Brozhenia (Комплект полезных материалов по микробиологии)

Брожения. Определение понятия "брожение". Пути сбраживания углеводов и других органических соединений.. Характеристика микроорганизмов, вызывающих разные брожения.

бро­жение — это жизнь без кислорода. В более узком смысле брожение может быть определено как бескислородные превращения пиру-вата, полученного в реакциях одного из путей преобразования Сахаров (гликолиза, пентозофосфатного или КДФГ-пути).

Пути сбраживания углеводов и других органических соединений.

Спиртовое брожение дрожжи в отсутствие кислорода они способны сбра­живать углеводы до этанола и углекислоты

дрожжи не могут существовать в анаэ­робных условиях долго: поделившись около шести раз, они оста­навливаются в росте, так как одна из стадий синтеза их фосфоли-пидов требует присутствия кислорода.

Только бактерии рода Sarcma образуют этанол тем же путем, что и дрожжи

Некоторые клостридии и энтеробактерии проводят брожения, в которых спирт является побочным продуктом .В зависн мости от условий набор продуктов брожения сильно варьируем: ацетат, этанол, СО₂ или лактат.

Молочнокислое гомо- и гетероферментативное брожение, пропионовокислое, маслянокислое ацетонобутиловое, спиртовое и другие брожения

Молочнокислое брожение осуществляют филогенетически не­родственные микроорганизмы, объединяемые по признаку обра-зонания молочной кислоты (представители порядков Lactobacillales и Bacillales класса Bacilli и сем. Bifidobacteriaceae класса Actino-bacteria). Они различны по морфологии, но все грамположитель­ны, не образуют спор (кроме представителей сем. Sporolacto-bacillaccae), неподвижны. Живут только за счет брожения (АТФ получают исключительно путем субстратного фосфорилирования), аэротолерантны, каталазоотрицатсльны, не содержат гемопроте-инов (цитохромов), растут только на богатых средах с добавлени­ем большого количества факторов роста (витаминов), могут ис­пользовать лактозу, чем схожи с бактериями кишечной группы.

Схема сбраживания Сахаров через гликолиз характерна для гомоферментативного молочнокислого брожения,

когда лак-тата образуется -90% и только 10% приходится на другие про­дукты (ацетат, ацетоин, этанол). При гетероферментативном мо­лочнокислом брожении сахара сбраживаются через пенто-зофосфатный путь и лактата образуется -50 %.

Некоторые гетероферментативные молочнокислые бактерии очень чувствительны к изменению условий. Так, L. mesenteroides при соприкосновении с кислородом образует значительное коли­чество полисахарида (происходит ослизнение продукта).

Пропионовокислое брожение происходит при приготовлении не которых твердых сырок на стадии их дозревания. В результате обра

пропионовая кислота. Основная группа микроорганизмов, способных осуществлять такое брожение, относится к подпоряд-ку I'ropionibacterineae класса Actinobacteria. Это обитатели рубца и кишечника жвачных животных. Они относятся к коринеформным бактериям, могут осуществлять характерное «снеппинг»-дсление, иОрачуя вилочки и палисадниковые формы в сочетаниях клеток вилочки и палисадниковые формы в сочетаниях клеток (рис. 9!). Это грамположитсльные, неподвижные палочки, не об­разующие спор. Они способны расти в микроаэрофильных условиях, имеют короткую ЭТЦ и гемсодержащие ферменты — ий-тохромы и каталазу, могут осуществлять анаэробное фумаратнос дыхание.

Смешанное {муравьинокислое) брожение, названное по харак­терному, но не главному, продукту, осуществляют микроорга­низмы, объединенные в порядок Enterobacteriales. Такое броже­ние приводит к образованию этанола и сложной смеси органи­ческих кислот (ацетата, лактата, сукцината, формиата). Формиат сначала может накапливаться, а затем расщепляться с помощью гидрогенлиазы на Н> и СО₂. Порядок Enterobacteriales содержит несколько родов: Escherichia. Klebsiella, Shigella, Salmonella, Erwinia, Proteus, Enterobacler, Serralia и др. Это грамотрицательные, подвиж­ные палочки с перитрихиальным жгутикованисм, бесспоровыс, факультативные анаэробы, способные получать энергию как в про­цессе брожения, так и за счет дыхания. Клетки содержат гемопро-теины (цитохромы, каталазу), совершенно нетребовательны к условиям роста. Близки по метаболизму к этой группе также пред­ставители родов Vibrio и Yersinia. Для родов Enterobacter, Serraiia, Erwinia, а также не­которых видов рода Bacillus характерна несколько модифициро­ванная схема, где преобладают не органические кислоты, а 2,3-бутандиол. Иногда этот процесс называют бутандио-довым брожением.

Маслянокислое

Маслянокислое и ацетонобутидовое брожение. Продуктами та­кого брожения являются бутират и другие органические кислоты, а также ацетон, бутанол, этанол. Осуществляют брожение микро­организмы рода Clostridium, относящегося к семейству Clostridiaceae. Это грамположительные палочки с перитрихиальным жгутикова-нисм, образующие сферические или опальные эндоспоры. разду-_ ваюшие клетку.

Гомоацетатное брожение, продуктом которого является толь­ко ацетат, хотя и называется брожением, однако часть реакций происходит за счет анаэробного дыхания. Микроорганизмы, его осу­ществляющие, широко распространены в анаэробной зоне, это строгие анаэробы, способные перерабатывать богатый набор суб­стратов.