Табиғаттың бәрі үйлесімді реттелгені сонша, бұл әлемде әркімнің өз орны бар және оған жүктелген функциялармен айналысады, мейлі ол табиғаттың тәжі - керемет күрделі адам немесе ең микроскопиялық организм болсын. Әркім біздің әлемді жақсы орынға айналдыруға өз үлесін қосады. Бұл әлемді жаратушының ұлы жоспары бойынша адамдарға тек пайда ғана емес, сонымен қатар белгілі бір зиян келтіретін әртүрлі бактерияларға да қатысты. Термофильді сүт қышқылы бактерияларының не екенін және олардың біздің өміріміздегі орны қандай екенін қарастырыңыз. Олар жақсы ма, әлде жаман ба?
Мүмкіндіктер мен мән
Біздің планетада көзге көрінбейтін, бірақ өте белсенді және әрқашан пайдалы емес әртүрлі микроорганизмдердің тұтас армиясы өмір сүреді. Осындай пайдалы микроформациялардың бірі - термофильді бактерия. Бактерия ыстық бұлақтарда өмір сүреді және өте жоғары температурада - 45 градустан жоғары көбейеді. Бұл микроорганизмдердің барлық колониялары планетамыздың әртүрлі геотермалдық аймақтарында анықталған,ыстық табиғи бұлақтардың сулары сияқты. Термофильді бактериялар оларда жоғары температурада жұмыс істей алатын арнайы ферменттердің болуына байланысты өмір сүреді. Олар үшін ең қолайлы температура режимі 50-65 градустық дәліз болып табылады. Мұндай жағдайларда бактериялар өздерін жайлы сезініп, еркін көбейе алады.
Көптеген адамдар термофильді бактериялардың санын бақылау үшін қандай температурада өлетінін білгісі келеді. Осы орайда ғалымдардың бұл жөнінде әлі нақты деректер ала алмағанын атап өткім келеді. Ғылым дамуының қазіргі кезеңінде термофилдер үшін ең жоғары температура көрсеткіші 68-75 градус екені белгілі. Дегенмен, бұл бактериялар мұндай қыздыру арқылы өледі дегенді білдірмейді - оңтайлы режимнен ауытқу олардың өмірін ыңғайлы емес және қарқынды етеді, жасушалардың өсуін бәсеңдетеді және метаболикалық процестердің жылдамдығын төмендетеді.
Бактерияларды өлтіру мүмкін бе? Оларға не әсер етеді?
Термофильді бактериялардың өлуі үшін жоғарғы табалдырықтан әлдеқайда көп асып кету қажет. Бүгінгі таңда ғалымдар бұл микроорганизмдер өмір сүре алатын ең жоғары белгілі температура Цельсий бойынша 122 градус екенін анықтай алды. Зертханалық жағдайда жоғарырақ қыздыруды жасау мүмкін емес. Сондықтан термофильді бактериялардың қандай температурада өлетінін анықтау әлі мүмкін емес. Температураның күрт ауытқуы бактериялардың өміріне өте зиянды әсер ететіні белгілі: мәдениеттің дамуы тоқтауы мүмкін, бірақол өле ме деген сұрақ.
Сұрттар және олардың сипаттамасы
Микроорганизмдердің температуралық бейімділіктерін бағалай отырып, оларды үш негізгі топқа бөлуге болады: психофилді, мезофильді және шын мәнінде термофильді. Олардың барлығы жылуға тәуелді, бірақ температуралық режимдер бойынша ерекшеленеді.
Осылайша, психрофильді бактериялар ең аз термотәуелді және нөлден +10 градусқа дейінгі температура диапазонын қалайды. Бұл олар үшін оңтайлы даму дәлізі, бірақ олар -5 градуста да, +15 градуста да көбейе алады.
Келесі - мезофильді термофильді бактериялар, олардың жайлылық аймағы 30 және 40 градус Цельсий арасында орналасқан. Температура 10 градусқа дейін төмендегенде немесе 50 градусқа дейін көтерілгенде бактериялар жақсы өсіп, көбейе алады. Бұл ағзалардың өсуі үшін оңтайлы деңгей - 37 градус.
Және, ең соңында, термофильді бактериялар - олардың белсенді өсуі температура 50 градустан жоғары болған кезде байқалады. Олардың басты ерекшелігі - метаболизмнің жеделдетілген жылдамдығы. Соңғы зерттеулерге сәйкес, температураның әсерінен барлық тіршілік процестерінде үлкен рөл атқаратын ақуыздар мен липидтерде айтарлықтай өзгерістер болатыны анықталды.
Термофилдердің ішкі топтары
Бұның жарқын көрінісі - термофильді бактериялардың мысалдары, олар да бірнеше тәуелсіз топшаларға бөлінеді:
- Оңтайлы температурасы 80 градус, минимумы 60 және максимум 105 градус болатын экстремалды термофилдер.
- Стенотермофилдер немесе факультативті, диапазоны 55-65 градус, бірақ температура 20 градусқа дейін төмендеген кезде де көбею қабілетін көрсетеді. Ең жоғары өсу қабілеті 20-40 градуста байқалады.
- Эуритермофилдер 37-48 градусты жақсы көреді. Облигатты термофилдердің ерекшелігі - олар 70 градуста да өсу қабілетін жоғалтпайды, бірақ 40 градустан төмен өспейді.
- Оңтайлы көрсеткіші 48 градустан жоғары емес термотолерантты, олар өсе алатын ең төменгі температура 10 градус, ал максимум 55-60. Олардың мезофилдерден бірдей оңтайлы температурада айырмашылығы, температура шегі жоғарылаған сайын бактериялар көбейе береді.
Анаэробты термофилдер
Термофильді организмдердің жылдам өсу қабілеті оларды өмірдің әртүрлі салаларында - өнеркәсіпте немесе ауыл шаруашылығында, тіпті үй шаруашылығында қолдануға тамаша мүмкіндік береді. Сонымен қатар мезофильді және термофильді сүт қышқылы бактерияларының оқшаулау әдістері ұқсас. Айырмашылық тек өсіп келе жатқан температурада байқалады. Нақты оңтайлы температура деңгейін орнату үшін дақылды бір немесе екі ай бойы пассивациялау керек немесе басқаша айтқанда, белгілі бір температура диапазонында қайта себу керек.
Табиғатта термофильді бактериялардың көптеген түрлері кең таралған және әртүрлі жағдайларда тіршілік етеді. Олар жылуды жақсы көреді және адамның асқазанында өте ыңғайлы сезінеді, сонымен қатар жануарларда, өсімдіктерде, топырақта, суда және басқа да орталарда кездеседі,дамыту үшін қолайлы жағдайларды қамтамасыз ету. Кейбір бактериялар өсу үшін ауаны қажет етеді, ал басқалары оттегін мүлдем қажет етпейді. Оттегіге тәуелділіктің бұл белгісі бойынша термофильді организмдер аэробты және анаэробты болып бөлінеді.
Анаэробтар бірнеше бөлек топтарды қамтиды:
- Бутирлік - ашыту кезінде олар май қышқылын түзеді, қантпен, пектиндермен, декстриндермен қоректенеді және қышқылдар - сірке және май, сонымен қатар сутегі мен көмірқышқыл газын шығарады. Пайдалы қасиеттерден ацетон, этил, бутил және изопропил спирттерінің өндірісін ажыратуға болады. Термофильді және мезофильді формаларда кездеседі.
- Целлюлоза өзен лайларында, компостта, өсімдік қалдықтарында тіршілік етеді. Бұл термофильді компост бактериялары өте қолайлы және ауыл шаруашылығы саласында кеңінен қолданылады. Топырақта немесе гумуста бола отырып, бұл бактериялар 60-65 градуста белсенділікке ие болады. Сондай-ақ мезофильді түрі бар - Омельянскийдің таяқшасы. Бұл бактериялар арнайы ферменттің көмегімен целлюлозаны ыдыратып, көмірқышқыл газын, сутегін, этил спиртін, бірқатар қышқылдарды – құмырсқа, сірке, фумар, сүт және басқа органикалық қышқылдарды бөліп шығарады.
- Метан түзетіндер целлюлозамен бір жерде өмір сүреді және сол жерде өсіріледі. Бұл топта метанобактериялар мен метанобактериялар ең көп зерттелген. Олар спора түзуге қабілетсіз және олардың пайдалылығы антибиотиктер, витаминдер, ферменттер өндіру, тамаққа ағынды суларды және тұрмыстық қалдықтарды пайдалану мүмкіндігінде жатыр.
- Күкіртсіздендіргіштер көбінесе жанында кездеседіцеллюлоза және сульфаттардың тотықсыздануы есебінен өмір сүреді. Олардың сопақша споралары бар, олар таяқша таяқшасының ұштарының біріне жақын орналасқан – терминал немесе субтерминальды.
- Сүт қышқылы – сүтте тіршілік ететін бактериялардың ерекше үлкен тобы. Бұл термофильді сүт қышқылы бактериялары адамға пайдалы және өте зиянды болуы мүмкін. Олардың кейбір түрлері арнайы хош иісті заттарды синтездей алады. Дәл солар сүттің әсерінен кейін сүзбе немесе кілегейге жағымды дәм мен хош иіс береді. Мұндай термофильді сүт қышқылды бактериялар факультативті анаэробты болып табылады, сондықтан олар оттегі болмаған кезде немесе оның тапшылығы көп ортада оңтайлы түрде көбейе алады.
Сүт қышқылы
Сүт қышқылы бактериялары кокктар мен таяқшаларға бөлінеді. Біріншісі тізбекке қосылған бірнеше жасушалардан тұрады - стрептококктар және гомо- және гетерогенді ашыту бар. Гомоферментативті стрептококктар тірі йогурт жасау үшін сүтте кездесетін қантты ашытады. Гетероферменттік қатар диацетин және цитоин сияқты хош иісті заттарды да шығарады. Олардың жасушалары дөңгелек немесе сопақ пішінді, Грам бойынша жақсы боялады және споралар мен капсула түзбейді. Олар аэротолерантты және ауаның қатысуымен болуы мүмкін. Дегенмен, олар аэробты тыныс алуды жүзеге асыруға қабілеті жоқ, және олар сүт қышқылы ашытудың әдеттегі процесін жалғастыруды қалайды. Тамақтану үшін оларға көптеген витаминдер, ақуыздар, органикалық қышқылдар қажет. сүттебактериялар оның коагуляциясын тудырады, сарысудың аз мөлшерімен тығыз, біркелкі ұйығыштың пайда болуы. Дәл хош иісті сүт қышқылы стрептококктарының арқасында ірімшікте өзіне тән иісі бар және қышқыл түзу қабілеті төмен еліктіргіш көпіршіктер пайда болады. Кокктар өте алкогольге төзімді және жоғары қышқылдықты қажет етеді.
Сүт қышқылы таяқшалары
Сүт қышқылы таяқшалары - олар басқаша лактобактериялар деп аталады - бір немесе жұп болуы мүмкін. Көбінесе ацидофильді лактобактериялар, әсіресе стартерлік мәдениеттердің бөлігі болып табылатын және дәмді және пайдалы йогурт өндіруге мүмкіндік беретін болгар таяқшасы қолданылады. Тіпті сүт өнеркәсібінде стрептобактериялар мен бета бактериялар танымал. Бұл организмдер мүлдем қозғалмайды және споралар немесе капсула түзбейді, олар грам бойынша жақсы боялады.
Сүт қышқылының термофилдері факультативті анаэробтар. Олар моноферменттік, қышқыл түзілу жылдамдығы жоғары немесе фруктозаны параллельді өңдеу қабілеті бар герероферменттік болуы мүмкін, нәтижесінде алты атомды спирт маннитол, ацетаттар, лактат және көмірқышқыл газы түзіледі. Ақуыздар өте әлсіз өңделеді, сондықтан өсу үшін олар қоршаған ортада аминқышқылдарының болуын қажет етеді. Кейбір таяқшалардың каталаза, сутегі асқын тотығын ыдырататын фермент немесе ірімшікке дәм мен хош иіс беретін ацетальдегид шығару қабілеті бар.
Сүт қышқылына ыстыққа төзімді таяқшалар 85-90 градус температурада пастерленгенде сүтте өмір сүре алады. Олар дезинфекциялаушы заттарға өте төзімді, сондықтан тамақ кәсіпорындарына айтарлықтай зиян келтіреді. Олар ішек таяқшасының антагонистері. Қышқыл немесе төмен пастерленген сүтте кездеседі.
Оттегісіз тыныс ала алмайтын термофилдер
Оттегісіз тыныс ала алмайтын аэробты термофилдер де екі бөлек топқа бөлінеді:
- Төтенше термофильді – грамтеріс, қозғала алмайтын, облигатты бактерияларға жататын таяқшалар, өсуі 70 градус оңтайлы температурада жүреді. Температура жоғарылаған сайын таяқшалар жіңішке жіптерге айналады. Ыстық су көздерінде және жақын жердегі топырақта жаппай өмір сүріңіз.
- Спора түзетін формалар мезофильді түрлерге ұқсас. Жақсы қопсытылған топырақта немесе газдалған суда өмір сүріңіз және тараңыз.
Осы микроорганизмдердің барлық түрлерін қарастыра отырып, термофильді бактериялардың пайда болуы олардың тіршілік ету ортасына ароморфозы болып табылатынын атап өткен жөн. Басқа тірі организмдер сияқты, бактериялар да эволюция барысында қоршаған орта жағдайларының өзгеруіне тамаша бейімделе алады. Сонымен бірге олар ұйымдық деңгейін айтарлықтай арттырады және жаңа қабілеттерге ие болады.
Пайдасы мен зияны
Термофильді бактериялардың зияны мен пайдасы қандай? Тамақ өнеркәсібінде қолданылатын сүт қышқылы таяқшалары адамға сөзсіз пайда әкеледі. Әртүрлі стартер мәдениеттерінің бөлігі бола отырып, олар дәмді және дәмді шығарадыадам ағзасының барлық жүйелеріне өте жағымды әсер ететін, зат алмасу процестерін реттеуге, ас қорыту жолдарын қалыпқа келтіруге көмектесетін және денені әртүрлі шіріткіш бактериялардан қорғауға, оны жинақталған токсиндер мен токсиндерден параллель түрде тазартуға көмектесетін пайдалы сүт қышқылы өнімдері. Микрофлораның құрамын жақсартумен қатар, термофильді бактериялар жүйке жүйесін тыныштандырады, антибиотиктердің әсерін басады және иммунитетті арттырады.
Тамақ өнеркәсібінен басқа, бактериялардың бұл түрі фармакологиялық және косметикалық салаларда кеңінен қолданылады. Олардың негізінде әртүрлі пробиотиктер жасалады, сонымен қатар теріге күтім мен серпімділік беретін косметика, сонымен қатар оны ағарту және қалпына келтіру үшін қолданылады. Тірі йогурт маскалары керемет жасай алады.
Топырақта және компостта өмір сүретін термофильді және мезофильді бактериялар өсімдіктердің жақсы өсуі үшін топырақты ұрықтандыру арқылы органикалық заттарды қайта өңдеуге көмектеседі. Бөлінетін метанды үйлер мен өнеркәсіптік нысандарды жылытуға сәтті пайдалануға болады. Термофильді таяқшалардың тамақ өнеркәсібіне тигізетін зияны соншалықты үлкен ауқымда бактерицидтік препараттардың әсерінен және тамақ өнімдерін өндіруге арналған жабдықты үнемі бақылаумен теңестіріледі.
Қорытынды
Бұл мақалада біз бактериялар сияқты үлкен және аз зерттелген кластың негізгі ұғымдарын бердік. Жоғарыда келтірілген материалдан термофильді бактериялар шығадықазірдің өзінде адам өз игілігі үшін кеңінен қолданылады. Бірақ бұл процесс әлі аяқталды және бізді көптеген жағымды және пайдалы жаңалықтар күтіп тұр.
