cwiczenie_5

advertisement
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
CHARAKTERYSTYKA BAKTERII KULISTYCH I
CYLINDRYCZNYCH – część 2 (GRAMUJEMNE)
Rodzina Enterobacteriaceae
Do tej rodziny należy wiele drobnoustrojów mających znaczenie w mikrobiologii i
analizie produktów żywnościowych. Wiele ich rodzajów powoduje u człowieka zaburzenia
przewodu pokarmowego i dlatego znajomość ich jest bardzo ważna z punktu widzenia
higieny żywności. Są to zdecydowanie chorobotwórcze pałeczki durowe i duru rzekomego
(Salmonella) oraz czerwonki (Shigella), a ponadto względnie chorobotwórcze pałeczki
okrężnicy (Escherichia coli) i odmieńca (Proteus vulgaris), inne stanowią normalną
mikroflorę przewodu pokarmowego, choć mogą być chorobotwórcze.
Zasady podziału tej grupy opierają się na zdolnościach rozkładania różnych cukrów
i alkoholi, wytwarzania indolu i H2S, rozrzedzania żelatyny i zużywania cytrynianu jako
źródła węgla.
CECHY CHARAKTERYSTYCZNE
-
morfologicznie są to pałeczki średniej wielkości (0,3-1,0 x 1,06,0µm),
-
gramujemne,
-
nieprzetrwalnikujące,
-
ruchliwe (urzęsienie perytrychalne) lub nieruchliwe (Klebsiella
i Shigella),
-
nie mają oksydazy cytochromu c,
-
są katalazododatnie,
-
są względnymi beztlenowcami lub względnymi tlenowcami,
-
są mezofilami (22-37C), niehalofilne,
-
fermentują glukozę z wytworzeniem kwasu pirogronowego i gazu lub tylko kwasu,
-
redukują azotany do azotynów, niektóre do azotu.
Wyróżnia się kilka rodzajów: Escherichia, Salmonella, Proteus, Shigella, Yersinia, Serratia,
Klebsiella, Enterobacter.
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
1
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
TESTY NA FERMENTACJĘ LAKTOZY
 Agar EMB (eozyna – błękit metylenowy) podłoże
wybiórczo-różnicujące pozwalające na identyfikację i
izolację gramujemnych pałeczek Enterobacteriaceae.
Eozyna w podłożu hamuje wzrost bakterii
gramdodatnich. Jedynym cukrem w pożywce jest
laktoza – jeśli organizm ma enzymy umożliwiające
fermentację laktozy, to powstaje kwas, a zmiany pH w
połączeniu z eozyną i błękitem metylenowym powodują
charakterystyczne zabarwienie kolonii (ciemny środek i
przezroczyste brzegi koloni). W przypadku intensywnej
fermentacji kolor od purpury po czerń (Klebsiella,
Enterobacter), czasami zieleń z metalicznym połyskiem (E. coli), słaba fermentacja to
kolor różowy. Źródłem energii dla organizmów niefermentujących laktozy jest pepton –
kolonie takich bakterii są
całkowicie bezbarwne.
Escherichia coli
Klebsiella
 Agar
MacConkey’a – jest jednym z
najpopularniejszych stałych podłoży wybiórczoróżnicujących. Jest stosowany głównie do
rozróżniania między bakteriami fermentującymi i
niefermentującymi laktozę. Wysoka zawartość
żółci hamuje wzrost bakterii gramdodatnich.
Bakterie koloni fermentujących laktozę zmieniają
barwę medium na czerwoną, kolor ten jest
spowodowany odpowiedzią wskaźników pH na
powstanie kwaśnego środowiska, w wyniku
fermentacji laktozy (wydziela się kwas).
Organizmy, które nie fermentują laktozy nie
powodują odbarwiania podłoża.
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
2
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
 Laktozę fermentują m.in. Enterobacter aerogenes, Escherichia coli, Klebsiella
oxytoca.
 Nie fermentują laktozy m.in. Proteus vulgaris, Salmonella typhimurium, Shigella
dysentariae, Yersinia enterocolitica, Serratia marcescens..
-galaktozydaza
-galaktoza
laktoza
-glukoza
TESTY NA FERMENTACJĘ GLUKOZY
Wszystkie rodzaje z Enterobacteriaceae mogą fermentować glukozę, czyli przekształcać ją
w pirogronian, jednak są dwa typy tej fermentacji. Pierwszy zwany fermentacją z
wytworzeniem mieszaniny kwasów, drugi – z wytworzeniem 2,3-butanodiolu.
 W pierwszej bakterie przeprowadzają fermentację kwaśną wytwarzając z glukozy
kwasy np. mrówkowy, octowy, mlekowy, bursztynowy oraz alkohol etylowy.
Wskutek tego odczyn hodowli spada poniżej pH 5. Testem wykrywającym ten szlak
metaboliczny jest zmiana zabarwienia podłoża po dodaniu roztworu czerwieni
metylowej (czerwone – fermentacja kwaśna, żółte – fermentacja z wytworzeniem
produktów obojętnych). Np. Escherichia coli, Citrobacter, Shigella, Salmonella, Proteus,
Yersinia.
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
3
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
 W szlaku drugim, głównymi produktami fermentacji są 2,3-butanodiol, butanodiol i
etanol. Do wykrywania tego szlaku stosuje się test Vogues-Proskauera, dodatek 40%
NaOH i 5% roztworu -naftolu w absolutnym etanolu pozwala na wykrycie acetoiny –
prekursora butanodiolu. W obecności acetoiny po 15 minutach następuje zmiana barwy
na intensywnie czerwoną (kompleks kreatyny). Glukozę z wytworzeniem 2,3butanodiolu fermentują Erwinia, Enterobacter, Klebsiella i Serratia.
acetoina    naftol


diacetyl
 kreatyna
Przykłady fermentacji do kwasów mieszanych
Produkt
Laktoza
Etanol
Octan
Mrówczan
CO2
H2
Bursztynian
Acetoina
2,3-butanodiol
E. coli
108,8
41,3
32,0
1,6
54,0
45,2
18,0
0
0
E. aerogenes
53,4
59,4
10,1
5,5
126,9
44,2
6,0
0,4
34,6
S. Typhi
121,7
25,4
25,6
39,3
0
0
10,8
0
0
W milimolach na 100 mmol użytej glukozy
Rodzaj Escherichia
W chwili obecnej uznaje się 5 gatunków: E. coli, E.
blattae, E. fergusonii, E. hermannii i E. vulneris.
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
4
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
Są to gramujemne pałeczki, fermentujące laktozę oraz glukozę z wytworzeniem
mieszaniny kwasów. Pałeczki okrężnicy stanowią normalną mikroflorę jelita grubego
człowieka i zwierząt. Niektóre szczepy (O157:H7), mogą być jednak chorobotwórcze.
Stopień zakażenia produktu tymi bakteriami świadczy o stanie higienicznym produktu. Są one
bardzo
niepożądane
w
produktach
spożywczych,
wywołują wady np. serów. Szczep Escherichia coli
O157:H7 wywołuje choroby układu pokarmowego i
moczowego, wytwarza werotoksynę (werocytotoksynę).
Powoduje ona biegunki i powikłania schorzeń
nadnerczy
oraz
groźny
zespół
hemolityczno-
mocznicowy, kończący się przeważnie śmiercią. Główną
przyczyną infekcji bakterią jest spożycie wołowiny nie
poddanej obróbce termicznej.
W obrębie gatunku E. coli spotykane są szczególne,
patogenne odmiany serologiczne (serotypy). Ich wydzielenie było możliwe dzięki temu, że
większość szczepów tego gatunku jest urzęsiona, a wiele z nich ma też mikrootoczki.
Różnorodność odmian antygenu somatycznego O (171 odmian), antygenu rzęskowego H
(55 odmian) i otoczkowego K (80 odmian) pozwala na serologiczny podział, stanowiący
wewnątrzgatunkową klasyfikację Escherichia coli na ponad 160 serotypów. Wzór
antygenowy serotypu wskazuje na odmiany antygenów obecne w jego komórkach. Serotypy
patogenne podzielono na 6 wirotypów w zależności od patogenezy wywoływanych przez nie
biegunek: ETEC (toksykogenne), EIEC (inwazyjne), EPEC (enteropatogenne), EHEC
(krwotoczne), EAEC (adherentne). Wirotypy mają różne cechy i są wyposażone w odmienne
czynniki chorobotwórcze.
Rodzaj Salmonella
Gramujemne względnie beztlenowe (fermentujące glukozę)
o morfologii pałeczek. Nie fermentują laktozy, glukozę
fermentują z wytworzeniem mieszaniny kwasów. Bakterie te
są średniej wielkości, zwykle zaopatrzone w rzęski. Należą
do bakterii względnie wewnątrzkomórkowych - rezydują w
komórkach zarażonego organizmu.
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
5
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
W zależności od źródła rodzaj Salmonella podzielony jest na 2 gatunki (na podstawie
homologii DNA) albo 6 gatunków odpowiadających podgatunkom wg pierwszego podziału
(starszy podział).
Najczęściej wyróżnia się dwa podstawowe gatunki to: S. bongori (dawniej podgatunek V)
oraz S. enterica, który dzieli się na 6 podgatunków. I – enterica, II – salamae, IIIa – arizonae,
IIIb – diarizonae, IV – houtenae, VI – indica. Dodatkowo rodzaj Salmonella, ze względu na
duże zróżnicowanie podzielony został na grupy oraz typy serologiczne. Podstawą do podziału
jest zróżnicowanie antygenów somatycznych (antygen O) i rzęskowych (antygen H).
Obowiązujący schemat podziału pałeczek Salmonella na gatunki, podgatunki oraz typy
serologiczne (serotypy, serowary) nazywany jest, od nazwisk jego twórców, schematem
Kauffmana-White’a. W Salmonella enterica subsp. enterica opisano ponad 2500 serotypów!
Do głównych serotypów należą:
S. Enteritidis (Salmonella enterica spp. enterica ser. Enteritidis), S.
Typhimurium, S. Virchof, S. Hadar, S. Infantis – bakterie wywołujące
zapalenie jelita cienkiego i grubego. W Polsce najczęstsza przyczyna
bakteryjnych zatruć pokarmowych. Najczęściej zmiany chorobowe
ograniczają się do przewodu pokarmowego, lecz możliwe jest
uogólnienie się procesu chorobowego, posocznica, zakażenie narządów
wewnętrznych, stawów,
S. Typhi - wywołujący dur brzuszny,
S. Paratyphi - wywołująca dury rzekome.
Rodzaj Shigella
Gramujemne, nieruchliwe, nie wytwarzające przetrwalników
pałeczki. Podobnie jak Salmonella, nie fermentują laktozy, glukozę
fermentują do mieszaniny kwasów. Są chorobotwórcze dla człowieka,
wywołują czerwonkę lub zatrucia pokarmowe. Obecnie przyjmuje się, że
występują 4 gatunki: S. dysenteriae (12 serotypów), S. flexneri (6
serotypów), S. boydii (23 serotypy) i S. sonnei (1 serotyp).
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
6
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
FERMENTACJA OCTOWA
Bakterie kwasu octowego należą do rodziny
gramujemnych pałeczek Acetobacteraceae, którą
filogenetycznie dzieli się na sześć rodzajów, z czego
najważniejsze są 3: Acetobacter, Gluconacetobacter
oraz Gluconobacter.
Są bezwzględnymi tlenowcami (rosną w
postaci
powierzchniowej
błonki).
Występują
pojedynczo, parami lub w krótkich łańcuszkach.
Wiele gatunków wytwarza otoczki śluzowe, nie tworzą przetrwalników, niektóre mają
zdolność ruchu dzięki rzęskom. Mają zdolność przechodzenia w postacie nieprawidłowe
(inwolucyjne) pod wpływem silnego zakwaszenia środowiska lub hodowli w temperaturze
wyższej niż optymalna. Rosną w temperaturze –4°C do 43°C (optimum 25-30°C),
wytrzymują pH od 3,6 do 6,5 (optymalne 5,4-6,2). Giną w temp. 55ºC w ciągu 15 minut.
Mają zdolność utleniania alkoholu etylowego do kwasu octowego. Jest to
wykorzystywane w produkcji octu. Oprócz etanolu bakterie octowe wykorzystują do syntezy
kwasu octowego inne proste alkohole, sacharydy (glukoza, fruktoza), ich pochodne
(mannitol).
Fermentacja octowa jest to tzw. pseudofermentacja, ponieważ zachodzi w
warunkach tlenowych.
CH3CH2OH + O2 → CH3COOH + H2O + energia
Bakterie octowe wytwarzają kwas octowy na drodze niecałkowitego utleniania
etanolu. Akceptorem elektronów jest tlen –metabolizm tlenowy! Oprócz kwasu octowego
w czasie fermentacji powstają również jako produkty uboczne różne substancje aromatyczne,
których ilość i rodzaj zależy od gatunku bakterii i rodzaju użytego surowca. Niektóre gatunki
w sytuacji wyczerpania alkoholu mogą utleniać kwas octowy do dwutlenku węgla i wody
(zjawisko nadoksydacji), co jest szczególnie niepożądane w przemysłowym wytwarzaniu
octu.
CH3COOH + 2O2  2 CO2 + 2 H2O + energia
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
7
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
Utlenianie etanolu do kwasu octowego
 Proces dwuetapowy z udziałem tlenu. Enzymy są zlokalizowane na zewnętrznej
powierzchni błony cytoplazmatycznej komórek.
 I etap: utlenienie alkoholu etylowego do aldehydu octowego przez dehydrogenazę
alkoholową sprzężoną z cytochromem 553.
 II etap: utlenienie aldehydu do kwasu octowego przy udziale dehydrogenazy
aldehydowej współdziałającej z cytochromem 553 lub sprzężonej z NADP+.
Acetobacter i Gluconacetobacter

Preferują środowisko bogate w alkohol – szybko infekują i zaoctowują różne napoje o
niskiej zawartości alkoholu (piwo, wino) oraz moszcze, soki i przetwory z owoców,
stanowiąc szkodliwą mikroflorę w tych gałęziach przemysłu (gł. A. aceti, Ga.
hansenii, A. pasteurianus).

W 1998 roku, m.in. na podstawie analizy filogenetycznej genomu, wydzielono nowy
rodzaj Gluconacetobacter. Przeniesiono do niego (ze skutkiem zmiany nazwy)
zawierające ubichinon Q10 gatunki z rodzaju Acetobacter: A. diazotrophicus, A.
europaeus, A. hansenii, A. liquefaciens i A. xylinus.

Najważniejsi przestawiciele: A. aceti, A. pasteurianus, A.
peroxydans, A. orleanensis, Ga. hansenii, Ga. liquefaciens,
Ga. xylinus.

Gatunki z rodzajów Acetobacter i Gluconacetobacter w
sytuacji wyczerpania alkoholu mogą utleniać kwas octowy
do dwutlenku węgla i wody (zjawisko nadoksydacji), co
jest
szczególnie
niepożądane
w
przemysłowym
wytwarzaniu octu.
CH 3COOH  2O2 bakterie
 2CO2  2 H 2 O  energia
Tzw. peroksydanty (A. pasteurianus) rozkładają kwas octowy
szybko, mezoksydanty (A. aceti, Ga. xylinus) bardzo powoli.
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
8
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
Gluconobacter

preferują środowisko kwaśne, są bardziej rozpowszechnione w
środowisku naturalnym niż Acetobacter (wykorzystują sacharydy z
kwiatów, miodu, owoców, soków i moszczów powodując ich psucie
się),

powodują straty w plonach jabłek i gruszek rzędu 20%,

nie dysponują kompletem enzymów cyklu Krebsa, nie mogą
utleniać kwasu octowego do CO2 (suboksydanty),

są trudne do izolacji ze względu na towarzyszącą im mikroflorę
zaadaptowaną do znacznej kwasowości i wysokiego stężenia cukrów i etanolu,

najważniejsi przedstawiciele: Gluconobacter oxydans, G. frateurii, G. asaii.
Produkcja kwasu octowego
 Stosowane surowce: etanol, n-propanol, n-butanol, wino, sfermentowany sok jabłkowy
lub – w przypadku produkcji octu destylowanego – mieszanina czystego alkoholu
etylowego i wody
 Maksymalne stężenie kwasu octowego produkowanego przy użyciu metod
biologicznych wynosi 10-15%
 W celu konserwacji gotowego produktu i obniżenia kosztów transportu zatęża się
poprzez frakcjonowaną destylację (do 20%), albo chemicznie usuwając wodę (do 87%)
 Metodami biologicznymi uzyskuje się wyłącznie ocet spożywczy
 Ocet techniczny wytwarza się metodami chemicznymi: z aldehydu octowego
otrzymywanego z acetylenu (w Polsce) lub etanolu
 Stosowane są trzy metody
1) powierzchniowa, tzw. orleańska
W metodzie tej bakterie Acetobacter aceti (a także Gluconacetobater xylinus, A. orleanensis,
A. pasteurianus) rozwijają się w postaci kożuszka na powierzchni wina rozlanego do płaskich
naczyń lub kadzi fermentacyjnych. W tym przypadku proces zakwaszania przebiega bardzo
wolno. Substratem jest alkohol zawarty w psującym się winie lub nieudanych piwach,
produkcję octu prowadzi się w dużych otwartych kadziach, do których co tydzień dodaje się
znaczną partię wina i równocześnie od spodu odciąga kwas octowy (ok. 7-8%),
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
9
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
2) ociekowa, tzw. wiązana
W tej metodzie bakterie są związane z materiałem nośnym (np. wytłoczyny z winogron,
szypułki gron, wióry bukowe, pumeks), po którym ścieka brzeczka, w naczyniach
napowietrzanych przez ich wytrząsanie. Porowatość materiału nośnego zapewnia dobry
kontakt z tlenem. Do tego typu metod zalicza się też metodę szybkiego wytwarzania kwasu
octowego, w której zalewa alkoholowa przepływa wielokrotnie przez naczynia wypełnione
wiórami bukowymi, na których osiadły bakterie octowe. Moc uzyskanego kwasu octowego
wynosi ok. 12%.
3) wgłębna prowadzona na fermentorach
Jest coraz częściej stosowaną na skalę przemysłową metodą, gdyż daje znaczne oszczędności
i łatwo ją zautomatyzować, w szczególności przy przejściu na proces ciągły. Przebiega w
bioreaktorach (acetator Fringsa, cavitator, vinegator), w których zapewnione jest ciągłe
mieszanie, napowietrzanie i kontrola temperatury.
Do najważniejszych gatunków znajdujących zastosowanie do produkcji octu spirytusowego
na skalę przemysłową należą: Acetobacter aceti i Gluconobacter oxydans. W pozostałych
gałęziach przemysłu funkcjonujących w oparciu o fermentację octową wykorzystuje się także
bakterie Gluconacetobacter europaeus, Ga. xylinus, Ga. hansenii, A. orleanensis, A.
pasteurianus, A. ascendens.
Zakażenia w czasie produkcji kwasu octowego
 Zakłócenia produkcji mogą być spowodowane zakażeniem linii produkcyjnej przez
Gluconacetobacter xylinus, który utlenia kwas octowy do CO2 i H2O, a także
produkuje duże ilości śluzu, który oklejając wióry zmniejsza powierzchnię kontaktu i
utrudnia napowietrzanie.
 Zakażenia powoduje też węgorek octowy (Anguillula = Tubatrix aceti), który żywi
się bakteriami octowymi i spowalnia proces octowania.
 Potencjalnym źródłem zakażeń jest także muszka octowa (Drosophila aceti), która
roznosi bakterie octowe i drożdże Candida mycoderma powodujące nadoksydację
kwasu octowego.
 W celu zabezpieczenia octu spożywczego przed szkodnikami stosuje się pasteryzację
lub konserwację chemiczną SO2 (maks. 200 ppm w occie winnym i 70 ppm w occie
spirytusowym).
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
10
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
MORFOLOGIA I CHARAKTERYSTYKA PROMIENIOWCÓW
CECHY CHARAKTERYSTYCZNE PROMIENIOWCÓW
Pod względem budowy cytologicznej (wewnętrznej komórki) są podobne do bakterii,
natomiast budową morfologiczną (zewnętrzną) przypominają grzyby. Są heterotrofami,
występują głównie w glebie, stanowiąc od 10 do 70%, a w torfach 95% mikroflory, ponadto
spotyka się je w mułach dennych i wodzie, kilka gatunków jest pasożytami. Ciało
pałeczkowate lub w postaci długich, cienkich i rozgałęzionych nitek (strzępek) tworzących
grzybnie
(pseudomycelium),
niekiedy
strzępki
są
poprzegradzane
błonami
cytoplazmatycznymi na człony, rozdzielają się na pojedyncze komórki. Niektóre gatunki
tworzą konidia. Nie wytwarzają endospor. Zwykle nieruchliwe. Są gramdodatnie, niektóre
kwasooporne.
Streptomyces coelicolor
Antybiotyk
aktynorodyna
jest wydzielany do medium
oraz w postaci błękitnych
kropli (wodne roztwory) na
hydrofobowej
powierzchni
kolonii.
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
11
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
CHARAKTERYSTYKA NAJWAŻNIEJSZYCH RODZIN W OBRĘBIE RZĘDU
ACTINOMYCETALES (PROMIENIOWCE)
Rodzina Mycobacteriaceae – prątki
Ciało pałeczkowate, wyjątkowo tylko wytwarzają szczątkową
grzybnię (rozgałęzienia). Są kwasoodporne. Ich ściany
komórkowe,
oprócz
peptydoglikanu,
zawierają
cukry
(arabinogalaktan) do których przyłączone są długie łańcuchy
kwasów tłuszczowych tzw. kwasy mykolowe. Nie zawierają
kwasu diaminopimelinowego. Tlenowce. Żyją w glebie, znane
też gatunki pasożytnicze i chorobotwórcze, np. prątek gruźlicy (Mycobacterium tuberculosis)
czy trądu (Mycobacterium leprae).
Rodzina Actinomycetaceae
Ciało nitkowate, tworzą rozgałęzienia, ale nie wytwarzają grzybni powierzchniowej.
Beztlenowce. Nie zawierają kwasu diaminopimelinowego. Żyją w glebie. Niektóre formy
kwasooporne. Rodzaj Actinomycetes.
Rodzina Nocardiaceae
Podobne do Actinomycetes, ale tlenowce. Zawierają kwas mezo-diaminopimelinowy (forma
L). Tworzą niewielką grzybnię powierzchniową szybko ulegającą rozkładowi. Gatunki z
rodzaju Nocardia mogą być chorobotwórcze (infekcje oportunistyczne), a przedstawicie
Nocardia i Rhodococcus przeprowadzają liczne reakcje biokonwersji uczestnicząc w
usuwaniu zanieczyszczeń ze środowiska. Niektóre formy kwasooporne.
Rodzina Streptomycetaceae
Ciało nitkowate, wytwarzają najbardziej typową grzybnię,
A
tworzą konidia (A - na fotografii obok) na specjalnych
nitkach konidioforowych (tzw. grzybnia powietrzna – foto
poniżej). Tlenowce lub względne beztlenowce. Dominują w
glebach. Wiele gatunków produkuje silne antybiotyki, np.
Streptomyces
griseus
(streptomycyna),
S.
erythreus
(erytromycyna).
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
12
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
WŁAŚCIWOŚCI PROMIENIOWCÓW GLEBOWYCH
Stanowią czynnik próchnicotwórczy, ale mogą dalej rozkładać (przekształcać) próchnicę.
Korzystają z wielu źródeł węgla, odpowiadają za gospodarkę fosforem – staje się on
przyswajalny dla roślin. Poprzez tworzenie grzybni zmieniają strukturę gleby czyniąc ją
bardziej przewiewną. Wytwarzają liczne metabolity - witaminy, enzymy, geosminę („zapach
wiosny”) oraz antybiotyki.
Morfologia
typowych
kolonii
Streptomyces
wyizolowanych
gleby.
często
Kolonie
kolorowe
pigmenty,
wizualny
dowód
wtórnych
wydzielają
zapewniając
biosyntezy
metabolitów.
Zróżnicowanie
składników
z
chemiczne
reprezentuje
szeroki
wachlarz substancji bioaktywnych,
które
często
mają
zastosowanie
farmaceutyczne.
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
13
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
ANTYBIOTYK
To substancja organiczna wytwarzana przez drobnoustroje będąca produktem ich wtórnego
metabolizmu,
wykazująca
wysoką
i
wybiórczą
aktywność
przeciwbakteryjną
i
przeciwgrzybiczą, będąca jednocześnie mało szkodliwa dla makroorganizmów.
Po raz pierwszy odkryte przez Aleksandra Fleminga w
1928/9 roku – penicylina. Zaobserwował on, że grzyb
pleśniowy Penicillium notatum (wg innych źródeł
Penicillium chrysogenum) hamuje wzrost S. aureus.
Obecnie istnieje ponad 3000 antybiotyków wytwarzanych przez:
- 67% promieniowce,
- 20% grzyby,
- 12% bakterie właściwe – np. bacytracyna i polimyksyna
tworzone przez Bacillus,
- 1% porosty.
Wśród promieniowców 80-90% antybiotyków jest wytwarzanych przez rodzaj Streptomyces.
Około 90% naturalnych, produkowanych przemysłowo antybiotyków stanowią produkty
metabolizmu promieniowców, np. aminoglikozydy, makrolidy, tetracykliny, polieny,
antracykliny, ryfamycyny.
Wg niektórych autorów do antybiotyków nie zalicza się bakteriocyn – białkowych
produktów bakteryjnych skierowanych przeciwko innym szczepom. Są to związki o
charakterze białkowym, produkowane przez liczne bakterie, głównie bakterie fermentacji
mlekowej. Są silnie zróżnicowane pod względem aktywności biologicznej, sposobu
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
14
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
oddziaływania, warunków produkcji, właściwości fizycznych, biochemicznych i
genetycznych.
Nizyna – antybiotyk polipeptydowy, bakteriocyna. Produkowana przez Lactococcus lactis,
działa skutecznie na bakterie gramdodatnie, nie działa na gramujemne, pleśnie i grzyby.
Dodawana do żywności jako środek konserwujący, głównie przy produkcji mięs, serów,
mleka do serowarstwa oraz deserów mlecznych. Nie wykazano toksyczności dla organizmu
ludzkiego, nie ma na razie określonego maksymalnego dopuszczalnego stężenia w produktach
żywnościowych.
Pimarycyna – antybiotyk makrolidowy, skuteczny na grzyby i pleśnie. Stosowany do
konserwacji powierzchni (kiełbas, serów), soków owocowych i win owocowych.
Antybiotyki są też stosowane do ochrony roślin przed chorobami bakteryjnymi.
BARWIENIE BAKTERII KWASOOPORNYCH METODĄ ZIEHL-NIELSENA
Bakterie kwasooporne mają cienką, wewnętrzną warstwę peptydoglikanu. Do niej
przyłączony jest arabinogalaktan (D-arabinoza i D-galaktoza), który z kolei połączony jest z
wysokocząsteczkowymi kwasami mykolowymi (długołańcuchowe kwasy tłuszczowe). Całość
jest „przykryta” warstwą polipeptydową. Dzięki tej unikalnej strukturze bakterie
kwasooporne (np. Mycobacterium, Nocardia), podczas barwienia metodą Ziehl-Nielsena, są
odporne na odbarwianie kwaśnym alkoholem i pozostają czerwone od fuksyny karbolowej.
Pozostałe barwią się na niebiesko błękitem metylenowym.
Kwasy mykolowe i inne glikolipidy osłabiają wnikanie związków chemicznych powodując,
że drobnoustroje te rosną wolno, ale i są bardziej odporne na różne czynniki chemiczne i
składniki lizosomalne fagocytów. W ścianach tych bakterii jest też znacznie mniej poryn i są
one znacznie dłuższe, co odpowiada za niższą przepuszczalność ich ścian.
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
15
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
PROTOKÓŁ BARWIENIA
1. przygotować rozmaz,
2. wysuszyć i utrwalić,
3. na
utrwalony
preparat
zadziałać fuksyną fenolową
do tzw. trzeciej pary (ok. 5
min),
4. ostudzić szkiełko i spłukać
wodą (30 s),
5. odbarwiać
alkoholem
z
dodatkiem HCl (10-30 s),
6. spłukać wodą,
7. podbarwić
błękitem
metylenowym przez okres 1-2
minuty,
8. spłukać (30 s), osuszyć i
oglądnąć pod immersją.
Prątki (w skupiskach) będą wybarwione na kolor bladoróżowy od fuksyny (B), a wszystko
pozostałe na kolor niebieski (A).
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
16
MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI
Ćwiczenie 5
WTŻ II rok
___________________________________________________________________________
BUDOWA ŚCIANY KOMÓRKOWEJ BAKTERII KWASOOPORNYCH (MYCOBACTERIUM)
poryny
białko powierzchniowe
reszty
kwasów tłuszczowych
kwasy mykolowe
arabinogalaktan
lipoarabinomannan
peptydoglikan
przestrzeń
peryzplazmatyczna
błona
cytoplazmatyczna
http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/
17
Download
Random flashcards
bvbzbx

2 Cards oauth2_google_e1804830-50f6-410f-8885-745c7a100970

Create flashcards