислые палочки (стрептобактерии)
Мезофильные молочнокислые палочки (стрептобактерии). Их клетки мельче, чем клетки термобактерий. Часто располагаются в виде коротких или длинных цепочек.
Колонии, вырастающие на поверхности плотной питательной среды, чаще ровные, с очерченным краем; глубинные — лодочкообразные. Могут развиваться при температуре от 15 до 38°С. Оптимальная температура развития около 30°С. Молоко свертывают медленно (на 2-й и 3-й день). Предельная кислотность в молоке может достигать 180-200°Т. Сгусток молока ровный, плотный; вкус чистый, кислый. Способны сбраживать большинство углеводов. В молоке и молочных продуктах чаще всего встречают два вида стрептобактерии — Lbm. plantarum и Lbm. casei, бета-бактерии, микробактерии.
Lactobacterium plantarum. Палочки разной длины образуют короткие или длинные цепочки. Предельная кислотность в молоке 180°Т. Может развиваться в среде, содержащей 4% желчи или 5,5% поваренной соли. Разлагает почти все углеводы, кроме рамнозы. Не расщепляют глицерина, казеина и крахмала. Некоторые ее разновидности вызывают образование ржавых пятен на корке сыров.
Lactobacterium casei. Палочки разной длины, располагающиеся одиночно или попарно (рис. 28). Предельная кислотность в молоке 80-180°Т. Могут развиваться в среде с 2-4% желчи или 4-5,5% поваренной соли. Разлагает казеин. Сбраживает иногда раффинозу, инулин и пентозы. Не сбраживает глицерина, рамнозы.
Бета-бактерии (мезофильные гетер о-ферментативные молочнокислые палочки). Клетки бета-бактерий довольно крупные, часто располагаются попарно. На плотных питательных средах образуют колонии, сходные с колониями термофильных молочнокислых палочек. Развиваются при 15-38°С.
По своим свойствам приближаются к ароматобразующим молочнокислым стрептококкам. При развитии их в молоке образуется низкая кислотность. При этом кроме молочной кислоты выделяются в незначительном количестве летучие кислоты, углекислый газ и этиловый спирт. Бета-бактерии сбраживают глюкозу, лактозу, арабинозу, раффинозу.
Что такое молочная палочка
Ура. Болгарская палочка возвращается.
Небольшая историческая справка:
В начале 20-го века болгарский врач доктор Стамен Григоров обнаружил в 1905 году особый вид лактобактерий в образцах болгарского йогурта и назвал их Lactobacillus Bulgaricus – болгарская палочка.
Известный российский ученый Илья Мечников, один из основателей современной иммунологии, обнаружил полезные свойства Lactobacillus Bulgaricus. В своих классических работах он связывал долгожительство и здоровье болгарского народа с потреблением болгарской палочки, содержащейся в йогурте и подчеркивал, что это была единственная бактерия, которая так или иначе не вредила человеческому организму. Мечников был первым ученым, который создал лечебный препарат на основе Lactobacillus Bulgaricus под названием «Lactobacillin».
В 1951 году доктор Иван Богданов выделил из болгарского йогурта специальный штамм Lactobacillus Bulgaricus LB-51 tumoronecroticance (в переводе с эсперанто: болгарская палочка LB-51, убивающая опухоли).
Думаю у тех, кто родился в СССР болгарская палочка была на слуху, как говорится. Однако в наше время состояние науки в нашей стране плачевно. Нигде в России, ни в одном научном институте штамм болгарской палочки не сохранился, единственным местом, где его оказалось возможным достать оказалась Америка, коллекция микроорганизмов. Оттуда он был выписан нашим молодым учёным (для меня он просто Дима) и доставлен в Россию. Компания Квадро-Биотех, с которой Дима сотрудничает, начинает выпуск продукции с болгарской палочкой. Это закваска, которая отлично сквашивает обычное ультрапастеризованное молоко, получается вкусный, а главное необыкновенно полезный для здоровья йогурт. Кроме этой удивительной лактобактерии, со всего мира были собраны самые хорошо изученные штаммы, с доказанной эффективностью по улучшению состояния здоровья человека. Самой выдающейся из лактобактерий является лактобактерия реутери
Кроме того, исследование, в котором исследуются 18 основных видов флоры кишечника, у множества животных, L. reuteri, была единственной бактерией, которая составляла «главный компонент» среди представителей лактобактерий, присутствующих в кишечнике каждого из протестированных животных. Распространённость L. reuteriпобудила учёных сделать вывод о её ключевой важности в поддержании здоровья организма, что полностью подтвердилось исследованиями. Взаимосвязь между хозяином и его микробами является сложной, и для некоторых бактерий эта взаимосвязь хозяин-микроб развивалась на протяжении многих лет совместной эволюции. Это, по-видимому, является особенно верным для бактерий Lactobacillus reuteri, который выработал с организмом человека и животных самый совершенный уровень симбиоза – мутуализм.
Раньше грудные младенцы получали лактобактерий реутери с молоком матери, но в настоящее время она не обнаруживается в молоке матерей из городов и загрязнённых областей. Это так же самый безопасный вид лактобактерий, они рекомендованы грудничкам, беременным и кормящим женщинам. Реутери может жить даже в желудке несмотря на низкий рН, способна подавлять развитие хеликобактера. Клинические исследования показали, что лактобактерии реутери эффективны по целому ряду направлений.
Короче повезло костромчанам. Но и москвичей спешу порадовать. С 30 января по 1 февраля 2018 г. в Москве в павильоне № 75 Выставки Достижений Народного Хозяйства (ВДНХ) состоится XXIII Международная специализированная торгово-промышленная выставка «MVC: Зерно-Комбикорма-Ветеринария-2018»
Квадро-Биотех будет на этой выставке, стенд С401
О том, кто «поедает наши вкусняшки»
О том, кто «поедает наши вкусняшки»
Автор
Редактор
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Международная организация по вопросам продовольственной безопасности (FAO) бьет тревогу: ежегодно в мире пропадает треть всех произведенных продуктов питания. Откройте холодильник: на полке сыр покрылся зеленой плесенью, свежее еще вчера молоко сегодня кисло пахнет, и так перечислять можно до бесконечности. Это микробиологическая порча. Пока ученые занимаются разработкой способов борьбы с ней, узнаем «в лицо» виновников пропажи нашей еды.
Обратите внимание!
Эта работа опубликована в номинации «лучшая обзорная статья» конкурса «био/мол/текст»-2015.
Спонсором номинации «Лучшая статья о механизмах старения и долголетия» является фонд «Наука за продление жизни». Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon.
Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.
Начнем с того, что видовой состав контаминирующих «пожирателей» зависит от химического состава продукта питания (соотношения белков, жиров, углеводов и различных низкомолекулярных веществ). Можно сказать, что у микроорганизмов есть свои предпочтения. К примеру, порча продуктов, содержащих небольшое количество спирта, таких как квас и пиво, чаще происходит из-за бактерий родов Acetobacter и Gluconobacter [1]. Оптимальные условия для их жизнедеятельности таковы: высокое содержание кислорода, температура около 30 °С и концентрация С2Н5ОН не более 12–14% [2]. Поселившиеся бактерии в присутствии кислорода окисляют спирт до уксусной кислоты с образованием незначительных объемов сложных эфиров, альдегидов и других органических соединений, что в результате придает напитку неприятный вкус и запах.
Разнообразие микроорганизмов, выросших на чашках Петри. Рисунок с сайта www.lgcstandards-atcc.org.
Также известны микроорганизмы, способные сбраживать мёд. Главными врагами всех сладкоежек и пасечников являются сахаростойкие (да и вообще осмотолерантные и ксерофильные) дрожжи вида Zygosaccharomyces rouxii (Z. richteri). Оптимальные условия для их жизнедеятельности — температура 14–20 °С и содержание воды в мёде более 20%. По мере процесса брожения моносахара мёда разлагаются на спирт и диоксид углерода, объем мёда увеличивается, на поверхности появляется пена. Далее спирт с помощью уксуснокислых бактерий преобразуется в уксусную кислоту, при этом выделяется вода, и мёд разжижается. В нём становится меньше сахаров, но взамен появляются сивушные масла, уксусный ангидрид, нелетучие кислоты и другие соединения, ухудшающие вкусовые качества продукта и делающие его непригодным для употребления [3].
Грибок Penicillium под электронным микроскопом. Рисунок с сайта www.pnl.gov.
Биоплёнка Staphylococcus aureus под растровым электронным микроскопом. Рисунок с сайта www.microbiologyinpictures.com.
А вот яйца кур привлекают бактерий. Являясь прекрасной питательной средой, они привлекают достаточно много разнообразных микроорганизмов, особенно если хранить яйца при высокой влажности и температуре 16–18 °С и выше [5]. Кто именно вызвал порчу, можно определить по цвету внутри. Бактерии рода Pseudomonas (P. fluorescens, P. aeruginosa) с энтузиазмом гидролизуют составные части яйца с образованием специфических продуктов гниения, благодаря которым белок становится зеленым. При развитии бактерий вида Proteus vulgaris и некоторых псевдомонад содержимое яйца разжижается и приобретает коричневый или черный цвет. Образовавшиеся газы часто разрывают скорлупу, и содержимое выливается на соседние яйца, загрязняя их. Из-за кишечной палочки (Escherichia coli) или золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus) изменяются консистенция и окраска белка — он становится жидким и серым, а еще издает гнилостный запах. Хромогенные бактерии Serratia marcescens (ранее — Bacterium prodigiosum; «чудесная палочка») и Micrococcus roseus, а также некоторые дрожжи при развитии в яйце окрашивают его содержимое в красный цвет [2].
При бактериологическом исследовании колонии Pseudomonas aeruginosa, вырастая на питательных средах, источают приятный запах жасмина. Рисунок с сайта www.microbiologyinpictures.com.
Обратная сторона медали
Lactobacillus bulgaricus (ровные палочки). Фото с сайта test.org.ua.
Чтобы микроорганизмы не казались столь враждебными, стоит отметить, что они могут оказывать и полезное влияние на наши продукты питания. Возьмем для примера болгарскую палочку (Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus), используемую при производстве йогурта. Выдающийся русский биолог, профессор Илья Ильич Мечников еще в начале 20 века заинтересовался этой бактерией. Почему? Ученый разработал собственную теорию о хроническом самоотравлении и старении организма. В своей работе «Этюды оптимизма» он утверждал, что причина этих «непритностей» кроется в нашей толстой кишке: там обитают вредные бактерии, вызывающие процессы гниения и образования вредных веществ, которые активно расходуют силы организма, преждевременно его изнашивая. Мечников обнаружил, что среди 36 изученных им стран именно Болгария выделялась высоким процентом долгожителей, и решил, что это связано с систематическим употреблением кисломолочных продуктов. То есть долгожительству, по мнению ученого, в первую очередь способствует поддержание нормальной микрофлоры кишечника и заселение его полезными лактобактериями. При взаимодействии с веществами, богатыми сахарами, лактобактерии производят молочную кислоту, препятствующую гниению. Поэтому для поддержания здоровья он рекомендовал употреблять кисломолочный продукт, в котором содержится полезная болгарская палочка (кстати, описанная не Мечниковым, а Стаменом Григоровым — Ред.) и термофильный стрептококк (для вкуса) — мечниковскую простоквашу, или просто йогурт, а по-болгарски — «кисело мляко» [6].
Вообще, говоря о микробиологической порче продуктов питания, невозможно не вспомнить Луи Пастера. С именем этого великого французского химика и микробиолога мы сталкиваемся каждый день, читая на пакетах с молоком надпись «пастеризованное». Пастеризация — это способ борьбы с патогенной микрофлорой при помощи высокой температуры [1]. Существует несколько режимов обработки в зависимости от типа продукта и степени бактериальной загрязненности: для молока, например, чаще используется температура 76 ± 2 °С с выдержкой 15–20 секунд, а для вина — 68 ± 2 °С с выдержкой 15–20 минут. Пастеризацией уничтожается до 99% микроорганизмов, за исключением спор и термофилов [6]. Но влияние исследований Пастера на нашу жизнь гораздо шире. Даже краткое перечисление его открытий удивляет, насколько разносторонен и талантлив был этот человек. Свои открытия Луи Пастер совершил в области биологии и медицины, не являясь ни дипломированным биологом, ни врачом. В середине ХIХ века он начал изучать проблемы брожения. Изучать как химик. Ведь практически все в ученом мире считали, что брожение — процесс химический. Пастер же убедительно доказал: брожение — результат жизнедеятельности микроорганизмов. Благодаря дрожжам мы можем производить вино. Больше того, он обнаружил, что их свойства определяют свойства вина. Свои открытия Пастер опубликовал в «Этюдах о вине» (1866).
Спорить о пользе и вреде микроорганизмов не имеет смысла — исключить фактор микробиологической порчи полностью невозможно. Единственное, что мы можем сделать, — это соблюдать условия хранения и правила приготовления пищи.