الطبيعة يتم ترتيب كل شيء بشكل متناغم بحيث يكون لكل شخص في هذا العالم مكانه الخاص ويشارك في الوظائف الموكلة إليه ، سواء كان تاج الطبيعة - إنسان معقد بشكل لا يصدق أو أكثر الكائنات الحية الدقيقة. يلعب الجميع دورهم لجعل عالمنا مكانًا أفضل. وهذا ينطبق أيضًا على أنواع مختلفة من البكتيريا ، والتي ، وفقًا للخطة العظيمة لخالق العالم ، لا تجلب للناس فوائد فحسب ، بل تجلب أيضًا ضررًا مؤكدًا. ضع في اعتبارك ما هي بكتيريا حمض اللاكتيك المحبة للحرارة وما هو مكانها في حياتنا. هل هي جيدة ام سيئة؟
الميزات والجوهر
يعيش جيش كامل من الكائنات الحية الدقيقة المختلفة على كوكبنا ، غير مرئي للعين ، ولكنه نشط جدًا وغير مفيد دائمًا. إحدى هذه التشكيلات الدقيقة المفيدة هي البكتيريا المحبة للحرارة. تعيش البكتيريا في الينابيع الساخنة وتتكاثر في درجات حرارة عالية إلى حد ما - فوق 45 درجة. تم تحديد مستعمرات كاملة من هذه الكائنات الدقيقة في مناطق مختلفة من حرارة الأرض على كوكبنا ،مثل مياه الينابيع الطبيعية الحارة. تعيش البكتيريا المحبة للحرارة بسبب وجود إنزيمات خاصة بها يمكن أن تعمل في درجات حرارة عالية. بالنسبة لهم ، فإن نظام درجة الحرارة الأكثر ملاءمة هو ممر من 50 إلى 65 درجة. في ظل هذه الظروف ، يمكن للبكتيريا أن تشعر بالراحة وتتكاثر بحرية.
يرغب الكثير من الناس في معرفة درجة حرارة البكتيريا المحبة للحرارة من أجل التحكم في عددها. في هذا الصدد ، أود أن أشير إلى أن العلماء لم يتمكنوا بعد من الحصول على بيانات دقيقة حول هذا الموضوع. في المرحلة الحالية من تطور العلم ، من المعروف فقط أن مؤشر درجة الحرارة القصوى لعشاق الحرارة هو 68-75 درجة. ومع ذلك ، هذا لا يعني أن البكتيريا تموت بمثل هذه التسخين - الانحراف عن النظام الأمثل يجعل حياتهم أقل راحة وكثافة ، ويبطئ نمو الخلايا ويقلل من معدل عمليات التمثيل الغذائي.
هل من الممكن قتل البكتيريا؟ ما الذي يؤثر عليهم؟
لكي تموت البكتيريا المحبة للحرارة ، هناك حاجة إلى فائض أكبر بكثير من العتبة العليا. اليوم ، تمكن العلماء من إثبات أن أعلى درجة حرارة معروفة يمكن أن تعيش فيها هذه الكائنات الدقيقة هي 122 درجة مئوية. لا يمكن إنشاء تدفئة أعلى في ظروف المختبر. لذلك ، ليس من الممكن بعد تحديد درجة حرارة تموت البكتيريا المحبة للحرارة. من المعروف فقط أن التقلبات الحادة في درجة الحرارة لها تأثير ضار جدًا على حياة البكتيريا: قد يتوقف تطور الثقافة ، ولكنهل ستموت هو السؤال
أصناف وأوصافها
عند تقييم تفضيلات درجة الحرارة للكائنات الحية الدقيقة ، يمكن تقسيمها إلى ثلاث مجموعات رئيسية: محبة للنفسية ، محبة للحرارة ، وفي الواقع ، محبة للحرارة. كلهم يعتمدون على الحرارة ، لكنهم يختلفون من حيث أنظمة درجات الحرارة.
وهكذا ، فإن البكتيريا المحبة للنفسية هي الأقل اعتمادًا على الحرارة وتفضل نطاق درجة الحرارة من صفر إلى +10 درجات. هذا هو ممر التطوير الأمثل بالنسبة لهم ، لكن يمكنهم التكاثر عند -5 درجات و +15.
التالي - البكتيريا المتوسطة المحبة للحرارة ، وتقع منطقة الراحة الخاصة بها بين 30 و 40 درجة مئوية. قد تنمو البكتيريا وتتكاثر عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 10 درجات أو ترتفع إلى 50 درجة. المستوى الأمثل لنمو هذه الكائنات هو 37 درجة
وأخيرًا ، البكتيريا المحبة للحرارة - لوحظ نموها النشط عندما تصل درجة الحرارة إلى أعلى من 50 درجة. السمة المميزة الرئيسية لها هي معدل الأيض المتسارع. وفقًا للدراسات الحديثة ، فقد ثبت أنه تحت تأثير درجة الحرارة هناك تغيرات كبيرة في البروتينات والدهون ، والتي تلعب دورًا رئيسيًا في جميع عمليات الحياة.
مجموعات فرعية من الحرارة
مثال حي على ذلك هو أمثلة للبكتيريا المحبة للحرارة ، والتي تنقسم أيضًا إلى عدة مجموعات فرعية مستقلة:
- عشاق الحرارة الشديدة بدرجة حرارة مثالية 80 درجة بحد أدنى 60 درجة وحد أقصى 105 درجة.
- Stenothermophiles ، أو اختياري ، بمدى 55-65 درجة ، لكنها تظهر القدرة على التكاثر حتى عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 20 درجة. أعلى قدرة على النمو لوحظت عند 20-40 درجة
- Eurythermophiles يفضلون 37-48 درجة. خصوصية المتحمسين للحرارة الملزمة هو أنهم لا يفقدون قدرتها على النمو حتى عند 70 درجة ، لكنهم لا ينمون أقل من 40 درجة.
- مقاومات حرارية ذات مؤشر أمثل لا يزيد عن 48 درجة ، ودرجة الحرارة الدنيا التي يمكن أن تنمو عندها هي 10 درجات ، والحد الأقصى هو 55-60. إنها تختلف عن mesophiles في نفس درجات الحرارة المثلى في ذلك مع زيادة عتبة درجة الحرارة ، تستمر البكتيريا في النمو.
الحرارة اللاهوائية
قدرة النمو السريع للكائنات المحبة للحرارة تمنحها فرصة ممتازة لاستخدامها في مختلف مجالات الحياة - في الصناعة أو في الزراعة ، وحتى على مستوى الأسرة. في الوقت نفسه ، تمتلك بكتيريا حمض اللاكتيك المحبة للحرارة والحرارة طرق عزل مماثلة. لوحظ الفرق فقط في درجات الحرارة المتزايدة. لتحديد مستوى درجة الحرارة المثلى بالضبط ، يجب تخميل المزرعة لمدة شهر أو شهرين ، أو بعبارة أخرى ، إعادة زرعها في نطاق درجة حرارة معينة.
في الطبيعة ، تنتشر أنواع كثيرة من البكتيريا المحبة للحرارة وتعيش في ظروف مختلفة. إنهم يحبون الدفء ويشعرون براحة شديدة في معدة الإنسان ، ويمكن العثور عليهم أيضًا في الحيوانات والنباتات والتربة والماء والعديد من البيئات الأخرى ،توفير الظروف المواتية للتنمية. تتطلب بعض البكتيريا الهواء لتنمو ، بينما لا يحتاج البعض الآخر إلى الأكسجين على الإطلاق. وفقًا لعلامة الاعتماد على الأكسجين ، تنقسم الكائنات المحبة للحرارة إلى هوائية ولا هوائية.
اللاهوائية تشمل عدة مجموعات منفصلة:
- الزبد - أثناء التخمير ، ينتجون حمض الزبد ، ويتغذون على السكر ، والبكتين ، والدكسترين ، وينتجون الأحماض - الخليك والزبد ، وكذلك الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. من بين الخصائص المفيدة ، يمكن تمييز إنتاج الأسيتون والإيثيل والبوتيل وكحول الأيزوبروبيل. توجد في أشكال محبة للحرارة ومتوسطة.
- يعيش السليلوز في طمي النهر ، والسماد ، ومخلفات النباتات. تعتبر بكتيريا السماد المحبة للحرارة مثالية وتستخدم على نطاق واسع في القطاع الزراعي. عند وجودها في التربة أو الدبال ، تكتسب هذه البكتيريا نشاطًا عند 60-65 درجة. هناك أيضًا شكل من أشكال mesophilic - عصا Omelyansky. هذه البكتيريا ، بمساعدة إنزيم خاص ، تتحلل السليلوز ، وتطلق ثاني أكسيد الكربون ، والهيدروجين ، والكحول الإيثيلي ، وعدد من الأحماض - الفورميك ، والأسيتيك ، والفوماريك ، واللاكتيك وغيرها من الأحماض العضوية.
- يعيش تكوين الميثان في نفس مكان السليلوز ، ويتم زراعته هناك. في هذه المجموعة ، أكثر الأنواع التي تمت دراستها هي الميثانوبكتيريوم والميثانوباكيللوس. فهي غير قادرة على التبويض ، وتكمن فائدتها في القدرة على إنتاج المضادات الحيوية والفيتامينات والإنزيمات واستخدام مياه الصرف الصحي والنفايات المنزلية للطعام.
- غالبًا ما توجد مواد إزالة الكبريت بجوارويعيش السليلوز على الحد من الكبريتات. لديهم جراثيم بيضاوية تقع بالقرب من أحد نهايات العصيات - طرفية أو تحت تيرمينال.
- حمض اللاكتيك - مجموعة خاصة كبيرة من البكتيريا تعيش في الحليب. يمكن أن تكون بكتيريا حمض اللاكتيك المحبة للحرارة مفيدة للبشر وضارة جدًا. يمكن لبعض أنواعها تخليق مواد عطرية خاصة. هم الذين ، بعد التعرض للحليب ، يعطي طعمًا ورائحة لطيفة للجبن أو الكريمة. تعتبر بكتيريا حمض اللاكتيك المحبة للحرارة هذه لاهوائية اختيارية ، وبالتالي يمكنها التكاثر على النحو الأمثل في حالة عدم وجود الأكسجين أو في بيئة يوجد بها عجز كبير.
حمض اللاكتيك
تنقسم بكتيريا حمض اللاكتيك إلى عصي وكوتشي. الأول يتكون من عدة خلايا متصلة في سلسلة - العقديات ولها تخمر متجانس وغير متجانس. تُخمر المكورات العقدية المتجانسة السكر الموجود في الحليب لصنع الزبادي الحي. تفرز الإنزيمات غير المتجانسة بالتوازي أيضًا مواد عطرية مثل الدياسيتين والسيتوين. خلاياها مستديرة أو بيضاوية الشكل ، تلطخ جيدًا وفقًا للجرام ولا تشكل جراثيم وكبسولات. فهي تتحمل الهواء ويمكن أن توجد في وجود الهواء. ومع ذلك ، فإنهم يفتقرون إلى القدرة على إجراء التنفس الهوائي ، ويفضلون مواصلة عمليتهم المعتادة لتخمير حمض اللاكتيك. من أجل تناول الطعام ، يحتاجون إلى الكثير من الفيتامينات والبروتينات والأحماض العضوية. في الحليبتسبب البكتيريا تخثرها ، وتشكيل جلطة كثيفة حتى مع كمية صغيرة من المصل. بفضل المكورات العقدية لحمض اللبنيك المنتجة للرائحة ، تظهر الفقاعات المغرية في الجبن برائحة مميزة وقدرة منخفضة على تكوين الأحماض. Cocci مقاومة عالية للكحول وتتطلب حموضة عالية.
عصي حمض اللاكتيك
عصي حمض اللاكتيك - يطلق عليها بخلاف ذلك العصيات اللبنية - يمكن أن تكون مفردة أو زوجية. غالبًا ما يتم استخدام العصيات اللبنية المحبة للحمض ، وخاصة العصا البلغارية ، والتي تعد جزءًا من الثقافات البادئة وتتيح إنتاج زبادي لذيذ وصحي. حتى في صناعة الألبان ، تعتبر البكتيريا العقدية والبكتيريا بيتا شائعة. هذه الكائنات غير متحركة تمامًا ولا تشكل جراثيم أو كبسولات ، فهي تلطخ جيدًا بالجرام.
الثرموفيلز حمض اللاكتيك هي اللاهوائية الاختيارية. يمكن أن تصبح أحادية الإنزيم ، مع معدل عالٍ من تكوين الحمض ، أو أنزيمية هيروينزيميت مع القدرة على معالجة الفركتوز بالتوازي ، مما يؤدي إلى تكوين كحول سداسي الهيدريك ، مانيتول ، أسيتات ، لاكتات وثاني أكسيد الكربون. تتم معالجة البروتينات بشكل ضعيف ، لذلك ، من أجل النمو ، فإنها تتطلب وجود الأحماض الأمينية في البيئة. بعض العصي لديها القدرة على إنتاج الكاتلاز ، وهو إنزيم يكسر بيروكسيد الهيدروجين ، أو الأسيتالديهيد ، الذي يعطي نكهة ورائحة للجبن.
العصي المقاومة للحرارة من حمض اللاكتيك يمكن أن تعيش في الحليب عند تعقيمها عند درجة حرارة 85-90 درجة. إنها مقاومة جدًا لعوامل التطهير وبالتالي تسبب ضررًا كبيرًا لمؤسسات الأغذية. هم مضادات الإشريكية القولونية. توجد في العجين المخمر أو الحليب قليل المبستر.
عشاق الحرارة الذين لا يستطيعون التنفس بدون أكسجين
الحرارة الهوائية ، التي لا تستطيع التنفس بدون أكسجين ، تنقسم أيضًا إلى مجموعتين منفصلتين:
- شديد الحرارة - قضبان سالبة الجرام غير قادرة على الحركة ، مرتبطة بالبكتيريا الملزمة ، والتي يحدث نموها عند درجة حرارة مثالية تبلغ 70 درجة. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تتحول العصي إلى خيوط رفيعة. عش بشكل جماعي في ينابيع المياه الساخنة والتربة المجاورة
- تتشابه الأشكال المكونة للبوغ مع الأشكال المتوسطة. تعيش وتنتشر في تربة مفككة جيدًا أو مياه غازية.
بعد النظر في جميع هذه الأنواع من الكائنات الحية الدقيقة ، وتجدر الإشارة إلى أن ظهور البكتيريا المحبة للحرارة هو ارومورفولوجيا في الموائل. مثل الكائنات الحية الأخرى ، يمكن للبكتيريا أيضًا أن تتكيف تمامًا مع التغيرات في الظروف البيئية أثناء تطورها. في الوقت نفسه ، يزيدون بشكل كبير من مستوى مؤسستهم ويكتسبون قدرات جديدة.
الفوائد والأضرار
ما هي أضرار وفوائد البكتيريا المحبة للحرارة؟ تجلب عصي حمض اللاكتيك المستخدمة في صناعة المواد الغذائية فوائد لا شك فيها للإنسان. كونهم جزءًا من مختلف الثقافات البادئة ، فإنهم ينتجون طعمًا لذيذًا ومنتجات حمض اللاكتيك المفيدة التي لها تأثير إيجابي للغاية على جميع أنظمة جسم الإنسان ، وتساعد على تنظيم عمليات التمثيل الغذائي ، وتطبيع الجهاز الهضمي ، وتساعد بكل طريقة ممكنة على حماية الجسم من البكتيريا المتعفنة المختلفة ، وتطهيره بالتوازي من السموم والسموم المتراكمة. بالإضافة إلى تحسين تكوين البكتيريا ، تعمل البكتيريا المحبة للحرارة على تهدئة الجهاز العصبي ، وقمع عمل المضادات الحيوية وزيادة المناعة.
بالإضافة إلى الصناعات الغذائية ، يستخدم هذا النوع من البكتيريا على نطاق واسع في المجالات الدوائية ومستحضرات التجميل. على أساسها ، يتم تصنيع العديد من البروبيوتيك ، بالإضافة إلى مستحضرات التجميل التي تمنح البشرة مرونة ونعومة ، وتستخدم أيضًا لتبييضها واستعادتها. يمكن لأقنعة الزبادي الحية أن تصنع المعجزات.
تساعد البكتيريا المحبة للحرارة والمتوسطات التي تعيش في التربة والسماد على إعادة تدوير المواد العضوية وتخصيب التربة من أجل نمو جيد للنبات. يمكن استخدام غاز الميثان المنبعث بنجاح لتدفئة المنازل والمنشآت الصناعية. مع مثل هذا الحجم الهائل من الفوائد ، فإن الضرر القليل الذي تسببه العصي المحبة للحرارة للصناعات الغذائية يتم تسويته من خلال التعرض للأدوية المبيدة للجراثيم والمراقبة المستمرة لمعدات إنتاج الغذاء.
الخلاصة
في هذه المقالة ، قدمنا المفاهيم الأساسية لفئة كبيرة وقليلة الدراسة مثل البكتيريا. ويترتب على المادة المذكورة أعلاه البكتيريا المحبة للحرارةبالفعل اليوم يستخدمها الإنسان على نطاق واسع من أجل مصلحته. لكن هذه العملية لم تنته بعد ، وهناك العديد من الاكتشافات الممتعة والمفيدة في انتظارنا.
