Методика виконання завдання.

Міністерство освіти та науки України

Державний вищий навчальний заклад

Херсонський Державний аграрний університет

Біолого-технологічний факультет

Кафедра інженерії харчових виробництв

Методичні рекомендації

до лабораторно-практичних занять і самостійної роботи з дисципліни “Мікробіологія” для студентів біолого-технологічного факультету.

Спеціальність 6.090102 - Технологія виробництва і переробки продукції тваринництва

Змістовна частина ІІ

Перетворення мікроорганізмами біогенних елементів.

Мікрофлора кормів, м’яса, молока, яєць птахів, гною.

Інфекція. Імунітет. Реакції імунітету.

Збудники інфекційних захворювань

Херсон-2016

УДК 576.8:378,147

Методичні рекомендації розглянуті і обговорені на засіданні кафедри інженерії харчових виробництв (протокол № від    2016 року). Схвалені і рекомендовані до видання на засіданні навчально-методичної комісії біолого-технологічного факультету ХДАУ (протокол №     від            року).

ПІДГОТУВАЛИ:          канд. с.-г. наук Ряполова І.О.,

РЕЦЕНЗЕНТ: канд. с.-г наук, доцент Сморочинський О.М.

Методичні рекомендації для виконання лабораторно - практичних занять та самостійних робіт за темами: змістовна частина ІІ. Перетворення мікроорганізмами біогенних елементів. Мікрофлора кормів, м’яса, молока, яєць птахів, гною. Змістовна частина ІІІ Інфекція. Імунітет. Реакції імунітету. Збудники інфекційних захворювань

УДК576.8:378,147

Ряполова І.О., 2016

Методичні рекомендації розраховані для студентів стаціонарного і заочного відділень біолого-технологічного факультету. Методичні рекомендації дають можливість засвоїти основні методи проведення мікробіологічних досліджень кормів і продуктів тваринного походження, а також вивчення збудників деяких інфекційних захворювань, специфічних методів їх діагностики, профілактики і боротьби з ними.

Кожне заняття має тему, мету, зміст, оснащення і методику виконання завдання, а також питання для самоконтролю.

Користуючись методичними розробками, робочим планом курсу, підручником, конспектом, студент повинен підготуватись до лабораторних занять і законспектувати матеріал. Уміння користуватися теоретичними знаннями при виконанні лабораторних робіт буде систематично контролюватися при співбесіді з викладачем і тестуванням.

Заняття № 10.

Тема: Перетворення мікроорганізмами сполук вуглецю.

Мета. Вивчити:

1. Роль мікроорганізмів у кругообігу вуглецю в природі;

2. Сутність та хімізм процесів бродіння;

3. Морфологічні ознаки та біологічні властивості збудників спиртового, молочнокислого, маслянокислого, целюлозного, оцтовокислого перетворення;

4. Практичне значення бродіння.

Зміст заняття

Керівник:

1. проводить опитування студентів по минулому та наступному матеріалу;

2. пояснює сутність, хімізм та практичне значення бродіння;

3. дає морфологічну та фізіологічну характеристику збудників бродіння.

Самостійна робота студентів.

Кожний студент:

1. вивчає сутність та хімізм бродіння;

2. готує мазки із накопичених культур спиртового, молочнокислого, маслянокислого бродіння та окислення спиртів в оцтову кислоту і фарбує їх звичайним (простим) способом;

3. вивчає морфологічні ознаки і біологічні властивості збудників всіх представлених бродінь;

4. мікроскопує і замальовує в зошиті з вказівками назви збудника;

5. заповнює таблицю:

Оснащення заняття

Забезпечити кожного, студента: мікроскопом, предметним склом, бактеріологічною петлею, спиртівкою, практикумом з мікробіології.

Кожні дві людини - набором фарбуючих засобів, полоскальницею, пастерівською піпеткою, фільтрувальним папером.

Всю підгрупу студентів - накопиченими культурами спиртового, молочнокислого, маслянокислого, целюлозного (аеробне і анаеробне) бродінь, таблицями.

Методика виконання завдання.

1. Спиртове бродіння.

Спиртовим бродінням називається процес анаеробного розщеплення вуглеводів під дією мікроорганізмів на етиловий спирт і вуглекислий газ.

Збудниками спиртового бродіння являються культурні (Saccharomyces еlipsoideus) і дикі дріжджі (Torula, Mycoderma), а також деякі плісеневі гриби (Mucor) і бактерії (Sarcina ventriculi).

Однак практичне значення мають тільки дріжджі.

Дріжджі - це одноклітинні, нерухомі організми діаметром 8 - 10 мкм, округлої, овальної або декілька витягнутої форми, Г⁺, розмножуються брунькуванням. Спиртове бродіння покладено в основу виноробства, пивоваріння, хлібопечення.

2. Молочнокисле бродіння.

Молочнокислим бродінням називається процес розщеплення вуглеводів молочнокислими бактеріями з утворенням молочної кислоти.

Збудниками є мікроорганізми, які зброджують лактозу - молочний цукор. В залежності від кінцевих продуктів збудників молочнокислого бродіння поділяють на три групи:

1. гомоферментативні, які утворюють молочну кислоту;

2. гетероферментативні, які окрім молочної, формують летучі кислоти, етиловий спирт, вуглекислий газ;

3. біфідобактерії, які утворюють молочну і оцтову кислоти.

Серед збудників молочнокислого бродіння розрізняють кулясті і паличкоподібні форми.

Представниками кулястих форм являються : Str. lactis, Str. cremoris, Str. diacetilactіs, Str. thermophіlus, котрі мають круглі або овальні клітини діаметром від 0,5 - 0,6 до 1 мкм., розташовані ланцюжками, не утворюють спор, нерухомі, Г,⁺ факультативні анаероби.

Паличкоподібні форми представлені болгарською паличкою (Lactobacterium bulgaricum), ацидофільною паличкою (Lactobac. acidophilum), сирною паличкою (Lactobac. casei) - це тонкі, довгі до 8 - 10 мкм., неспорові, Г⁺ мікроорганізми.

Молочнокисле бродіння лежить в основі силосування, квашення овочів, переробки молока в кисломолочні продукти і сир.

3. Маслянокисле бродіння.

Маслянокисле бродіння - складний біохімічний процес, в наслідок якого утворюється масляна кислота, СО₂ і водень.

Збудниками маслянокислого бродіння є сурові анаероби, рухомі палички, які належать до роду Clostridium, являються фіксаторами атмосферного азоту.

Представники: Сl. butyricum, Сl. pasterianum.

Масляна кислота у вигляді ефірів використовується в парфумерній, кондитерській промисловості.

4. Бродіння пектинових речовин.

Пектинові (міжклітинні) речовини містяться у любому рослинному матеріалі. В технічних культурах (льон, конопля) луб'яні волокна з'єднані з паренхімою за допомогою пектинових речовин. Тому пектинове бродіння знайшло широке застосування при технічній обробці волокнистих рослин.

Пектин руйнується мікроорганізмами, які мають фермент пектиназу. Хімізм бродінь пектинових речовин складається з двох стадій. В першій здійснюється гідроліз пектинових речовин до цукрів, в другій відбувається подальше бродіння окремих продуктів гідролізу до масляної кислоти, СО₂ і H₂О.

Збудники бродіння пектинових речовин - Clostridium pectinovorum, Сl. felsineum - облігатні анаероби, рухомі, створюють спори з термінальним і субтермінальним розміщенням.

5. Аеробне розщеплення клітковини.

В аеробному розкладені клітковини беруть участь аеробні бактерії, актиноміцети і гриби. Ці мікроорганізми виділяють ферменти целюлазу і целобіазу, розкладають клітковину до глюкози, а останню окислюють до СО₂ і H₂О.

Представниками целюлозорозщеплюючих бактерій є:

- Cytophaga - клітини з загостреними кінцями;

- Cellvibrio - злегка вигнуті палички з закрученими кінцями;

- Cellfacicula - паличкоподібні клітини, потовщені в центрі з загостреними кінцями.

6. Анаеробне розщеплення клітковини.

Целюлоза руйнується в анаеробних умовах під впливом різних анаеробних спороутворюючих бактерій, які знаходяться у ґрунті, гної, рубці жуйних.

Розкладання целюлози мікроорганізмами проходить в два етапи.

Спочатку відбувається ферментативний гідроліз целюлози з утворенням дисахаридів (целобіози) і моносахаридів (глюкози). Потім глюкоза піддається бродінню, в результаті чого утворюється багато органічних речовин (етиловий спирт, оцтова, молочна, мурашина, масляна кислоти) СО₂ і H₂О.

Типовими анаеробними целюлозолітичними представниками є:

1. Сl. omelianski - утворює спору на кінці клітини;

2. термофільні мікроорганізми - Cl. thermocellum, оптимальна температура для якого близько 60°С.

7. Окислення етилового спирту до оцтової кислоти,

Етиловий спирт окислюється до оцтової кислоти під впливом оцтовокислих бактерій, які відносяться до роду Acetobacter.

Представниками є Acetobacter aceti - коротка Г^-_, неспороутворююча, нерухома паличка, суворий аероб.

Окислення етилового спирту оцтовокислими бактеріями лежить в основі технічного виробництва оцту із вина і спирту.

Контрольні питання:

1. Кругообіг вуглецю в природі

2. Що таке бродіння?

3. Хто перший відкрив мікробну природу бродінь?

4. Характеристика, морфологія і біологія збудників спиртового бродіння, хімізм.

5. При яких умовах проходе спиртове бродіння?

6. Практичне значення спиртового бродіння.

7. Гомоферментативні молочнокислі бактерії, їх морфологічна, біологічна характеристика та практичне значення.

8. Гетероферментативні бактерії, їх характеристика і застосування у сільському господарстві та промисловості.

9. В чому полягає антагоністична дія молочнокислих бактерій?

10. Молочнокисле бродіння, його хімізм і практичне значення в сільському господарстві і промисловості.

11. Бактерії, які викликають маслянокисле бродіння. Їх характеристика та особливості.

12. В яких умовах відбувається маслянокисле бродіння? Його хімізм і практичне значення.

13. Мікроорганізми, які викликають окислення клітковини, їх морфологічні і фізіологічні особливості.

14. Назвіть бактерії, що викликають бродіння клітковини. Їх морфологічні та фізіологічні особливості.

15. Бродіння клітковини, хімізм і практичне значення в природі та сільському господарстві.

16. Бактерії, які викликають окислення спирту в оцтову кислоту та їх характеристика.

17. Умови, при яких відбувається окислення спирту в оцтову кислоту, хімізм, практичне значення.

Заняття № 11