U prirodi je sve tako skladno uređeno da na ovom svijetu svatko ima svoje mjesto i bavi se funkcijama koje su mu dodijeljene, bilo da je to kruna prirode - nevjerojatno složen čovjek ili najmikroskopskiji organizam. Svatko igra svoju ulogu da naš svijet učini boljim mjestom. To se također odnosi na razne bakterije, koje, prema velikom planu stvoritelja svijeta, donose ljudima ne samo koristi, već i određenu štetu. Razmislite što su termofilne bakterije mliječne kiseline i koje je njihovo mjesto u našim životima. Jesu li dobri ili loši?
Karakteristike i suština
Na našem planetu živi čitava vojska raznih mikroorganizama, nevidljivih oku, ali vrlo aktivnih i ne uvijek korisnih. Jedna takva korisna mikroformacija je termofilna bakterija. Bakterija živi u toplim izvorima i razmnožava se na prilično visokim temperaturama - iznad 45 stupnjeva. Cijele kolonije ovih mikroorganizama identificirane su u različitim geotermalnim zonama našeg planeta,kao što su vode toplih prirodnih izvora. Termofilne bakterije opstaju zbog prisutnosti u njima posebnih enzima koji mogu funkcionirati na visokim temperaturama. Za njih je najpovoljniji temperaturni režim koridor od 50-65 stupnjeva. U takvim uvjetima, bakterije se mogu osjećati ugodno i slobodno se razmnožavaju.
Mnogi bi željeli znati na kojoj temperaturi termofilne bakterije umiru kako bi kontrolirali njihov broj. S tim u vezi, želio bih napomenuti da znanstvenici još nisu uspjeli dobiti točne podatke o tome. U sadašnjoj fazi razvoja znanosti poznato je samo da je maksimalni indikator temperature za termofile 68-75 stupnjeva. Međutim, to ne znači da bakterije umiru takvim zagrijavanjem – odstupanje od optimalnog režima čini njihov život manje ugodnim i intenzivnim, usporava rast stanica i smanjuje brzinu metaboličkih procesa.
Je li moguće ubiti bakterije? Što ih pogađa?
Da bi termofilne bakterije umrle, potreban je puno veći višak gornjeg praga. Danas su znanstvenici uspjeli ustanoviti da je najviša poznata temperatura na kojoj ti mikroorganizmi mogu živjeti 122 stupnja Celzija. U laboratorijskim uvjetima nije moguće stvoriti veće zagrijavanje. Stoga još nije moguće utvrditi na kojoj će temperaturi termofilne bakterije umrijeti. Poznato je samo da oštre fluktuacije temperature imaju vrlo štetan učinak na život bakterija: razvoj kulture može prestati, alihoće li umrijeti, pitanje je.
Vorte i njihovi opisi
Procjenjujući temperaturne preferencije mikroorganizama, oni se mogu podijeliti u tri glavne skupine: psihrofilne, mezofilne i, zapravo, termofilne. Svi su ovisni o toplini, ali se razlikuju u pogledu temperaturnih režima.
Dakle, psihrofilne bakterije su najmanje termo ovisne i preferiraju temperaturni raspon od nula do +10 stupnjeva. Ovo je optimalan razvojni koridor za njih, ali se mogu razmnožavati i na -5 stupnjeva i na +15.
Sljedeće - mezofilne termofilne bakterije, zona udobnosti za koje se nalazi između 30 i 40 stupnjeva Celzija. Bakterije mogu rasti i razmnožavati se kada temperatura padne na 10 stupnjeva ili poraste na 50 stupnjeva. Optimalna razina za rast ovih organizama je 37 stupnjeva.
I na kraju, termofilne bakterije - njihov aktivni rast se opaža kada temperatura dosegne iznad 50 stupnjeva. Njihova glavna razlikovna značajka je ubrzana brzina metabolizma. Prema novijim istraživanjima, ustanovljeno je da pod utjecajem temperature dolazi do značajnih promjena u proteinima i lipidima, koji igraju glavnu ulogu u svim životnim procesima.
Podgrupe termofila
Živa ilustracija ovoga su primjeri termofilnih bakterija, koje su također podijeljene u nekoliko neovisnih podskupina:
- Ekstremni termofili s optimalnom temperaturom od 80 stupnjeva uz minimalno 60 i maksimalno 105 stupnjeva.
- Stenotermofili, ili fakultativni, s rasponom od 55-65 stupnjeva, ali pokazuju sposobnost razmnožavanja čak i kada temperatura padne na 20 stupnjeva. Najveća sposobnost rasta opaža se na 20-40 stupnjeva.
- Euritermofili preferiraju 37-48 stupnjeva. Posebnost obveznih termofila je da ne gube sposobnost rasta ni na 70 stupnjeva, ali ne rastu ispod 40 stupnjeva.
- Termotolerantni s optimalnim pokazateljem ne višim od 48 stupnjeva, minimalna temperatura na kojoj mogu rasti je 10 stupnjeva, a maksimalna 55-60. Razlikuju se od mezofila na istim optimalnim temperaturama po tome što kako se temperaturni prag povećava, bakterije nastavljaju rasti.
anaerobni termofili
Sposobnost brzog rasta termofilnih organizama daje im izvrsnu priliku da se koriste u raznim područjima života - u industriji ili u poljoprivredi, pa čak i na razini kućanstva. Istodobno, mezofilne i termofilne bakterije mliječne kiseline imaju slične metode izolacije. Razlika se opaža samo u temperaturama rasta. Da bi se uspostavila točna optimalna razina temperature, kultura mora biti pasivizirana jedan ili dva mjeseca, ili, drugim riječima, ponovno zasijana u određenom temperaturnom rasponu.
U prirodi su mnoge vrste termofilnih bakterija raširene i žive u različitim uvjetima. Vole toplinu i osjećaju se vrlo ugodno u ljudskom želucu, a mogu se naći i u životinjama, biljkama, tlu, vodi i raznim drugim okruženjima,pružanje povoljnih uvjeta za razvoj. Nekim bakterijama za rast je potreban zrak, dok drugima kisik uopće nije potreban. Prema ovom znaku ovisnosti o kisiku, termofilni organizmi se dijele na aerobne i anaerobne.
Anaerobni uključuju nekoliko zasebnih grupa:
- Maslačna - tijekom fermentacije proizvode maslačnu kiselinu, hrane se šećerom, pektinama, dekstrinima i proizvode kiseline - octenu i maslačnu, te vodik i ugljični dioksid. Od korisnih svojstava može se razlikovati proizvodnja acetona, etilnog, butilnog i izopropilnog alkohola. Nalazi se u termofilnim i mezofilnim oblicima.
- Celuloza živi u riječnom mulju, kompostu, biljnim ostacima. Ove termofilne kompostne bakterije su idealne i široko se koriste u poljoprivrednom sektoru. Budući da su u tlu ili humusu, ove bakterije dobivaju aktivnost na 60-65 stupnjeva. Postoji i mezofilni oblik - štap Omeljanskog. Ove bakterije uz pomoć posebnog enzima razgrađuju celulozu, oslobađajući ugljični dioksid, vodik, etilni alkohol, niz kiselina - mravlje, octene, fumarne, mliječne i druge organske kiseline.
- Tvorci metana žive na istom mjestu kao i celuloza i tamo se uzgajaju. U ovoj skupini najviše proučavane vrste su metanobacterium i metanobacillus. Nisu sposobne za sporulaciju, a njihova korisnost leži u sposobnosti proizvodnje antibiotika, vitamina, enzima, koristeći kanalizaciju i kućni otpad za hranu.
- Odsumporavači se najčešće nalaze poredceluloze i žive od redukcije sulfata. Imaju ovalne spore koje se nalaze bliže jednom od krajeva bacila bacila - terminalnom ili subterminalnom.
- Mliječna kiselina - posebna velika skupina bakterija koje žive u mlijeku. Ove termofilne bakterije mliječne kiseline mogu biti i korisne za ljude i vrlo štetne. Neke od njihovih vrsta mogu sintetizirati posebne aromatične tvari. Upravo oni, nakon izlaganja mlijeku, daju ugodan okus i aromu svježem siru ili vrhnju. Takve termofilne bakterije mliječne kiseline su fakultativno anaerobne, stoga se mogu optimalno razmnožavati u nedostatku kisika ili u okruženju u kojem postoji veliki manjak kisika.
mliječna kiselina
Bakterije mliječne kiseline dijele se na koke i štapiće. Prvi se sastoje od nekoliko stanica povezanih u lanac - streptokoka i imaju homo- i heterogenu fermentaciju. Homofermentativni streptokoki fermentiraju šećer koji se nalazi u mlijeku kako bi napravili živi jogurt. Heteroenzimski paralelno luče i aromatične tvari kao što su diacetin i citoin. Stanice su im okruglog ili ovalnog oblika, dobro se boje prema Gramu i ne stvaraju spore i kapsule. Oni su aerotolerantni i mogu postojati u prisutnosti zraka. Međutim, nedostaje im sposobnost aerobnog disanja i radije nastavljaju svoj uobičajeni proces fermentacije mliječne kiseline. Za prehranu im je potrebno puno vitamina, proteina, organskih kiselina. u mlijekubakterije uzrokuju njegovu koagulaciju, stvaranje gustog, ravnomjernog ugruška s malom količinom seruma. Upravo zahvaljujući streptokokima mliječne kiseline koji proizvode aromu, u siru se pojavljuju zavodljivi mjehurići karakterističnog mirisa i niske sposobnosti stvaranja kiselina. Koki su vrlo otporni na alkohol i zahtijevaju visoku kiselost.
štapići mliječne kiseline
Stapići mliječne kiseline - inače se zovu laktobacili - mogu biti pojedinačni ili upareni. Najčešće se koriste acidofilni laktobacili, posebno bugarski štapić, koji je dio starter kultura i omogućuje proizvodnju ukusnog i zdravog jogurta. Čak iu mliječnoj industriji popularne su streptobakterije i beta bakterije. Ovi organizmi su potpuno nepokretni i ne stvaraju spore ili kapsule, dobro se boje po Gramu.
Termofili mliječne kiseline su fakultativni anaerobi. Mogu postati monoenzimski, s velikom brzinom stvaranja kiselina, ili heroenzimski sa sposobnošću paralelne obrade fruktoze, što rezultira stvaranjem heksahidričnog alkohola manitola, acetata, laktata i ugljičnog dioksida. Proteini su prilično slabo obrađeni, stoga im je za rast potrebna prisutnost aminokiselina u okolišu. Neki štapići imaju sposobnost proizvodnje katalaze, enzima koji razgrađuje vodikov peroksid ili acetaldehid, koji siru daje okus i aromu.
Štapići otporni na toplinu mliječne kiseline mogu preživjeti u mlijeku kada se pasteriziraju na temperaturi od 85-90 stupnjeva. Vrlo su otporne na sredstva za dezinfekciju i nanose znatnu štetu prehrambenim poduzećima. Oni su antagonisti Escherichia coli. Nalazi se u kiselom tijestu ili malo pasteriziranom mlijeku.
Termofili koji ne mogu disati bez kisika
Aerobni termofili, koji ne mogu disati bez kisika, također su podijeljeni u dvije odvojene skupine:
- Ekstremno termofilne - gram-negativne štapiće koji se ne mogu pomicati, srodne obveznim bakterijama, čiji se rast odvija na optimalnoj temperaturi od 70 stupnjeva. Kako temperatura raste, štapići se pretvaraju u tanke niti. Živite masovno u izvorima tople vode i obližnjem tlu.
- Oblici koji tvore spore slični su mezofilnim. Živi i širi se u dobro rastresitom tlu ili prozračnim vodama.
Uzimajući u obzir sve ove vrste mikroorganizama, treba napomenuti da je pojava termofilnih bakterija njihova aromorfoza u staništu. Kao i drugi živi organizmi, i bakterije se tijekom svoje evolucije mogu savršeno prilagoditi promjenama uvjeta okoliša. Istovremeno značajno podižu razinu svoje organizacije i stječu nove sposobnosti.
Koristi i štete
Koje su štete i prednosti termofilnih bakterija? Štapići mliječne kiseline koji se koriste u prehrambenoj industriji donose nedvojbene prednosti osobi. Kao dio različitih starter kultura, proizvode ukusne ikorisni proizvodi mliječne kiseline koji imaju vrlo pozitivan učinak na sve sustave ljudskog tijela, pomažu u regulaciji metaboličkih procesa, normaliziraju probavni trakt i na svaki mogući način pomažu u zaštiti tijela od raznih truležnih bakterija, istovremeno ga čisteći od nakupljenih toksina i toksina.. Osim što poboljšavaju sastav mikroflore, termofilne bakterije smiruju živčani sustav, potiskuju djelovanje antibiotika i povećavaju imunitet.
Osim u prehrambenoj industriji, ova vrsta bakterija ima dosta široku primjenu u farmakološkim i kozmetičkim područjima. Na njihovoj osnovi izrađuju se razni probiotici, ali i kozmetika koja koži daje njegovanost i elastičnost, a koristi se i za izbjeljivanje i obnavljanje. Maske od živog jogurta mogu učiniti čuda.
Termofilne i mezofilne bakterije koje žive u tlu i kompostu pomažu recikliranju organske tvari, gnojeći tlo za dobar rast biljaka. Emitirani metan može se uspješno koristiti za grijanje kuća i industrijskih objekata. Uz tako ogroman opseg koristi, mala šteta koju termofilne šipke nanose prehrambenoj industriji izravnava se izloženošću baktericidnim lijekovima i stalnim nadzorom opreme za proizvodnju hrane.
Zaključak
U ovom članku dali smo osnovne koncepte tako velike i malo proučavane klase kao što su bakterije. Iz navedenog materijala proizlazi da termofilne bakterijeveć danas naširoko koristi čovjek za svoje dobro. Ali ovaj proces je daleko od kraja, a čekaju nas još mnogo ugodnih i korisnih otkrića.
