Mikroorganizmų reikšmė medžiagų apykaitai gamtoje

2473 0

Mikroorganizmų reikšmė medžiagų apykaitai gamtoje

Įvadas

1. Anglies junginių apytaka

1. Anaerobinis anlies junginių skaldymas. Rūgimas

2. Anaerobinis anglies junginių skaldymas

3. Gamtinių stamdiamolekulinių aopraninių junginių skaldymas

2. Azoto junginių apytaka

1. Baltymų amonifikacija

2. Nitrifikacija

3. Denitrifikacija

3.mineralinių elementų apytaika

1. sieros jungunių apytaika

2. fosforo junginių apykaita

3. geležies jungunių apykaita

Įšvados

Įvadas

Pagal savo vaidmenį gamtos junginių apytakos balanse visi organizmai skirstomi į tris grupes į tris :producentus (gamintojus), konsumentus (naudotojus, vartotojus) ir destruktorius (skaidytojus). Žalieji augalai, naudodami Saulės šviesą ir CO , sintetina organines medžiagas. Tai producetai. Gyvūnai yra konsumentai: jie vartoja gatavus organinius junginius savo sandaros (kūno) elemantų sintezei. O gyvūlių ir augalų liekanos – organinės skaidomos iki mineralinių ( procesas – mineralizacija). Šią funkciją atlieka daugiausia mikroorganizmai. Tai destruktoriai – skidytojai. Gautus mineralinius junginius vėl naudoja žalieji augalai (ir mikroorganizmai) naujų organinių medžiagų sintezei . Taip vyksta medžiagų apytakos ciklas gamtoje, kur labai svarbus vaidmuo tenka mikroorganizmams.Ypač svarbūs pokyčiai tų medžiagų, kurios įeina į gyvosios materijos sudėtį, vadinamūjų organogeninių – anglies, azoto, sieros, fosforo, geležies, iš kurių mikroorganizmai sintetina angliavandenius, lipidus, baltymus.

Mikroorganizmai medžiagų apytakos cheminių reakcijų metu susidaro įvairūs metabolitai: organinės rūgštys, alkoholiai, vitaminai ir kiti junginiai. Nors tai tik taarpinės grandys sudėtingame medžiagų apytakos cikle gamtoje, bet šių mikroorganizmų gyvybės veiklos produktai plačiai naudojami gamyboje, medicinoje. Daugelis biotachnologinių procesų, kuriuose naudojami mikrorganizmai, taikomi maisto, lengvoje, farmacijos, mikroorbiologijos pramonėje.

Anglies junginių apytaka – visų gyvųjų Žemės organizmų tarpusavio ryšiai susiję su anglies ap

pytsika.

Žalieji augalai fotosintezės metu ir kai kurie mikroorganizmai chemosterinės būdu iš CO ir H O sintetina anglevandenius. Juos naudoja patys augalai, gyvūnai ir mikroorganizmai . Apsirūpinti energija kvėpavimo procese anglevandaniai suskaidomi iki CO ir H O, kuris grąžinamas į atmosferą. Atšmosferos ore yra per 0,03 % (tūrio) CO ir šią koncetraciją palaikyti santykiškiai pastovią leidžia dinamitinė pusiausvyra tarp fotosintezės ir mineralinės. Svarbus vaidmuo palaikant CO pusiausvyrą ir jo apytakos ratą gamtoje priklauso mikroorganizmams. Skaidydami angliavandenius, jie išsiskiria į orą CO , ir papildomo jo išteklius. Dalis anglies į atmosferą atiduodama ne CO , bet metano (CH ) pavidalu . Metanas susidaro bakterijoms skaidant organines medžiagas anaerobines sąlygomis. Patekęs į atmosferą, jis oksiduojamas iki CO, vėliau iki CO . Dalis CO gali būti rekomenduojama iki metalo.

• CO paėmimo iš atmosferos oro. Čia svarbus vaidmuo teenka žaliesiams augalams ir maža dalimi – fototrofiniams mikroorganizmams. Pagrindinė sujungtos anglies masė susikaupia polimerinių angliavandenių – celiuliozės, krakmolo, pektinų arba monomerų – gliukozės, fruktozės ir kitų pavidalu. Susidarę organiniai junginiai naudojami žmonių ir gyvulių maistui. Žuvus augaliniams ar gyvūnams, organams ar gyvūnams, organinės medžiagos pereina į dirvą (ir vandenį).

• CO grąžinimo į aplinką. Čia svarbus vaidmuo tenka dirvos (ir vandens) mikroorganizmams.

Pagal aplimkos sąlygas organines medžiagas skaigo aerobiniai ir anaerobiniai miokroorganizmai. Aerobiniai jas suskaido dažniausiai iki CO ir H O, ir šis procesas vadinamas visiškąja oksidacija. Or
rganinių anglies junginių skaidymas, kurį sukelia anaerobiniai mikroorganizmai, dažniausiai vadinamas rūgimu.

Lengviausiai ir greičiausiai skaidomi monosacharidai ir disacaridai. Sunkiausiai ir ilgiausiai ardomas ligninas, kiek lenviau ir greičiau – celiuliozė, pektinai.

Anaerobinis anglies junginių skaidymas – rūgimas. Sudėtingų organinių medžiagų, dažniausiai angliavandenių, skaidymas anaerobinėmis sąlygomis, susidarant ATP, kada galutinio vandenilio akceptorius funkciją atlieka molekulės, susudarančios pradinės mežiagos skilimo metu, vadinamas rūgimu. Su ADP fosforilinimu susujusios reakcijos yra oksidacijos. Nuo oksiduotos anglies ląstelės išsivaduoja išskirdamos CO . Oksidacijos etapas yra dehidrinimas. Čia vandeniolio nešikliai yra NAD, o akceptoriai – tarpiniai substrato produktai, kurie redukuojami ir pašalinami iš ląstelės.

Rūgimo metu susidaro įvairūs skilimo produktai, tarp kurių svarbią vietą užima alkoholiai (etanolis, propanolis, butanolis) ir organinės rūgštys ( pieno, propiono, gintaro, sviesto, acto, skruzdžių, oksalo, obuolių ir kt.). Pagal galutinius rūgimo produktus pavadinimas ir pats rūgimo procesas.

Rūgimas vyksta, kaip minėta, dažniausiai naudojant angliavandenilius, bet kartais – ir alkoholius, organines rūgštis, net batymus.

Alkoholinis rūgimas. Angliavandenių anaerobinis skaidymas katalizuojant ( įprastai mielių) fermentams iki etanilio ir CO vadinamas alkoholinu rūgimo metu susidaro nedidelis kiekis šalutinių, antrinių rūgimo produktų: organinių rūgščių, glicerolio, aukštesniųjų akloholių, iš kurių beveik pusę susidaro du izoamilo alkoholiai: 3-mrtilbutanolis ir 2-metilbutamolios. Aukštesnioji akloholiai susidaro iš aminorūgščių, esančių rauginiame tirpale ar pasigaminančių iš baltymų, peptidų, vykstant mielių autolizei.

Vieni šalutiniai produktai susidaro iš cu
ukrų, kaip tarpiniai alkoholinio rūgimo junginiai, o kiti – iš įvairių junginių, pasigaminnčių mielių medžiagų apykaitos procese.

Alkoholinio rūgimo metu tap pat pasigaminama sieros junginių – vandenilio sulfidas ir rūgštusis sulfidas. Paprastasis gali būti jonų (HSO ) arba sulfido rugšties (HSO ) pavidalu. Šie junginiai susidaro dėl mielių gebėjimo redukuoti sulfato jonus (SO ) iki sieros (S ) per sulfitą (SO ). Redukcijos procesai buvo žinomi labai seniai , bet moksliškai juos tirti predėta tik XIX a.viduryje.L.Pasteras 1857m, nustatė, kad alkoholinį rūgimą sukelia mielės ir kad jis vyksta anaerobimėmis sąlygomis. Iki L.Pasterno vyravo grynai cheminė rūgimo teorija. Tolesniam alkoholinio rūgimo tyrimui didelę reikšmę turėjo J.fon Lybingo ir vėliau H.Būchnerio atardimas, kad rūgimo procesą sukelia ne pačios mielių ląstelės, bet jų gaminimas fermantas zimazė. Tolesni tyrimai parodė, kad zimazė yra fermentų kompleksas. Vėliau H.Embdenas, O.Mejerhofas ir Pransas pasiūlė detalią alkoholio rūgimo schemą, vadinamą arba šių mokslininkų vardu (EMP), arba giukolize, arba fruktozės difosfatiniu būdu. Alkoholinį rūgimą galima suskirstyti į du etapus.

Pirmasis – indukcinis, kuris apima monasacharidų skilimo procesus, kol sisudaro piruvo rūgštis (EPP būdu); jo metu kol mažai actaldehodo, susidaro CO bei actaldehidas. Pprastasis tampa galutiniu vandenilio akceptoriumi. Veikiant fermentui alkoholdrogenazei, kurios kofermantas yra NAD, actaldehidas prisijungia du vandenilio atomus ir virsta etanoliu.

Alkoholio rūgimo eigą galima pasiekti taip, kad šio rūgimo pagrindu pr
roduktu taptu gliceroliais. Pridėjus į terpę rūgščiojo sulfito, actaldehidas susjungiamas ir negali būti vandenilio akceptoriumi.

Juo tampa dihidroksiacetono fosfatas, kuris redukuojamas iki glicerolio-3-fosfato. Paprastasis defosforilinasi ir susidaro glicerolis.

Tuo būdu galima gauti iki 40% glicerolio ( nuo rauginimui paimto cukraus kiekio) .

Glicerolį galima gauti ir pašalinus rauginimo terpę (pH8).

Tokiomis sąlygomis acetaldehido molekulės, sąveikaudamos tarpusavyje (dismutacijos reakcija), virsta vienos – etanoliu, kitos – acto rūgštimi ir negali būti vandenilio akseptoriumi. Tai glicerolinė alkoholonio rūgimo forma.

Toks chemizmas ląsteliai naudingas, nes susidariusi acto rūgštis parūgština terpę ir sudaromos palankesnės sąlygos normaliam alkoholiniam rūgimui vykti.

Alkoholinio rūgimo metu, padidinus baltymų medžiagų kiekį terpėje arba pridėjus kai kurių aminirūgsčių, galima padidinti ir aukštesniųjų alkoholių išeigą. Atitinkamai alkoholio rūgomo produktai suteikia alkoholiniams gėrimams savitą skonį ir raomatą.

Alkoholinio rūgimo sukėlėjai. Pagrindiniai alkoholinio rūgimo sukėlėjai yra askomicetinės mielės. Alkoholį rūgimą gali sukelti ir mukoriniai grybai, bet etanolio susidaro daug mažiau (5-7%). Kai kurios bakterijos iš Clostridium ir Enterobacter genčių rūgimo metu galima etanolį kaip šalutinį produktą. Etanolio pirmtakas acetaldehidas šiuo atveju susidaro ne tiesiogiai iš piruvato, veikiant piruvatdekarboksilazei, redukujantis acetil-CoA.

Mielių yra daug rūšių, kurios geba raugti skirtingus cukrus. Geriausiai mielės raugina haksozes. Glikolize (EMP) mielės skaido gliukozę, galaktozę, fruktozę ir maltozę. Oligosaharidai pirma hidrolizuojami atitinkamais fermentais iki heksozių. Trisacharidą rafinozę skirtingos mielės pasisavina įvairiai. Tai priklauso nuo turimų fermantų.

Vienos mielės geda visisškai surauginti rafinozę, kitos – 2/3 (lika galaktozė), trečios – 1/3 (lika melibiozė arba sacarozė). Peptozės ir pentozofosfatiniu pentozofosfatiniu ir EMP būdais. Alkoholiai prieš tai dehidrinami iki atitinkamų heksozų ir pentozių. Krakmolo mielės neraugia, nes neturi amilolitinių fermentų, todėl krakmolingą žalivą reikia pirma hidrolizuoti, sucukrinti (apsalinti) veikiant įvasiriomis amilazėmis.

Askomicetinėmis mielės yra fafultatyvūs (sąlygiškai) anaerobiniai. Aerobinėmis sąlygomis greitai persitvarko iš rūgimo į aerobinį kvėpavimą. Tuomet susidariusi iš cukringų substratų piruvo rūgštis oksiduojama trikarboksirūrščių cikle iki CO ir H O ir šis mielių sukeltas proceas vadinamas angliavandenilių asimiliacija. Tai daug naudingesnis energijos požiūriu procesas nei rūgimas, todėl aerobinėmis sąlygomis mielės auga kur kas greičiau ir sukaupia daug biomasės. Kai kurių mielių rūgimo gebėjimą galima visisškai nuslopinti intensyvia aeracija. Antra vertus rūgimas vyksta ir aktyvios aeracijos sąlygomis, kai terpėje yra dideli gliukozės kiekiai.

Mielių auginimui ir rūgimo eigai turi įtakos daugeklis veiksnių, tačiau pirmiausia rauginimo terpės cheminė sudėtis – jos visavertiškumas. Turi reikšmės cheminė sudėtis – jos visavertiškumas. Turi reikšmės ir aplinkos rūgštingumas, temperatūra, išskirto alkoholio kiekis, pašaliniai mikroorganizmai.

Mielės geriausiai auga, kai cukraus koncetracija 10-15%. Didesnė augimą stabdo arba slopina 30-35% cukraus koncetracija paprastai beveik visai sustabdo jų veiklą, nors gamtoje pasitaiko tokių rūšių mielių, kurios lėtai auga esant 60% ir didesniai cukraus koncetracijai.

Mielėms augiti reikalingas azoto šaltinis gali būti amonio druskos, karbaminas, aminorūgštys ir nedideli peptidai, t.y. jos yra aminoheterotrofai ir aminoautotrofai. Baltymų mielės neskaido (su retom išimtim), nes negamina egzogeninių proteazių.

Mielėms būtini makro – ir mikroelementai bei augimo stimuliatoriai. Augimo veiksniai gali būti pantoteno rūgštis, tiaminas, riboflavinas, folio rūgštis, biotinas ir kt. B grupės vitaminai įeina į fermantų sudėtį arba tiesiogiai veikia mielių dauginimąsi bei alkoholonio rūgimo intensyvumą. Kai kurios mielės reikia vieno ar kelių vitaminų (dažniausiai B ir H), kitos geba pačios sintetinti visus joms treikalingus vitaminus. Mielėms reikia fosfato (rūgsčiųjų fosfatų jonų pavidalo),sieros (organinės formos, sulfato pavidalo), Mg. Fosforas būtinas svarbiausių ląstelės citoplazmos dalių ir konfermantų sintezei, angliavandenilių fosforilinimui ir kartu alkoholiniam rūgimui, Mg – kaip fermentinių reakcijų aktyviklis. Mielėms reikia ir mikroelementų, o labiausiai – Zn, Fe, Cu.

Aksomicetinėmis mielėmis, kaip ir visiems mikroorganizmams, labai svarbi terpės reakcija. Nors dauguma mielių auga plačiame pH intervale – nuo 3,0 iki 8,0, optimalus pH yra nuo 3,5 iki 6,5. Sacharomertinės mielės geriausiai raugina cukrus, kai pH 4-5.

Optimali temperarūra daugumai mielių auginti 28-300C. Esant 45-500C temperatūrai, rūgimas sustoja ir mielės apmiršta. Žemoje temperatūroje alkoholis rūgimas sulėtėja, bet nesustoja, net temperatūrai nukritus žemiau nulio(iki -70C). Nors yra mielių rasių, pvz., naudojamų alaus gamyboje, kurių optimali tempetratūra yra daug žemesnė. Psichrofilinės (psichrotropinės) mielės neauga didesnėje kaip 18-200C temperatūroje.

Mielių metabolitai, išskiriami į terpę, slopina jų dauginimąsi ir alkoholinį rūgimą. Mielių fermentiniam aktyvumui yra svarbu susidariusio alkoholio kiekis: 10 % alkoholis mielių veiklą slopina, 15% – stabdo. Hibridizacijos, taip pat genų inžinerijos metodais išvestos mielių rasės, kurios išlaiko 18-20 % alkoholio koncetraciją.

Daugelis medžiagų slopina mielių dauginimąsi. Esant 0,5% sieros ar 1% acto rūgšties koncetracijai, per 1-2 h mielių ląstelės gali žūti. Joms kenksminga 1% pieno rūgšties koncetracija. Kai CO yra iki 0,2%, ląsteles pumpuruoja lėčiau, o didelė CO koncetracija sustabdo ir gebėjimą rauginti.

Alkoholonios rūgimas plačiai naudojamas etanolio (spirito), vyno, alaus, duonos gamyboje, kartu pienrūgščiu rūgimu – įvairiausių rūgščių pieno produktų (kefyro, kumiso) gamyboje taip pat rauginant vaisius ir daržoves.

Pramoniniams tikslams naudojamas kultūrinės mielių rasės, nes jos savo fiziologinėmis savybėmis geriausiai patenkina šių dienų reikalavimus. Kultūrinės rasės nuo laukinių skiriasi susilpnėjusiu gebėjimu sudaryti sporas, sintetinti vitaminus. Pvz., kultūririnės mielės sintetinėje terpėje, sudarytoje iš cukraus ir įvairių mineralinių druskų, neauga, nes joms reikia kai kurių vitaminų; laukinės mielės auga ir sintenėje terpėje, nes jos pačios sintetina sau reikalingus vitaminus. Plačiuasiai naudojamos Saccharmyces genties mielės. Pastaruoju metu Saccharmyces genčiai priskiriamos mielės, kurios:

1. vegetatyvinėje fazėje paprastai yra diploidinės (arba poliplodinės),

2. kurių konjugacija vyksta dygstant askosporoms ar tuoj joms sudygus,

3. gali susidaryti diploidinės askosporų,

4. aske sudaro nuo vienos iki keturių rutuliuko ar eilipsėįs su lygia sienele askosporų,

5. aktyviai raugina cukrus ir neasimiliuoja kaip vienintelio azoto šaltinio nitratų.

Saccharomyces genčiai priklauso įvairių rūšių mielės, kurių nomenklatūra kinta iki šiol.

Iš Saharomicetų svarbios Saccharomyces cerevisiae rūšies mielės. Šiai rūšiai priklauso dauguma mielių rasių, naudojamų spirito, vyno, alaus, duonos pramonėje.

Mielių ląstelių forma ir dydis tampa tipiniu rasės požymiu. rasės požymiu. Išaugitos 28 C temperatūroje sakyklo misijoje trijų parų kultūroje S. cerevisiae ląstelės yra sferinės, elipsės ar šiek tiek pailgos formos, išsidėsto pavieniui arba paporiui, kartais sudaro trumpas grandinėles ar smulkias kekes.

Skiriamos stambios (3,5-10,5 x 5,0-21,0 m) ir smulkios (2,5-7,0 x 11,0-19,0 m) ląstelės. Kai kurių kamieninių ląstelių būna ilgesnės ir siekia iki 30 m ar daugiau. Ryškesni mielių ląselių pokyčiai yra jų degeneracijos požymis. Sveikos mielės visada kartu su didžiosiomis ląstelėmis turi dalį mažų, kurios ir sparčiai augdamos nepasiekia dydžio, būdingo sugausiomis ląstelėmis. Ląstelės smulkėja arba, atvirksčiai, stambėja, išsipučia, pailgėja, silpnai pumpurioja, kai terpėje trūksta maisto medžiagų, augimo faktorių, susikaupia nuodingų metabolitų arba yra kitokių nuodingų medžiagų (ninritų, Ag, Hg, Cd jonų). Tokios morfologiškai pakitusios ląstelės degeneruos. Žinoma, kad meilės labiausiai pumpuruoja eksponentinėje, o alkoholį gamina – stacionarijoje augimo fazėje. Šių koloniojos yra baltos oranžiniu ar gelsvai rusvu atspalviu, įprastai lygiu, kartais padengtu taškeliais ar akelėmis gruoglėtu paviršiumi su blizgančiomis matinėmis vietomis. Kolonijų pakraštys dažniausiai lygus. Askoporų susidarymą lengva sukelti, pasėjus mieles į agarą su acetatu. Askuose susidaro paprastai nuo 1iki 4 rutuliškų elipsiškų sporų.

S.cervisiae raugina glikozę, galaktozę, maltozę ir priklausomai nuo rasių dalį rafinozės. Aerobinėmios sąlygomis naudoja tuos pačius angliavandenius. Geba pasisavinti L- sorbozę, terhalozę, L-arbabinozę, D- ribozę, glicerolį, D-manitplį ir pieno rūgštį. Nepasisavina celiuliozės, laktozės, ksilozės, D-arabinozės, L-ramnozės, krakmolo, ducitolio, ribitolio, eritolio, inozitolio, gintaro ir citrinų rūgščių.

Kaip azoto šaltinį visi S.cervisiae kamienai naudoja amoniaką ir karbaminą, o nepasisavina nitratų, nes nesugeba jų redukuoti iki amoniako, gali naudoti nemažai aminorūgsčių, tačiau lizingą, cistiną, histidiną, gliciną pasisavina sunkiai.

S.cervisiae mielių kamienai skirstomi į paviršinio (aukštutinio) ir giliojo (žemutinio) rūgimo rases. Paviršinio rūgimo masės greitai ir intensyviairaugina cukrus 20-28 C temperatūroje ir nuo susidariusio CO išplaukia į paviršių, nespumpuruojančios ląstelėslieka susijungusios trumpomis grandinėmis. Pasibaigus rūgimui, jos nusėda ant dugno puriu sluoksniu. Tai spirito, kepimo ir kai kurios alaus mielės. Jos nusėda ant dugno puriu sluoksniu. Tai spirito, kepimo ir kai kurios alaus mielės. Jos atsparios dideliai alkoholio irsausųjų medžiagų koncetracijasi. Giliojo rūgimo mielės raugia cukrus lėtai, ypač 5-10 C temperatūroje, dujos išsiskiria pamažu, putų susidaro mažiau ir mkielės nusėda standžiu sluoksniu. Tai dauguma vyno ir alauis mielių.

Pagal gebėjimą nusėsti S.cervisiae mielės skirstomos į dirbtinius sudarančias (dirbtines) ir dukių pavidalo (dukines), kurios visą rūgimo laiką skendi terpėje. Smulkialąstės mielės mažiau priaugina biomasės, greitai automatizuojasi, bet aktyviau raugina, geriau suraugina biomasės, greitai autolizuojasi, bet aktyviau raugina, geriau suraugina substratą, pagamina daugiau biacetilio ir aukštesniųjų alkoholių. Dibsninių mielių ląstelės stambesnės, sunkesnės ir geriau sudaro gėrimų puokštę. Dridsnių susidarymui turi įtakos masės, gaubiančios mielių paviršių, lipnimas ir mielių elektros krūvis.

Afrikos šalyse alkoholiniams gėrimams gaminti naudojamos sporogeninės mielės, gebančios daugintis ir skildamos – Schizosaccharomyces, pvz., S. pombe, S. Octosporus.

Maisto pramonėje mielės , neppriklausančios sacharomicetams, paprastai vadina neigiamą vaidmenį – trikdo tachnologinio proceso eigą ir asukelia žaliavų bei gatavų produktų gedimą. Tačiau ir kai kurios sacharomicetinės mielės teikia ne tik naudą, bet padaro ir nemažai žalos. Kai kurios jų rūšys sukelia maisto prodoktų gedimą, dėl jų pakinta produktų skonis ir aromatas pvz., osmofilinės mielės Saccharomyces rouxii, S. B bioprorus, S. bailii ir kt. Suraugina ilgiau laikomą, ypač ne visai subrenusį medų. Mielės sugadina vaisių sultis, naelkoholinius gėrimus, išpučia pieno produktus.

Pienarūgštis rūgimas – yra sudėtingas anglavandenių skilomo iki pieno rūgšties procesas, dalyvaujant peno rūgšties bakterijoms. Pagal susidariusius galutinius rūgimo produktus pieno rūgšties bakterijos skirstomos į dvi grupes: homofermentines ir heterofermantines. Raugindamos angliavandenius homofermantines bakterijas pagamina iki 85-95 % pienio rūgšties ir labai nedaug šalutinių rūgimo produktų. Heterorermantinės bakterijos, be pieno rūgšties, pagaminta labai daug šalutinių rūgimo produktų: acto rūgšties, etilo alkoholio, anglies dioksido vandenilio. Be to, atskiros pieno rūgšties bakterijos produkuoja aromatines medžiagas – acetoiną ir diacetilą, kurios sukelia rūgusio pieno produktams malonų aromatą.

Homofermantinis pienarūgštis rūgimas vyksta glikolitiniu arba Embdeno-Majerohoro-Paranso būdu. Šis procesas pavadintas mokslininkų kurie įnešė svarbų indėlį, nagrinėjant pienarūgštį rūgimą, vardu.

Visos pino rūgšties bakterijos raugina monosacharidus (pirmiaisiai gliukozę) ir disacharidus (maltozę, laktozę). Prieš įjungiant disacharidus į gliukozės ciklą, šie cukrūs fermantavimo būdu paverčiami monosacharidais,pvz., kai pradinė energetinė medžiaga yra laktozė. Veikiant fermantui -galaktozidei, laktozė suskyla į D-gliukozę ir D- galaktozę. Katalizuojant fermentuigalaktozei, D- galatozė fosforilinama ir paverčiama D- galaktozės 1-fosfatu, kuris toliau dalyvaujant ATF virsta gliukoėzs-1-fostatu. Veikiama fosfogliukomutazės, gliukozės molekulės fosfatinėgrupė nuo pirmojo anglies atomo perina prie šeštijo ir susidaro kozės-6-fosfatas. Tolesnis gliukozės-6-fosfato skilimas iki privinuogių rūgšties vyksta glikolitiniu būdu, kaip ir alkoholinio rūgimo metu. Vykstant homofermantiniam pienarūgsčiam rūgimui, galutiniu du vandenilio atomus, privynguotų rūgštis redukuojasi ir virsta pieno rūgštimi.

Heterofermantinės piebno rūgšties baktrijos glikozę transformuoja į pieno rūgštį pentozės-fosfatiniu būdu.

Pinarūgščio rūgimo sukėlėjai. Pienarūrštį rūgimą sukelia pieno rūgšties bakterijos. Jų morfologiją įvairi. Pagal formą pieno rūgšties bakterijos skirstomos į rutulines ir lazdelines. Rutulinės pieno rūgšties bakterijos gali būti nuo 00,5 iki 1,5 m, lazdelinės nuo 1 iki 8 m didumo. Ląstelės esti pavienės arba išsidėsčiusios grandinėlėmis. Dauguma pieno rūgšties bakterijų yra najudrios, gramteigiamos, fakultetyviniai anaerobiniai

Pieno bekterijos reiklios mitybinėms terpėms. Anglavandenilių atžvilgiu jos labai specifiškos. Dauguma pieno rūgšties bakterijų raugina monosacharidus, disacharidus, tačiau panaudijama ne visus disaharidus. Vienos jų neraugina sacharozės, antros- maltozės, trečios – laktozės. Disacaridai pirmiausia paverčiami monosacharidais ir rauginami. Hetarofermantinės pieno rūgšties bakterijos įsisavina petozes ir kai kurias rūgštis. Pieno rūgšties bakterijos raugindamos anglivandenius, pagamina vienodą kiekį pieno rūgšties, nes jospačios yra jautrios susidariusei pieno rūgščiai. Rutulinės pieno rūgšties bakterijos terpėje sukaupia iki 0,7 -1,1 % pieno rūgšties, lazdelinės iki 2-3 %. Jos gerai vystosi, kai terpės pH 5,5 -6,

Azoto šaltiniu pieno rūgšties bakterijoms gali būti amonorūgštys, organiniai azoto junginiai. Jų vystimuisi reikalingos augimą skatinančios medžiagos, vitaminai B , PP ir kt. Tokiu būdu pieno rūgšties bakterijos kultivuojamos sudėtingos cheminės sudėties mitybinėse terpėse. Pieno rūgšties bakterihų sistematiką, ekologiją ir biologiją detaliai nagrinėjo A. Koroliovas, E. Kvasinkovas , O. Nesterenka ir kt. daugelis autorių rutulines pieno rūgšties bakterijas priskiria Streptococcus ir Leuconostoc gentims, o lazdelines – L;actobacilus genčiai. Praktiniu pož9riu labai patogi yra D. Berdžio sistematika.

Rutulinės pieno rūgšties bekterijios priklaiso Streptococcaceae šeimai. Ši šeima jungia 5 gentis

Maisto produktų mikrobiologijoje svarbesnės yra Streptococcus ir Leuconostoc gentys. Techniniu požiūriu svarbesnės yra šios homofermentinės rutulinės pieno rūršties bakterijos.

1 Streptococcus lactis (pieno rūgšties stretokokas) kokiai gali sudaryti įvairias grupeles po vieną, po du ir grandinėlės. Mezofilai. Optimali jų vystimosi temperatūra 30-35 0C, minimali 8-100C, o maksimali 40-450C. Jie yra pagrindinis pieno raugintojas. Per 10-12 h optimaliomis sąlygomis jie sukaukpia apie 1% pieno rūgšties. Atskiros pieno rūgšties streptokokų rasės produkuoja antibiotką – niziną, kuris slopina kai kurių bakterijų veikimą.

Pieno rūrgšties streptokokas labai plačiai taikomas įvairių rūgusio pieno produktų gamyboje: rūgusio, acidofilinio pieno, laktobacilinio, kefyro, kumsyno, macuno, airino, sviesto, sūrių ir lt.

2. Streptococcus cremoris (grietininis streptokokas) – tai kokai, sudarantys ilgas grandinėles. Mezofilai. Optimali jų vystimosi temperatūra 20-250C, minimali 100C., maksimali 35-380C. Grietininis streptokokas silpnai gamkna pieno rūgštį. Atskiri biotipai produkuoja antibiotiką – diplokoką. Jis dažniausiai randamas grietinėje, kurią raugindamas suteikia rūgštų skonį ir tirštą konsistenciją.

3.Streptococcus diacetilactis (aromatinis streptokokas) – tai kokai, kurie sudaro ilgas grandinėles. Mezofilai. Optimali jų vystimosi temperatūra 25-300C, minimali 100C, maksimali 30-400C. Be pieno rūgšties, jie gamina diacetilą, kuris suteikia rūgusio pieno produktams specifinį aromatą.

4. .Streptococcus thermophilus ( termofilinis streptokokas) – tai kokai, sudarantys ilgas grandinėles. Optimali jų vystimosi temperatūra 40-450C, minimali 100C, maksimali 500C. Terpėje jie sukaupia apie 1 % pieno rūgšties. Gaminant rūgusį pieną (macuną, airaną, jogurtą), sūrius, įeina į raugų sudėtį.

5. Leuconostoc genčiai priklaiso rutulinės formos pieno rūgšties bakterijos, sudarančios trumpesnes ar ilgesnes grandinėles. Kokų skersmuo siekia 0,5-1,5 . Mezofilai. Optimali jų vystimosi temperatūra 18-300C, minimali 100C, maksimali 350C.

Heterofermentinėmis pieno rūgšties bakterijoms priskiriamos Leuconostos mesenteroides, Leuconostoc dextranicum, Leunconostoc cremoris, Leuconostoc lactis, Leuconostoc paramesenteroides. Greta pieno rūgšties jos gamina alkoholius, eterius, acto rūgštį, anglies dioksidą, vandenilį. Be to, kai kurios jų, pvz.: Leuconostoc mesentercides gali gaminti gleives. Leuconostoc genties bakterijos randamos ant įvairių augalų ir vaidina svarbų vaudmenį, rauginant vaisius, daržoves ir silosuojant pašarus.

Lazdelinės pieno rūgšties bakterijos priklauso Lactobacillaceace šeimai, Lactobacillus genčiai.

Homofermantinės lazdelinės pieno rūgšties bakterijos:

1. Lactobacillus delbrueckii – tai vidutinio didumo lazdelės, kurių skersmuo siekia 0,5-0,8 , ilgis 2-8 . Jos sudaro įvairias grupeles po vieną ir grandinėles. Termofilai. ., minimali 15-200C, maksimali 500C. Jie raugina sacharizę ir maltozę, terpėje sukaupia iki 2,5% pieno rūgšties. Plačiai paplitę ant augalų, vaisių, daržovių, naudojami pieno rūgšties ir duonos gamyboje.

2. Lactobacillus lactis – smulkios lazdelės iki 2 ilgio. Termofilai. Optimali jų vystimosi temperatūra 40-430C, minimali 15-200C, maksimali 450C. Randami piene ir sukaupia apie 1,7 % pieno rūgšties.

3. Lactobacillus bulgaricus – tai lazdelinės, sudarančios nuo 5 iki 20 ilgio gandinėles. Termofilai. Optimali jų vystimosi temperatūra 40-450C, minimali 15-200C, maksimali 50-550C. Jie aktyviai gamina pieno rūgštį (2,5-3,5%). Jų gausu rūgusiamr piene (jogurte).

4. Lactobacillus heventicus raugina maltozę, terpėje sukaupia apie 2,7 % pieno rūgšties. Termofilai. Optimali jų vystimosi temperatūra 40-450C, minimali 200C, maksimali 50-55 0C. Plačiai naudojami sūrių raugams gaminti.

5. Lactobacillus acidophilus – pavienės lazdelės. . Termofilai. Optimali jų vystimosi temperatūra 37-400C, minimali 15-200C, maksimali 45-500C.pine jie susukaupioa 2,2% pieno rūgšties. Acidofilinės pieno rūgšties bakterijos produkcija antibiotines medžiagas, kurios naikina žarnyno infekcinių ligų sukėlėjus. Atskiri biotipai į a[plinką išskiria gleives. Gausiai randami kūdikių ir žinduklių gyvukių virškinamajame trakte. Šios bakterijos naudijamos acidofilinio pieno raugams gaminti.

6. Lactobacillus casei – tai lazdelės, sudarančios trumpesnes ar ilgesnes grandinėles. Mezofilai. Optimali jų vystimosi temperatūra 30-350C, minimali 100C, maksimali, maksimali 40-450C. Terpėje jie susikaupia iki 1,5 % pieno rūgšties. Jų gausu rūgusiame piene. Plačiai naudojami sūrių raugams gaminti.

7. Lactobacillus plantarum – smulkios 2-4 , pavienės, dažniausiai susijusios po dvi arba į grandinėles lazdelės. Mezofilai. Optimali jų vystimosi temperatūra 30-350C, minimali 10-150C, maksimali 45-500C.tai augalų bakterija, kuri piene gali pasitaikyti tik atsitiktinai. Ši bakterija raugina sacharozę, maltozę ir sukaupia iki 1,3% pieno rųgšties. Plačiai naudojami rauginant vaisius, daržoves ir silosuojant pašarus.

Heterofermentinėmis lazdelėmis pieno rūgšties bakterijomspriskiriamos Lactobacillus fermantum, Lactobacillus cellobiosus, Lactobacillus brevis, Lactobacillus viridescens. Tai vidutinio didumo nuo 0,5-0,7 ilgio pavienės arba susijungusios į grandinėles lazdelinės bakterijos. Mezofilai. Optimali jų vystimosi temperatūra 18-300C minimali, maksimali 450C. Jie raugina įvairius cukrus – gliukozę, laktozę, refinmozę, maltozę, gamina iki 1,2% pieno rūgšties, acto, rūgšyį, etilo alkoholį, anglies dioksidą. Plačiai išplitę ant augalų, naudojami rauginant vaisius, daržoves, silosuojant pašarus.

Pieniarūgštis rūgimas plačiai taikomas įvairiose liaudies ūkio šakose, ypač pieno pramonėje, gaminant, įvairius rūgusio pieno produktus: rūgusį pieną, kefyrą, acidofilinį pieną, grietinę, sviestą, sųrius ir kitą. Pieniarūgštis rūgimas vyksta rauginant vaisius ir daržoves, silosuojant pašarus prmoninę reikšmę turi pieniarūgsčio rūgimo taikymas pieno rūgšties gamyboje. Gryna pieno rūgštis naudojama maisto pramonėje – konditerijos gaminių, konservų, nealkoholinių gėrimų gamyboje, farmacijos, chemijos pramonėje. Pieniarūgštis rūgimas taikomas išdirbant odas, kailius. Veikiant pirno rūgšties bakterijų andofermentams, odos pasirodo minkštesnės, elastiškesnės.

Propionrūgštis rūgimas. Tai propinrūščių bakterijų sukeltas cukrų (sacharidų) ar ieno rūgšties bei jos druskų skaidymas iki propiono ir acto rūgščių dioksido ir vandens.

Propionrgščio rūgimo, kaip alkoholinio ar homofermentinio pienarūgusio, metu monosacharidai skla iki piruvo rūgšties glikolize (fruktozės-difisfatiniu būdu). Laktatas oksiduojamas iki piruvo rūgšties dawlyvaujant flavoproteinams, kaip vandenilio akceptoriams. Piruvo rūgšties redukcija iki propiono rūgšties vyksta per būdingą tarpinį junginį-

metimalonil-CoA (HOOC-CH-CO ~ CoA).

׀

CH

Dalis piruvo rūršties dekarboksilinama ir oksiduojama virsta acto rūgštimi ir išskiria CO .kita dalis karboksilinama (katalizuoja metilmalonil-CoA-transketolazė), ir sudaro oksalacetatas (HOOC-CO-CH COOH). Šis redukuojamas per tarpinius junginius (malatą ir fumaratą) iki gintaro rūgšties (HOOCCH CH COOH), kuri prisijungia prie CoA (CoA-transfazės), ir susidaręs dukcilin- CoA verčiamas metilmalonil- CoA. Nuo jo atskeliamas CO , susidaro propionil – CoA laisvoji propionorūgštis.

Tarp reakcijos produktų gali būti gintaro, oksalacto bei kitų organinių rūgščių. Rūgimo procese dalyvauja 189 fermantų. Šių fermantų kofektoriai yra tiamindifosfatas-pirvatdendrogenazės dalis,biotinas-metilmalonin-CoA-transkarboksilizės dalis, pantoteno rūgštis – CoA dalis, cianokobalaminas- metilmalonil- CoA-izomerazės dalis. Trys pirmieji (B , H, B ) būtini, o B sintetina pačios propionrūgštiės bakterijos kiekiais, gerokai viršijančios izomerinės reakcijos poreikius. Rūgimo metu iš 1,5 M gliukozės susidaro 2,0 M propiono rūgšties, 1,0 M acto rūgšties, 1 M CO ir sintetinasi iki 6 M ATP.

Be rūgimo fermantų rinkimo, propinrūgštiės bakterijos turi ir visus trikarboksirūgščių cilko fermentus bei elektronų pernašos komponentus: dehidrogenazės, neheminę geležį, menachinoną ir citochomus. Bakterijos turi ir aktyviąsias flovooksidazes. Dėl to, besudstratinio fosforilinio, propinrūgšties bakterijos gali vykdyti iroksidacinį fosforilinimą, kai elektronai iš citrochomo petrkeliami į fumaratą, o iš jo sintetinamassukcinatas. Nepaisant funkcionavimo aparato, užtikrinančio aerobinį vystymąsi, taip oat sintetinamų suoersidismultazėsir katalizės, bakterijos turi ryškią tendenciją augti anaerobiškai. Tai susiję, viena vertus, su dideliu SH-grupes turinčių fermentų mažu aktyvumu.

Propionrūgščio rūgimo sukėlėjai. Propionrūgštį rūgimą sukelenčios bakterijos prskiriamos Propionibacterium genčiai. Propionrūgštės, arba propioninės, bakterijos (propinbakterijos) pirmą krtą buvo išskirtos iš sūrių 1878 m. Fitco. Sūrininkė – bene seniausia biotechnologija, kur naudojamas šios bakterijos. Pavadinimą jos gavo dėl gaminimo didelio kiekio propiono rūgšties. Būdingas propionrūgščių bakterijų požymis – korinoidų bei katalizės gamyba net anaerobinėmis sąlygomis. Tai besporės, nejudruios, garmteighiamos, pleomorfinės (nepastovios formos) lazdelės, – 0,5-0,8 x 0,7-2,0 dydžio, su būdingu dideliu G + C kiekiu DNR (65,0-68,0 mol. %). Ląastelės gaki būti pavienės, taiop pat šakotos , V ir Y formų, primenančios korinebakterijas. Fakultatyvūs anaerobai (įvairūs pagal aerotojerantiškumą), chemoorgranotrotrofai.

Skiriamos klasikinės ir odos propinrūgštės bakterijos. Pastarosios anksčiau buvo priskiriamos korinebakterijoms, bet perkeltos į Propionibacterium gentį dėl gaminamo didelio kiekio propiono rūgšties ir B vitamino bei sienelės cheminės sudėties tapatumo. Tačiau jos skiriasi nuo klasikinių savo prigimtimi (gyvenamąja vieta), kai kuriomis fenotipinėmis charakteristikomis, pvz.:,proteolitiniu aktyvumu, skystina želatiną ir hidrolizuoja kazeiną (gamina proteazes). Klasikinės propinrūgšties bakterijos paprastai išskiriamos iš sūių pieno produktų, jų optimali teperatūra 28-320C. Odos propionrūgštiės bakterijos aptinkamos ant odosm atrajotojų skrandyje, jų optimasli temperayūra 370C. Odos propionrūgštiės bakterijos aptinkamos ant odos, atrajotojų skandyje, jų optimali temperatūra 370C.

Propionrūgščių bakterijų sistematika kinta iki šiol. Berdži sistematikoje buvo išskirtos 8 jų rūšys. Pasitelkus genetinius tyrimus ir atlukus 16 S rRNR analizę, sudarytas šių bakterijų filogenetinis medis ir rūšių sumažinta.

Odos paviršių propionrūgštėms bakterijoms priklauso šios rūšys: Propionibacterium acnes, P. granulsum, P. Lymphophilum, P. propionicum ir P. avidum.

Klasikinės, dar vadinamos pieninėmis, dabar sujungtos į 4 rūšis: Propionibacterium freudenreichii, P. thönii, P. jenesnii ir P. acidipropionici.

Propionibacterium freudenreichii rūšyje išskirti du porūšiai : P. freudenreichii sudsp. freudenreichii ir P. freudenreichii subsp. shermanii (pagal nitratų rdukciją ir laktozės fermentavimą).

Rūšių susijungimas pagrįstas daugiau genotipiškai nei fenotipiškai. Kadangi propionrūgščių bakterijų rūšių fenolitinės Savybės lengvai atskiriamos,todėl matyt, literatūroje dažnaivartojami anktesnieji rūšių pvadinimai. Be to, kai kurių mikslininkų nuomone, DNR homologija pagrįstų duomenų išskirti porūšiams neužtenka. Be to, nesenai išskirta nauja rūšis, priklausnti klasikinėms. P. cyclohexanicum ir aptikta sugedusiuose vaisių (apelsinų) sultyse. Ši rūšis pagal 16 S rRNR seką pasirodė artima P. freudenreichii. Tai skatina mokslininkus propionrūgštėms bakterijoms ieškoti naujos ekologinės nišos, ne tik pieno produktus. Pastaraisiais metais į propionibacterium gentį pasiūlyta įtrauki ir kokines formas, turinčias su lazdelėmis bakterijomis daug debdrų fenotipinių savybių ir didelį DNR sekos tapatumą. Kokai paprastai išskirimi iš pieno ir sūrių pirmomis brendimo stadijomis. Skirtingai nuo tipinių propionrūgščių bakterijų, kokiai auga ant stndžių (kietų) terpių paviršiaus.

Klasikinės propionrūgštės bakterijos, kaipm minėta, geriausiai auga 25-320C temperatūroje. Kai kurios rūšys,pvz.: P. fenudenreichii, gali augti 70C tamperatūroje. Šis gebėjimas gali sukelti problemų sūrių technologijoje, nes brandinti sūriai sandėliuojami šaltose patalpose ir čia bakterijų augimas gali sukelti per didelį sūrių aktyvumą. Jos gerai auga esant pH 6,5-7,0, bet auga ir esant pH 5,4-5,6, tačiau jų veikla sustabdoma, kai pH 4,9. atsparumas NaCl priklauso nuo aplinkos reakcijos: kai pH 7, jos gali augti 6-7% koncetracijos NaCl, kai pH 5,2-5,4, jautrumas NaCl padidėja ir 3% koncetracija ryškiai slopina propionrūgščių bakterijų augimą. Klasikinės propionrūgštės bakterijos įsisavina, frukrozę, maltozę, galaktozę ir visos (išskyrus P. freudenreichii) – laktozę. P. technicum ir propinrūgščiai kokai geba utilizuoti krakmolą. P. jensenii, P. thöenii, P. acidipropionici rūšys raugina maltozę ir sacharozę. Geba asimiliuoti CO ; šia savybe pirmą kartą buvo įrodytas heterotrofų gebėjimas pasisavinti anglies dioksidą. Kaip azoto šaltinį naudoja Amonio druskas. Kai kurios rūšys gali redukuoti nitrasrus, pasisavinti molekulinį azotą, naudoti sierios junginius- nuo sulfatų iki sulfidų. Tarp heterofų retai kas pasisavinti elementinę sierą, tuo tarpu prppionrūgštės bakterijos atilizuoja siera ir redukuoja ją iki sulfido. Propionrūgščių bakterijų proteolitinis aktyvumas nedidelis, užtai lipolitiškai jos aktyvios, gamina tik propiono ir acto, bet ir miristo, palminitino ir oleino riebalų rūgštis. Visos šios rūgštys daro įtaką sūrių aromatui..

Propionrūgštės bakterijos jau seniai naudojamos kietų fermentinių sūrių, kurių aukšta antrojo pašildymo temperatūra (55-580C), gamyboje. Jos daruge su pienarūgštėmis bakterijomis dalyvauja sūrių brendimo (nokimo) procese. Pienarūgštės bakterijos raugina laktozę iki laktako,skaido kazeiną, sudaro aromatinius junginius. Propionrūgštės bakterijos iš lakiozės ir latakų sintetina propiono, acto rūgštis, suteikiančias sūriams savitą aromatą ir skonį, o rūgimo metususikaupęs CO formuoja sūrio akutes. Sūrių aromatui turi įtakos ir kitos propionrūgščių bakterijų sudaromos riebalų rūgštys. Propionrūgščių bakterijų dedama ir į kai kurių kefyro rūšių raugą, kaip B vitamino papildų. Jos naudojamos ir kiašinių baltymų milteliams gauti. Gaminantvištų kiaušinių baltymų miltelius, kiaušinių angliavandenių likučiai reaguoja su aminorūgštimis ir sudaro melanoidinius, suteikiančius milteliams tamsesnį atspalvį ir nemalonų kvapą. Angliavandeniliams skaidyti naudojami fermentiniai preparatai – gliukoodiazės ir katalizės. Tai palyginti brangus būdas, be to, nevisiškai pašalinami angliavandeniai. Panaudojus propionrūgšties bakterijas suardomi skystos baltyminės masės angliavandenilių likučiai, be to, masė papildoma B vitaminu ir kai kuriomis aminorūgštimis. Pagerėja tokio produkto sanitarinė-bakteriologinė būsena ir jis ilgiau išsilaiko (ne 6 mėn. kaip įprasta, o 1,5 metų).

Propiono rūgštis ir jos druskos slopina pelėsinių grybų vystimąsi, todėl tinka kaip jkonservavimas. Propionrūgštės bakterijos gali būti propiono rūgšties šaltinis. Imobilizuotos poliakrilamido gelyje jų ląstelės išlaiko gebėjimą rauginti ir tampa atsparesnės rūgščių poveikiui, aktyvumą išlaiko ilgiau nei laisvos bakterijos, naudijamos propiono ir acto rūgštims gauti. Grūdai ir pašarai, apdorotim propiono rūgštimi. Ilgai išsilaiko (net ir drėgnoje terpėje), nepelyja. Propiono rūgštis naudojama sviesto gamyboje, apdorojantpakavimo medžiagas, ruginės duonos, konservų pramonėje, alaus daryklose. Ši rūgštis lengvai pasisavina, maži jos kiekiai nekenksmingi žmogui.

Propionrūgštės bakterijos naudpjamos B vitaminui ir antioksidaciniams fermentams gauti. B vitaminui gauti pramoniniu būdu naudojami produktyvūs jo gamintojiai. Vitaminų išslyrimas reguliuojamas keičiant terpėje kobalto koncetraciją. Termostabili išgrynina superksidismutazė tinka gydyti nuo uždegimų procesų, spindulunės ligos. Iki šiol fermentas gaunamas iš kraujo eritrocitų. Antioksidacininių fermentų kompleksas- superksidismytazė, katalizė ir peroksidazė – naudojamas kai kurių šalių maisto pramonėje lipdukų ir kitų vertingų produktų komponetų apsaugai nuo oksidacijos. Nuo ląstelių askiras propionrūgščių bakterijų ekstraktas, kaip, antioksidantas ir vitamininis preparatas, rekomenduojamas naudoti maiso pramonėįje.

Propiono rūgštis naudpja esterifikavimo agentas termoplastikų gamyboje, kaip aromatinė medžiaga parfumerijoje. Odos propionrūgštės bakterijos naudijamos veterinarijoje gaminti preparatams, atstatantiems normalius skrandžio ir žarnyno mikroorganizmus po disbakterijų, kurios susidaro, kai gyvuliai gydomi antibiotikais, sulfamidiniais preparatais.

Propionrūgšties bakterijos naudijamos ir tyrtinėjamo tikslais. Maisto pramonėje jos, kur nepageidaudama, sukelia produkcijos ydas: sūrių defektus, sulčių, alaus, vyno ir kitų produktų pararūgimą.

Sviestarūgštis ūgimas-tai sudėtingas angliavandenių skilimo procesas anerobinėmis sąkygomis iki sviesto rūršties, anglies dioksido ir vandenilio, dalyvaujant sviesto rūgšties bakterijoms.

Sviestarūgščio rūgimo metu usidaro ir šalutiniai rūgimo produktai: butilo, etilo, acetonas, acto rūgštis.

V. Šapošnikovo duomenimis, sviestarūgštis rūgimas vyksta dviem fazėmis. Pirmoje fazėje intensyviai kaupiasi sviesto rūgšties bakterijų biomasė ir tarpiniai rūgimo produktai (acto rūgštis ir CO ). Antroje fazėje acto rūgšties kiekis terpėje mažėja ir susidaro sviesto rūgštis. Sviesto rūgšties bakterijos gauna energiją, rauginanįvairius junginius. Monosacharidų skilimas sviestarūgščio rūgimo metu vykdomasis glikolitiniu būdu kaip alkoholinio ir homofermentinio pienarūgščio rūgimų iki susidaro privynuogių rūgštis. Kaip kinta pirivynuogių rūgštis iki susidaro sviesto rūgštis iki sviesto rūgštis, dalyvaujant sviesto rūgšties bakterijoms – Clostridium cluyveri, detaliai išnagrinėjo amirikiečių mokslininkas H. Barkeris.

Skylant gliukopzei susidariusi privynuogių rūgštis dekarboksilinasi (atskeliams anglies dioksidas), pasigamina aceteldehidas.

Kondensuojantis dviem acetalhido molekulėms, susidaro -oksisviesto rūgšties aldehidas. Šią reakciją katalizuoja fermentas karligazė.

Toloiau -oksisviesto rūgšties aldehidas virsta sviesto rugštumi. Sviestarūgštinį rūgimą sukelia sviesto rūgšties bakterijos. Jospriskiriamos Bacillus ir Clostridium gentims. Dauguma sviesto rūgšties bakterijų yra judrios, gramteigiamos, sporas gaminančios lazdelės. Jų didumas siekia 0,5 x 4-10 m. sviesto rūgšties bakterijos yra griežti griežti anaerobia. Optimali jų vystimosi temperatūra 30-400C, labai jautrios

. . .

IŠVADOS:

1)Daugelis biotachnologinių procesų, kuriuose naudojami mikrorganizmai, taikomi maisto, lengvoje, farmacijos, mikroorbiologijos pramonėje.

2 ) Riebalus gali skaldyti sporinės nesporinės lazdelinės bakterijos, mirokokai, daugelis pelėsinių grybų ir kai kurie aktinomicetai. Riebalus aktyviai oksiduoja Pseudomus fluorescens. Tai nesporinė lazdelinė gaminanti žalsvą pigmentą, aptinkamą augalinių ir gyvulinių riebalų paviršiuje. Riebalus skaido ir daugelis kitų bakterijų pvz., Pseudomonas aeruginosa, Serratina marcescens, Achromobacter lipoticum, Mytococcus gentiesbakterijos ir kt. lipolitiniu aktyvumu pasižymi ir kai kurie pelėsiniai grybai pvz., Oidium lactis, Cladosporium herbarum, Aspergilus ir Penicillium genčių.

3) Gamtoje dažnai aptinkamos tioninės bakterijos. Thiobacillus ir siūlinės bakterijos beggiatoa ir thiothrix genčių.

4) Gana energingi azoto fiksatoriai yra gumbelinės bakterijos. Jos priskiriamos Rhizobium genčiai. Jų yra keletas rūšių: Rhizobiom radicicola, Rhizobiom trifolii, Rhizobium faseolii, Rhizobium japonicum, Rhizobium meliloti, Rhizobiom legumnosarum, Rhizobium lupi. Paprastai kiekviena gumbelių bakterijų rūšis atitinka tamk tikrą ankštinių augalų rūšį. Dauguma jų smulkios, judrios, nesporinės.

Literatūra :

1. L.Grumbiauskas, R.Masteikienė, J.pečiulis, V.Valikonytė „Maisto produktų mikrobiologija“, Vilnius „Mokslas“ 1983m

2. J. Pečiulis „Mikroobiologija“

3. R.R. Masteikienė „M aisto produktų mikrobiologija“ (iš 1 knygos) Kaunas „Technologija“2002

4. Grumbliauskas „ Maisto produktų mikrobiologija“

Join the Conversation

×
×