Какое свойство бактерий используется для получения кисломолочных продуктов
Роль бактерий в изготовлении кисломолочных продуктов
О полезных свойствах кисломолочных продуктов люди знали еще с давних времен, но чем обусловлен сам процесс брожения, было открыто намного позже. Научное обоснование впервые было сделано русским микробиологом И.И. Мечниковым. Именно им были открыты и изучены молочнокислые бактерии во многих продуктах.
Разновидности молочнокислых микроорганизмов
В зависимости от того, какие продукты получают при сбраживании, молочнокислые бактерии делят на два вида:
- гомоферментативные;
- гетероферментативные.
Продуктом жизнедеятельности гомоферментативных бактерий при сбраживании углеводов является молочная кислота. В малых пропорциях выходит янтарная кислота, этиловый спирт, фумаровая кислота, диоксид углерода, летучие кислоты.
Продуктами жизнедеятельности гетероферментативных бактерий являются:
- молочная кислота;
- уксусная кислота;
- углекислый газ;
- этиловый спирт и прочие.
Кто живет в кисломолочной среде
В последние годы современные технологии позволили внедрять молочнокислые бактерии в продукты питания, создавая новую продукцию. В зависимости от вида микроорганизмов, используемых при заквасках, выходят разные виды молочнокислых изделий.
Лактобактерии
Этот вид бактерий является самым разнообразным. Они являются нашими естественными обитателями и заселяются в кишечник человека с первых дней рождения вместе с материнским молоком. Лактобактерии вырабатывают лактазу – фермент, расщепляющий молочные углеводы, при этом образовывается молочная кислота, подавляющая жизнедеятельность болезнетворных бактерий.
Lactococcus lactis
Ацидофильная палочка
Lactobacillus acidophilus известна не только в пищевой промышленности, но и в медицине. Ее применяют в лечении многих кишечных заболеваний не только у взрослых, но и у младенцев. Эта палочка является самым сильным кислотообразователем, попадая в кишечник, она прекрасно приживается и вырабатывает естественные антибиотики, создавая тем самым невозможную для жизни патогенных бактерий среду. Благодаря ее высокой жизнестойкости и способности оберегать микрофлору кишечника ее применяют при химиотерапии и приеме антибиотиков.
Болгарская палочка
Lactobacillus bulgaricus по-другому называют болгарским йогуртом. Впервые была выявлена И. И. Мечниковым, который ввел ее в свой постоянный рацион. В процессе жизнедеятельности болгарская палочка подавляет болезнетворные бактерии, что связано с ее способностью вырабатывать молочную кислоту при сбраживании углеводов и лактозы. Этот вид бактерий имеет еще и такие достоинства:
- выработка витаминов и биологически активных веществ, микроэлементов, аминокислот, полисахаридов;
- улучшение качества йогурта.
Продукты, в которых содержится болгарская палочка, способствуют стабилизации микрофлоры, нормализуют работу желудка и кишечника, обладают слабительным действием, улучшают работу поджелудочной железы, повышают иммунную систему.
Lactobacillus casei
Этот вид бактерий встречается в ротовой полости, кишечнике и влагалище. Данную лактобактерию активно используют в производстве питьевых йогуртов с целью повышения сопротивляемости организма. Lactobacillus casei в борьбе за среду существования вытесняет Helicobacter pylori, которая является возбудителем гастритов, язв и других заболеваний желудка.
Термофильный стрептококк
Streptococcus thermophilus широко применяется в пищевой промышленности для изготовления молочнокислых изделий и сыров, к примеру, моцареллы. Данный микроорганизм обладает способностью в короткие сроки повышать кислотность молока, что является одним из условий при приготовлении многих видов изделий. Полисахариды, синтезируемые этим микроорганизмом, дают равномерную плотную массу с высокими вкусовыми качествами и приятным запахом. Результат работы бактерий – это связывающая способность, замедляющая процесс расслаивания. Это позволяет в производстве обходиться без каких-либо специальных загустителей и стабилизаторов. Эти бактерии очень чувствительны к антибиотикам, и часто это свойство применяют для определения порчи молока, то есть не добавлен ли в него пенициллин.
Бифидобактерии
Bifidobacterium ─ жители кишечника человека. В кишечнике младенца их находится до 80%. Эти полезные бактерии вырастить самостоятельно сложно. Их выращивают в специальных лабораториях. На упаковках продуктов, в составе которых есть бифидобактерии, всегда стоит приставка «био».
Уксуснокислые бактерии
Acetobacter aceti являются обязательными составляющими среды обитания кефирных грибков, которые производят никотиновую кислоту, витамин В12 и рибофлавин, которые, как и углеводы, необходимы человеку.
Значение употребления молочнокислых продуктов
В свежем молоке, помимо углеводов и жиров, содержится лактоза, которую переносит не каждый организм, а в молочнокислых продуктах содержится молочная кислота. Она выполняет в организме такие функции:
- активизирует выработку желудочного сока;
- улучшает метаболизм;
- усиливает сокращения кишечника.
В ходе сквашивания молочный белок казеин расщепляется на аминокислоты и пептиды, скорость усвоения которых выше в 2-3 раза. Лактобактерии производят лактозу, помогающую усваивать молочные углеводы. Молочнокислые продукты идеально подходят детям и пожилым людям, чья способность усваивать лактозу и молочный белок ниже, чем у взрослого человека. Жизнедеятельность бактерий в организме способствует выработке витаминов В1, В2, С и антибиотиков. Живые антибиотики, вырабатываемые организмом, не только подавляют жизнедеятельность болезнетворных микробов, но и убивают их. В процессе роста детям необходим кальций и белок, которые в кисломолочных продуктах находятся в идеальной пропорции. Главная полезная особенность кисломолочных продуктов ─ это регулировка микрофлоры кишечника. В организме человека живых бактерий до 100 триллионов, но не все они полезные. Есть бактерии, чья жизнедеятельность помогает человеку переварить пищу, они разрушают токсины, способствуют выработке витаминов. Это полезные. А есть вредные, вызывающие инфекции и выделяющие токсины. Если баланс этих бактерий в норме, то пищеварительная система работает как часы, в противном случае наблюдается дисбактериоз и снижается иммунитет.
Разнообразие продуктов из молока
Существует широкий спектр молочнокислых бактерий, которые играют большую роль в профилактике многих болезней и в здоровом питании.
При изготовлении молочнокислых продуктов на заводах применяют в качестве основы пастеризованное молоко и для каждой продукции свои живые культуры. Пастеризация приводит к уничтожению тех микроорганизмов, которые могут привести к порче продукта или инфицированию.
Простокваша
Добавляя в пастеризованное молоко кисломолочные стрептококки: болгарскую палочку или ацидофильную палочку, получают один из наипростейших по способу приготовления продукт ─ простоквашу. Существует множество вариантов этого продукта в зависимости от вида живых организмов и от способов обработки молока.
Ряженка
Разновидностью простокваши является ряженка. Делают ее из пастеризованного или стерилизованного топленого молока с добавлением сливок. При топлении белки взаимодействуют с молочными углеводами, образуя при этом меланоидины. Это они придают продукту его особый вкус и цвет. Для закваски необходимы такие же бактерии, как и для простокваши.
Йогурт
Для изготовления йогурта необходима специальная закваска, состоящая из бактерий болгарской палочки и термофильных стрептококков. Очень важны правильные пропорции этих микроорганизмов, иначе будет наблюдаться такая порча продукта:
- повышенная зернистость;
- отделение сыворотки;
- кислый вкус.
В йогурт добавляют какие-либо фруктовые добавки, загустители, углеводы. Для более длительного хранения йогурт может подвергаться термизации. Такой йогурт может храниться до 30 дней, вкус его не меняется, но полезных бактерий в нем нет. Поэтому лучше употреблять «биойогурт», который не подвергается такой обработке и имеет срок реализации две недели.
Кефир
При смешанном молочнокислом и спиртовом брожении получается кефир, обладающий многими лечебными свойствами. В нем есть много полезных бактерий: палочек, стрептококков, а также грибков, дрожжей. В нем содержится не только молочная кислота, углеводы, но и спирт в небольшом количестве. Учеными доказано, что кефир способствует активизации иммунной системы и подавляет жизнедеятельность раковых клеток. Он имеет хороший терапевтический эффект при расстройствах нервной системы, сна, хронической усталости и необходим при инфекционных заболеваниях. Он незаменим при заболеваниях желудка и кишечника.
Сметана
Сметана является исконно русским продуктом, изготовляемый путем сбраживания сливок. Благодаря жизнедеятельности бактерий, разлагающих белки, она лучше усваивается организмом и при этом имеет высокий процент питательности. Ее используют не только в качестве заправок для блюд, а и в терапевтических целях для людей с плохим аппетитом и слабой усвояемостью желудка.
Творог
Этот вид продукта получают из кислого молока путем выдавливания из него сыворотки, оставляя белковую массу и немного углеводов, поэтому он насыщен белками и обладает высокими питательными свойствами. Белки расщепляются бактериями до таких полезных аминокислот:
- Лизин. Без него невозможна стабильная работа печени.
- Метионин. Благоприятствует выведению холестерина и блокирует развитие атеросклероза.
- Холин. Он нужен для нормального функционирования нервной системы.
Ацидофильное молоко
Этот продукт изготовляют из пастеризованного молока, насыщая его ацидофильными бактериями. Применяют его в лечебных целях при отравлениях и заболеваниях кишечника, а также для кормления грудничков. По консистенции оно напоминает сметану.
Бактерии-вредители продуктов питания
Бактерий, приносящих пользу и так необходимых человеку для существования, много, но не меньшее количество и вредителей, вызывающих порчу продуктов. Многие продукты, в которых живут такие бактерии, становятся опасными для здоровья и источником таких страшных заболеваний, как:
- сальмонеллез;
- холера;
- токсикоинфекция;
- дизентерия;
- ботулизм;
- брюшной тиф.
Под воздействием маслянокислых бактерий происходит порча сыров и молочных продуктов. Появляется горький привкус и неприятный запах. Маслянокислые микробы приводят к порче масла сливочного, семян подсолнечника, сои, зерна и делают их непригодными для питания.
Уксусные бактерии (уксуснокислые) своей деятельностью вызывают прокисание винной продукции.
Микрококки выделяют ферменты, которые расщепляют белки, тем самым вызывая гниение продуктов, и отсюда резкий неприятный запах.
Сальмонелла, чаще всего проникая через поры яичной скорлупы, приводит к порче яиц и серьезному заболеванию сальмонеллезу.
Палочки перфрингенс и ботулиновые без доступа кислорода (чаще это консервы) начинают размножаться и выделяют ядовитые токсины, что при несвоевременной госпитализации зачастую заканчивается летальным исходом для человека.
Молочнокислые бактерии часто поражают муку. Бациллы приводят к порче уже готового хлеба, расщепляя хлебный крахмал, углеводы и делая хлебный мякиш липким, тягучим и с неприятным запахом.
Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.
бактерий | Клетка, эволюция и классификация
Все живые организмы на Земле состоят из одного из двух основных типов клеток: эукариотических клеток, в которых генетический материал заключен внутри ядерной мембраны, или прокариотических клеток, в которых генетический материал не отделен от остальной части ячейка. Традиционно все прокариотические клетки назывались бактериями и относились к прокариотическому царству Monera. Однако их классификация как Monera, эквивалентная по таксономии другим царствам - Plantae, Animalia, Fungi и Protista - занижала замечательное генетическое и метаболическое разнообразие, демонстрируемое прокариотическими клетками по сравнению с эукариотическими клетками.В конце 1970-х годов американский микробиолог Карл Вёзе впервые внес существенные изменения в классификацию, поместив все организмы в три области - эукарии, бактерии (первоначально называемые эубактериями) и археи (первоначально называемые архебактериями), чтобы отразить три древние линии эволюции. Прокариотические организмы, которые ранее были известны как бактерии, затем были разделены на две из этих областей: бактерии и археи. Бактерии и археи внешне похожи; например, у них нет внутриклеточных органелл, и у них есть кольцевая ДНК.Однако они фундаментально различны, и их разделение основано на генетических свидетельствах их древних и отдельных эволюционных линий, а также на фундаментальных различиях в их химии и физиологии. Члены этих двух прокариотических доменов так же отличаются друг от друга, как и от эукариотических клеток.
бактериальные, животные и растительные клетки Бактериальные клетки отличаются от клеток животных и клеток растений несколькими способами. Одно фундаментальное отличие состоит в том, что в бактериальных клетках отсутствуют внутриклеточные органеллы, такие как митохондрии, хлоропласты и ядро, которые присутствуют как в клетках животных, так и в клетках растений.
Encyclopædia Britannica, Inc.Прокариотические клетки (т.е. бактерии и археи) фундаментально отличаются от эукариотических клеток, которые составляют другие формы жизни. Прокариотические клетки имеют гораздо более простую конструкцию, чем эукариотические клетки. Наиболее очевидное упрощение - отсутствие внутриклеточных органелл, характерных для эукариотических клеток. Органеллы - это дискретные окруженные мембраной структуры, которые содержатся в цитоплазме и включают ядро, в котором генетическая информация сохраняется, копируется и выражается; митохондрии и хлоропласты, где химическая или световая энергия превращается в метаболическую энергию; лизосома, где перевариваются проглоченные белки и становятся доступными другие питательные вещества; и эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, где белки, которые синтезируются клеткой и высвобождаются из нее, собираются, модифицируются и экспортируются.Все действия, выполняемые органеллами, также происходят в бактериях, но не выполняются специализированными структурами. Кроме того, прокариотические клетки обычно намного меньше эукариотических клеток. Небольшой размер, простая конструкция и широкие метаболические возможности бактерий позволяют им очень быстро расти и делиться, а также жить и процветать практически в любой среде.
Схематическое изображение структуры типичной бактериальной клетки бациллярного типа.
Encyclopædia Britannica, Inc. Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодняПрокариотические и эукариотические клетки различаются по многим другим параметрам, включая липидный состав, структуру ключевых метаболических ферментов, реакцию на антибиотики и токсины и механизм выражения генетической информации. Эукариотические организмы содержат несколько линейных хромосом с генами, которые намного больше, чем они должны быть для кодирования синтеза белков. Значительные части копии генетической информации (дезоксирибонуклеиновой кислоты или ДНК) рибонуклеиновой кислоты (РНК) отбрасываются, а оставшаяся информационная РНК (мРНК) существенно модифицируется перед тем, как она транслируется в белок.Напротив, у бактерий есть одна круговая хромосома, которая содержит всю их генетическую информацию, а их мРНК являются точными копиями их генов и не модифицируются.
.Типы, характеристики, места обитания, опасности и многое другое
Бактерии - это микроскопические одноклеточные организмы, которые существуют миллионами в любой среде, как внутри, так и вне других организмов.
Некоторые бактерии вредны, но большинство служат полезным целям. Они поддерживают многие формы жизни, как растений, так и животных, и используются в промышленных и медицинских процессах.
Считается, что бактерии были первыми организмами, появившимися на Земле около 4 миллиардов лет назад.Самые старые из известных окаменелостей относятся к организмам, подобным бактериям.
Бактерии могут использовать большинство органических и некоторые неорганические соединения в качестве пищи, а некоторые могут выжить в экстремальных условиях.
Растущий интерес к функции микробиома кишечника проливает новый свет на роль бактерий в здоровье человека.
Бактерии - одноклеточные организмы, не являющиеся ни растениями, ни животными.
Они обычно имеют длину несколько микрометров и существуют вместе миллионными сообществами.
В грамме почвы обычно содержится около 40 миллионов бактериальных клеток. В миллилитре пресной воды обычно содержится около миллиона бактериальных клеток.
По оценкам, на Земле обитает не менее 5 нониллионов бактерий, и большая часть биомассы Земли, как полагают, состоит из бактерий.
Есть много разных видов бактерий. Один из способов их классификации - по форме. Есть три основных формы.
- Сферические: Бактерии в форме шара называются кокками, а отдельная бактерия - кокком.Примеры включают группу стрептококков, ответственных за «стрептококковое горло».
- Палочковидная форма: они известны как бациллы (особые палочки). Некоторые палочковидные бактерии имеют изогнутую форму. Они известны как вибрионы. Примеры палочковидных бактерий включают Bacillus anthracis ( B. anthracis ) или сибирскую язву.
- Спираль: Они известны как спириллы (единичные спириллы). Если их спираль очень тугая, их называют спирохетами. Лептоспироз, болезнь Лайма и сифилис вызываются бактериями этой формы.
Внутри каждой группы форм существует множество вариантов.
Бактериальные клетки отличаются от клеток растений и животных. Бактерии - прокариоты, а это значит, что у них нет ядра.
Бактериальная клетка включает:
- Капсула: слой, находящийся на внешней стороне клеточной стенки у некоторых бактерий.
- Клеточная стенка: слой, состоящий из полимера, называемого пептидогликаном. Клеточная стенка придает бактериям форму. Он расположен за пределами плазматической мембраны.У некоторых бактерий, называемых грамположительными бактериями, клеточная стенка толще.
- Плазменная мембрана: находится внутри клеточной стенки, она генерирует энергию и переносит химические вещества. Мембрана проницаема, а значит, через нее могут проходить вещества.
- Цитоплазма: студенистое вещество внутри плазматической мембраны, которое содержит генетический материал и рибосомы.
- ДНК: содержит все генетические инструкции, используемые в развитии и функционировании бактерии. Он находится внутри цитоплазмы.
- Рибосомы: здесь производятся или синтезируются белки. Рибосомы - это сложные частицы, состоящие из гранул, богатых РНК.
- Жгутик: Он используется для движения, чтобы продвигать некоторые виды бактерий. Есть некоторые бактерии, которых может быть больше одной.
- Пили: Эти похожие на волосы отростки на внешней стороне клетки позволяют ей прилипать к поверхностям и передавать генетический материал другим клеткам. Это может способствовать распространению болезней среди людей.
Бактерии питаются разными способами.
Гетеротрофные бактерии или гетеротрофы получают энергию за счет потребления органического углерода. Большинство из них поглощают мертвые органические вещества, например разлагающуюся плоть. Некоторые из этих паразитических бактерий убивают своего хозяина, а другие помогают им.
Автотрофные бактерии (или просто автотрофы) производят себе пищу либо посредством:
- фотосинтеза, используя солнечный свет, воду и углекислый газ, либо хемосинтеза
- , используя углекислый газ, воду и химические вещества, такие как аммиак, азот, сера и др.
Бактерии, использующие фотосинтез, называются фотоавтотрофами.Некоторые виды, например цианобактерии, производят кислород. Вероятно, они сыграли жизненно важную роль в создании кислорода в атмосфере Земли. Другие, например гелиобактерии, не производят кислород.
Те, кто использует хемосинтез, известны как хемоавтотрофы. Эти бактерии обычно встречаются в океанских источниках и в корнях бобовых, таких как люцерна, клевер, горох, фасоль, чечевица и арахис.
Бактерии можно найти в почве, воде, растениях, животных, радиоактивных отходах, глубоко в земной коре, арктических льдах и ледниках, а также горячих источниках.Бактерии обитают в стратосфере на высоте от 6 до 30 миль в атмосфере и в океанских глубинах до 32 800 футов или 10 000 метров.
Аэробы, или аэробные бактерии, могут расти только там, где есть кислород. Некоторые типы могут вызвать проблемы для окружающей человека среды, такие как коррозия, загрязнение, проблемы с прозрачностью воды и неприятный запах.
Анаэробы, или анаэробные бактерии, могут расти только там, где нет кислорода. У людей это в основном в желудочно-кишечном тракте.Они также могут вызывать газы, гангрену, столбняк, ботулизм и большинство стоматологических инфекций.
Факультативные анаэробы или факультативные анаэробные бактерии могут жить как с кислородом, так и без него, но они предпочитают среду, в которой есть кислород. В основном они встречаются в почве, воде, растительности и некоторой нормальной флоре людей и животных. Примеры включают Salmonella .
Мезофилы, или мезофильные бактерии, являются бактериями, вызывающими большинство инфекций человека. Они хорошо себя чувствуют при умеренных температурах, около 37 ° C.Это температура человеческого тела.
Примеры включают Listeria monocytogenes , Pesudomonas maltophilia , Thiobacillus novellus , Staphylococcus aureus , Streptococcus pyrogenes , Streptococcus pneumoniae , Escherridichia coli , Escridichia koli и Escherridichia coli .
Кишечная флора человека, или микробиом кишечника, содержит полезные мезофильные бактерии, такие как диетические Lactobacillus acidophilus .
Экстремофилы, или экстремофильные бактерии, могут выдерживать условия, которые считаются слишком экстремальными для большинства форм жизни.
Термофилы могут жить при высоких температурах, до 75–80 ° C, а гипертермофилы - при температурах до 113 ° C.
Глубоко в океане бактерии живут в полной темноте у термальных источников, где и температура, и давление высоки. Они сами производят пищу, окисляя серу, поступающую из глубины земли.
Другие экстремофилы включают:
- галофилов, обнаруживаемых только в соленой среде
- ацидофилов, некоторые из которых живут в таких кислых средах, как pH 0
- алкалифилов, живущих в щелочных средах до pH 10.5
- психрофилов, обнаруженных при низких температурах, например, в ледниках
Экстремофилы могут выжить там, где не могут выжить никакие другие организмы.
Бактерии могут воспроизводиться и изменяться с использованием следующих методов:
- Бинарное деление: бесполая форма размножения, при которой клетка продолжает расти до тех пор, пока новая клеточная стенка не прорастет через центр, образуя две клетки. Они разделяются, образуя две клетки с одним и тем же генетическим материалом.
- Передача генетического материала: клетки приобретают новый генетический материал посредством процессов, известных как конъюгация, трансформация или трансдукция.Эти процессы могут сделать бактерии более сильными и более способными противостоять угрозам, таким как лечение антибиотиками.
- Споры: Когда у некоторых видов бактерий мало ресурсов, они могут образовывать споры. Споры содержат материал ДНК организма и ферменты, необходимые для прорастания. Они очень устойчивы к стрессам окружающей среды. Споры могут оставаться неактивными в течение столетий, пока не будут созданы подходящие условия. Затем они могут реактивироваться и стать бактериями.
- Споры могут выжить в периоды стресса окружающей среды, включая ультрафиолетовое (УФ) и гамма-излучение, высыхание, голод, химическое воздействие и экстремальные температуры.
Некоторые бактерии производят эндоспоры или внутренние споры, в то время как другие производят экзоспоры, которые выходят наружу. Они известны как кисты.
Clostridium - пример бактерии, образующей эндоспоры. Существует около 100 видов Clostridium , включая Clostridium botulinim ( C. botulinim ) или ботулизм, ответственных за потенциально смертельный вид пищевого отравления, и Clostridium difficile ( C.Difficile ), вызывающий колит и другие кишечные проблемы.
Бактерии часто считаются вредными, но многие из них полезны. Без них нас бы не было. Кислород, которым мы дышим, вероятно, был создан в результате деятельности бактерий.
Выживание человека
Многие бактерии в организме играют важную роль в выживании человека. Бактерии в пищеварительной системе расщепляют питательные вещества, такие как сложные сахара, в формы, которые организм может использовать.
Неопасные бактерии также помогают предотвратить болезни, занимая места, в которых патогенные или вызывающие болезни бактерии хотят прикрепиться.Некоторые бактерии защищают нас от болезней, нападая на болезнетворные микроорганизмы.
Фиксация азота
Бактерии поглощают азот и после гибели выделяют его для использования в растениях. Для жизни растениям необходим азот в почве, но они не могут этого сделать сами. Чтобы обеспечить это, у многих семян растений есть небольшой контейнер с бактериями, который используется, когда растение прорастает.
Пищевая технология
Молочнокислые бактерии, такие как Lactobacillus и Lactococcus вместе с дрожжами и плесенью или грибами, используются для приготовления таких пищевых продуктов, как сыр, соевый соус, натто (ферментированные соевые бобы), уксус, йогурт и соленья.
Брожение не только полезно для сохранения продуктов, но и некоторые из этих продуктов могут быть полезны для здоровья.
Например, некоторые ферментированные продукты содержат бактерии, которые схожи с бактериями, влияющими на здоровье желудочно-кишечного тракта. Некоторые процессы ферментации приводят к появлению новых соединений, таких как молочная кислота, которые обладают противовоспалительным действием.
Необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить пользу для здоровья ферментированных продуктов.
Бактерии в промышленности и исследованиях
Бактерии могут расщеплять органические соединения.Это полезно для таких работ, как переработка отходов и очистка разливов нефти и токсичных отходов.
В фармацевтической и химической промышленности бактерии используются при производстве некоторых химикатов.
Бактерии используются в молекулярной биологии, биохимии и генетических исследованиях, поскольку они могут быстро расти и ими относительно легко манипулировать. Ученые используют бактерии, чтобы изучить, как работают гены и ферменты.
Бактерии необходимы для производства антибиотиков.
Bacillus thuringiensis (Bt) - это бактерия, которую можно использовать в сельском хозяйстве вместо пестицидов.Он не имеет нежелательных последствий для окружающей среды, связанных с использованием пестицидов.
Некоторые виды бактерий могут вызывать заболевания у людей, такие как холера, дифтерия, дизентерия, бубонная чума, пневмония, туберкулез (ТБ), брюшной тиф и многие другие.
Если человеческий организм подвергается воздействию бактерий, которые организм не считает полезными, иммунная система атакует их. Эта реакция может привести к появлению симптомов отека и воспаления, которые мы видим, например, в инфицированной ране.
В 1900 году пневмония, туберкулез и диарея были тремя крупнейшими убийцами в Соединенных Штатах. Методы стерилизации и прием антибиотиков привели к значительному снижению смертности от бактериальных заболеваний.
Однако чрезмерное использование антибиотиков затрудняет лечение бактериальной инфекции. По мере мутации бактерий они становятся более устойчивыми к существующим антибиотикам, что затрудняет лечение инфекций. Бактерии трансформируются естественным путем, но чрезмерное использование антибиотиков ускоряет этот процесс.
«Даже если будут разработаны новые лекарства, без изменения поведения, устойчивость к антибиотикам останется серьезной угрозой».
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ)
По этой причине ученые и органы здравоохранения призывают врачей не прописывать антибиотики, если в этом нет необходимости, и чтобы люди применяли другие способы предотвращения болезней, такие как соблюдение правил гигиены пищевых продуктов и рук. мытье, вакцинация и использование презервативов.
Недавние исследования привели к новому и растущему осознанию того, как человеческий организм взаимодействует с бактериями, и особенно с сообществами бактерий, живущих в кишечном тракте, известных как микробиом кишечника или кишечная флора.
В 2009 году исследователи опубликовали результаты, свидетельствующие о том, что женщины с ожирением чаще имеют во рту особый вид бактерий, Selenomonas noxia ( S. noxia ) , .
В 2015 году ученые из Университета Северной Каролины обнаружили, что кишечник людей с анорексией содержит «очень разные» бактерии или микробные сообщества по сравнению с людьми, не страдающими этим заболеванием. Они предполагают, что это может иметь психологическое воздействие.
Более 2000 лет назад римский автор Марк Теренций Варрон предположил, что болезнь может быть вызвана крошечными животными, которые летают в воздухе. Он посоветовал людям избегать заболоченных мест во время строительных работ, потому что они могут содержать слишком маленьких для глаза насекомых, которые проникают в тело через рот и ноздри и вызывают болезни.
В 17 веке голландский ученый Антони ван Левенгук создал однолинзовый микроскоп, с помощью которого он увидел то, что он назвал анималкулами, позже известными как бактерии.Он считается первым микробиологом.
В 19 веке химики Луи Пастер и Роберт Кох говорили, что болезни вызываются микробами. Это было известно как теория зародыша.
В 1910 году ученый Пауль Эрлих объявил о разработке первого антибиотика сальварсана. Он использовал его для лечения сифилиса. Он также был первым ученым, обнаружившим бактерии с помощью пятен.
В 2001 году Джошуа Ледербург ввел термин «микробиом кишечника», и в настоящее время ученые всего мира стремятся описать и понять более точно структуры, типы и использование «кишечной флоры» или бактерий в организме человека.
Ожидается, что со временем эта работа прольет новый свет на широкий спектр заболеваний.
.Потенциальная польза для здоровья функциональных продуктов питания на основе новых молочнокислых бактерий открывает возможности для разработчиков продуктов питания, сообщают исследователи - ScienceDaily
За последнее десятилетие возрос интерес к ферментированным молочным продуктам, которые способствуют укреплению здоровья и потенциально могут предотвратить такие заболевания, как гипертония. (повышенное артериальное давление). Функциональные молочные продукты, снижающие артериальное давление и частоту сердечных сокращений, могут предложить потребителям эффективную альтернативу гипотензивным препаратам, если их эффективность может быть продемонстрирована.Исследователи, сообщающие в журнале Journal of Dairy Science ®, рассматривают научную основу заявленных заявлений и определяют возможности для разработки продуктов на основе новых молочнокислых бактерий.
По данным Всемирной организации здравоохранения, от гипертонии страдают более одного миллиарда человек во всем мире. Это важный фактор риска развития других сердечно-сосудистых заболеваний, инсульта, почечной недостаточности, цереброваскулярных нарушений и многих других медицинских осложнений. Хотя гипертонию можно лечить с помощью лекарств, они часто имеют серьезные побочные эффекты.Поэтому ученые ищут пищевые вещества, которые могут помочь снизить или предотвратить гипертонию.
«Ферментированное молоко рекламировалось как нефармакологическое средство для лечения гипертонии, в основном из-за отсутствия нежелательных побочных эффектов, но, по данным Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA), пока нет достаточных доказательств, подтверждающих это», - пояснил ведущий исследователь. Белинда Вальехо-Кордова, доктор философии, Центр исследований и разработок пищевых продуктов, Сонора, Мексика. «Наиболее изученными биоактивными пептидами, полученными из молочных белков, являются антигипертензивные пептиды; однако существующие исследования должны быть оценены, прежде чем заявление о здоровье может быть связано с продуктами.Имея это в виду, мы внимательно изучили in vitro и in vivo, а также клинические исследования ферментированного молока, содержащего антигипертензивные пептиды ».
Группа исследователей установила, что наиболее распространенной стратегией выбора ферментированного молока с антигипертензивным потенциалом было выявление пептидов, ингибирующих ангиотензинпревращающий фермент (АПФ), с помощью исследований in vitro. Однако они заметили, что некоторые штаммы, ингибирующие активность АПФ in vitro, не снижали артериальное давление у крыс. Они оценили 13 исследований на крысах со спонтанной гипертензией и семь рандомизированных контролируемых клинических испытаний, в которых был продемонстрирован антигипертензивный эффект.Большинство из них были основаны на Lactobacillus helveticus.
Научно подтвержденные утверждения о пользе для здоровья и приобретение исключительных прав на использование новых пищевых ингредиентов в функциональных пищевых продуктах было отмечено как решающий фактор в конечном успехе этих пищевых продуктов на рынке. Исследователи отмечают, что некоторые кисломолочные продукты, уже представленные на рынке, приписывают свой антигипертензивный эффект биоактивным пептидам, присутствующим в ферментированном молоке, и обращают внимание на тот факт, что некоторые из этих коммерческих продуктов обладают правами интеллектуальной собственности.Однако они отмечают, что эти продукты могут также содержать минералы, такие как калий и кальций, которые могут положительно влиять на кровяное давление.
«Хотя многие исследования, связанные с антигипертензивными пептидами, уже были проведены, существует большая потребность в исследовании новых молочнокислых бактерий, которые обладают способностью генерировать эту биоактивность, а также хорошими технологическими свойствами для производства ферментированных молочных продуктов. кисломолочных продуктов с антигипертензивным действием мало, и большинство текущих продуктов основано на Lactobacillus helveticus, здесь есть отличные возможности », - прокомментировал доктор.Вальехо-Кордова.
Авторы рекомендуют будущие исследования включать в себя скрининг молочнокислых бактерий in vitro на ингибиторы АПФ, исследования in vivo на крысах со спонтанной гипертонией и клинические испытания для проверки эффективности кисломолочного продукта. «Также важно разработать нормативное законодательство, которое позволяет вводить заявления о пользе для здоровья функциональных молочных продуктов, особенно в странах, где эта тема недостаточно развита», - заключил доктор Вальехо-Кордова.
История Источник:
Материалы предоставлены Elsevier Health Sciences . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.
.ЗАБОР И ПРИЕМ МОЛОКА
Молоко доставляется с фермы (или центра сбора) на молочный завод для переработки. Во всем мире использовались и до сих пор используются все виды емкостей, от 2–3 литров калебашей и глиняной посуды до современных емкостей для охлаждения навалом на ферме для тысяч литров молока.
Раньше, когда молочные заводы были небольшими, сбор ограничивался близлежащими фермами. Микроорганизмы в молоке можно было контролировать с минимальным охлаждением, так как расстояния были небольшими, а молоко собирали ежедневно.Сегодня наблюдается тенденция к увеличению количества молочных заводов. Существует потребность в увеличении объемов производства и повышении качества готовой продукции. Молоко нужно приносить издалека, а это означает, что о ежедневном сборе обычно не может быть и речи. В настоящее время сбор обычно происходит через день, но иногда интервал может составлять три дня и даже четыре.
Охлаждение молока
Молоко следует охладить до + 4 ° C сразу после доения и хранить при этой температуре до самой молочной фермы.
Если холодовая цепь где-то в пути прерывается, например во время транспортировки микроорганизмы в молоке начнут размножаться. Этот
приведет к развитию различных продуктов метаболизма и ферментов. Последующее охлаждение остановит это развитие, но ущерб уже будет
. Количество бактерий выше, а в молоке содержатся вещества, которые влияют на качество конечного продукта.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОЛОЧНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ НА ФЕРМЕ
Первые шаги по сохранению качества молока необходимо делать на ферме.Условия доения должны быть максимально гигиеничными; система доения разработана таким образом, чтобы избежать аэрации, охлаждающее оборудование правильно рассчитано. Для соблюдения гигиенических требований на молочных фермах есть специальные помещения для холодильных складов. Баки-охладители наливных резервуаров также становятся все более распространенными. Эти резервуары (рисунок 5.1) вместимостью от 300 до 30 000 литров оснащены мешалкой и охлаждающим оборудованием, чтобы соответствовать определенным требованиям - например,
, что все молоко в резервуаре должно быть охлаждено до +4 ° C в течение двух часов. после доения.Более крупные фермы, производящие большое количество молока, часто устанавливают отдельные пластинчатые охладители для охлаждения молока перед его поступлением в резервуар (рис. 5.2). Это позволяет избежать смешивания теплого коровьего молока с уже охлажденным содержимым резервуара. В молочной комнате также должно быть оборудование для очистки и дезинфекции посуды, системы трубопроводов и резервуара для охлаждения насыпных материалов.
Резервуар-охладитель для больших объемов с мешалкой и блоком охлаждения.
Рис. 5.2Поток молока в системе мгновенного охлаждения от коровы до охлаждающего резервуара.
ДОСТАВКА НА МОЛОКО
Сырое молоко поступает на молочный завод в изотермических автоцистернах. Молоко необходимо хранить хорошо охлажденным, без воздуха и с максимально осторожным обращением. Например, емкости должны быть хорошо заполнены, чтобы молоко не расплескивалось в емкости.
НАЛИЧНЫЙ СБОР
Когда молоко собирается цистерной, должна быть обеспечена возможность проезда до молочного зала фермы. Загрузочный шланг цистерны подсоединяется к выпускному клапану на охлаждающем баке фермы (рис.5.3). Цистерна обычно оснащена расходомером и насосом, так что объем регистрируется автоматически. В противном случае объем измеряется путем регистрации разницы уровней, которая для данного размера резервуара представляет собой определенный объем. Во многих случаях цистерна оснащена воздухоотделителем. Перекачивание прекращается, как только охлаждающий бак опорожняется. Это предотвращает попадание воздуха в молоко. Цистерна автоцистерны разделена на несколько отсеков, чтобы молоко не разбрызгивалось во время транспортировки.Каждый отсек заполняется по очереди, и когда автоцистерна завершает свой запланированный обход, он доставляет молоко на молочный завод.
Рис. 5.3
Оптовый сбор в колхозе.
Проверка качества молока
Молоко от больных животных и молоко, содержащее антибиотики или осадок, не должны приниматься на предприятии (рис. 5.4). Даже следы антибиотиков в молоке могут сделать его непригодным для производства продуктов, подкисленных добавлением культур бактерий, например.грамм. йогурт и сыр. Обычно на ферме проводится только общая оценка качества молока. Состав и гигиенические качества обычно определяются в ходе ряда тестов по прибытии на молочный завод. Результат некоторых из этих тестов имеет прямое отношение к компенсации фермерам. Наиболее распространенные тесты, проводимые на запасах молока, подробно описаны ниже.
Рис. 5.4
Молоко животных, получавших антибиотики, должно храниться отдельно от другого молока.
Вкус и запах
В случае сбора навалом водитель берет образец молока на ферме для тестирования на молочном заводе.Молоко, которое по вкусу и запаху отличается от обычного молока, получает более низкую оценку качества. Это влияет на оплату фермерам. Молоко со значительными отклонениями по вкусу и запаху следует отказаться от молочных продуктов.
Рис. 5.5
Анализ проб молока.
Проверки очистки
Тщательно проверяются внутренние поверхности сельскохозяйственных резервуаров. Любые остатки молока свидетельствуют о неэффективной очистке и приводят к вычету в соответствии со схемой качественной оплаты.
Гигиенические тесты или тесты на резазурин
Содержание бактерий в молоке является показателем его гигиенического качества. Часто используются тесты Resazurin. Резазурин - это синий краситель, который становится бесцветным при химическом восстановлении путем удаления кислорода. Когда он добавляется в образец молока, метаболическая активность присутствующих бактерий приводит к изменению цвета красителя со скоростью, которая напрямую зависит от количества бактерий в образце.
Этот принцип используется в двух гигиенических тестах.Один из них - это быстрый отборочный тест, который может лечь в основу отказа от плохого оттока. Если образец сразу начинает менять оттенок, партия считается непригодной для употребления в пищу.
Другой тест представляет собой рутинный тест и включает хранение образца в холодильнике на ночь перед добавлением раствора резазурина. Затем образец инкубируют на водяной бане и выдерживают при 37,5 ° C в течение двух часов.
Количество соматических клеток
Большое количество (более 500 000 на мл молока) соматических клеток в молоке указывает на то, что коровы страдают заболеваниями вымени.Содержание клеток определяется с помощью специально разработанных счетчиков частиц (например, счетчика Коултера).
Стандартные тесты, проводимые на молочных продуктах:- Вкус и запах
- Очистка
- Гигиена
- Количество соматических клеток
- Количество бактерий
- Содержание белка
- Содержание жира
- Температура замерзания
Количество бактерий
Упрощенная форма подсчета бактерий также может использоваться для оценки содержания бактерий.В этом методе Leesment бактерии культивируются при 30 ° C в течение 72 часов в пробе молока 0,001 мл с питательным субстратом. Количество бактерий определяется на специальном экране.
Содержание белка
Многие молочные предприятия платят фермерам в зависимости от содержания белка в молоке. Это анализируется с помощью приборов, работающих с инфракрасными лучами. Можно выполнять до 300 анализов в час.
Содержание жира
Для определения содержания молочного жира можно использовать различные методы.Тест Гербера - наиболее широко используемый метод для цельного молока.
Точка замерзания
Многие молочные предприятия проверяют точку замерзания молока, чтобы определить, разбавлено ли оно водой. Молоко нормального состава имеет температуру замерзания от -0,54 до -0,59 ° C. Температура замерзания повысится, если в молоко добавить воду. Для этой проверки используются специальные инструменты.
Приемник молока
На молочных заводах есть специальные приемные отделения для приема молока, привозимого с ферм.Первое, что делают на приеме, - это определяют количество молока. Количество регистрируется и вводится в систему взвешивания, которую молочный завод использует для взвешивания поступления и сравнения его с выходом.
Количество поступления можно измерить по объему или по весу.
Приемная цистерна
Танкеры прибывают на молокозавод прямо в приемный зал, часто достаточно большой, чтобы вместить несколько транспортных средств.
Молоко измеряется либо по объему, либо по весу.
Рис. 5.6
Измерение потребления молока в зале приема автоцистерн.
Измерение объема
В этом методе используется расходомер. Он регистрирует воздух в молоке, а также в молоке, поэтому результаты не всегда надежны. Важно не допускать попадания воздуха вместе с молоком. Измерения можно улучшить, установив перед расходомером воздухоотделитель (рисунок 5.7).
Выпускной клапан цистерны соединен с воздухоотделителем, из которого молоко, не содержащее воздуха, прокачивается через расходомер, который постоянно показывает общий поток.Когда все молоко будет доставлено, в счетчик помещается карточка для записи общего объема.
Насос запускается управляющим оборудованием, которое определяет, когда молоко в воздухоотделителе достигает заданного уровня, чтобы предотвратить всасывание воздуха в линию. Насос останавливается, как только уровень молока упадет ниже определенного уровня.
После измерения молоко перекачивается в резервуар для хранения (силос).
Рис. 5.7
Измерение объема.
- Воздухоотделитель
- Насос
- Фильтр
- Дозирующее устройство
Измерение веса
Объем собранного молока можно измерить двумя способами:
- Взвешивая цистерну до и после разгрузки, а затем вычитая одно значение из другого (Рисунок 5.8).
- Использование специальных весов с датчиками веса в опорах (рисунок 5.9). В первом варианте цистерна заезжает на платформенные весы на молочном заводе.
Цистерна на мостовых весах.
Рис. 5.9Прием молока через весовой резервуар.
Управление может быть ручным или автоматическим. В ручном режиме оператор записывает вес по кодовому номеру водителя. В автоматическом режиме необходимые данные записываются, когда водитель помещает карту в сканер карт.Перед взвешиванием автоцистерна обычно проходит станцию мойки автомобилей. Это особенно важно в плохую погоду.
После регистрации полной массы автоцистерны молоко поступает на молочный завод. Это может происходить с деаэратором, но не с расходомером. В пустом состоянии цистерна снова взвешивается, и вес тары вычитается из ранее зарегистрированного веса брутто.
При использовании метода взвешивания молоко перекачивается из цистерны в специальный резервуар с датчиками веса, встроенными в опоры.Ячейки подают электрический сигнал, который всегда пропорционален весу резервуара. Сила сигнала увеличивается с увеличением веса резервуара по мере поступления молока в резервуар. Вес содержимого резервуара можно записать, когда все молоко будет доставлено. После этого молоко перекачивается в силосную емкость.
Очистка цистерн
Чистка цистерн производится ежедневно, как правило, в конце раунда сбора. Если автоцистерна совершает несколько обходов в день, уборка должна производиться после каждого обхода.Уборку можно произвести, подключив цистерну к системе очистки, находясь в зоне приема, или доставив ее на специальную станцию очистки.
Многие молочные предприятия также ежедневно очищают цистерны снаружи, чтобы они всегда выглядели чистыми, когда они находятся в пути. Во все большем количестве стран вводятся новые правила дезинфекции цистерн, чтобы избежать распространения болезней животных.
Охлаждение поступающего молока
Обычно во время транспортировки неизбежно повышение температуры до немного выше + 4 ° C.Поэтому молоко обычно охлаждается до температуры ниже + 4 ° C в пластинчатом теплообменнике, а затем хранится в силосном резервуаре до обработки.
Хранение сырого молока
Необработанное сырое молоко - цельное молоко - хранится в больших вертикальных резервуарах - силосных резервуарах, вместимостью от 100 000 до 500 000 литров. Резервуары силоса меньшего размера часто располагаются внутри помещений, а резервуары большего размера размещаются на открытом воздухе, чтобы снизить затраты на строительство. Наружные силосные резервуары имеют двустенную конструкцию с изоляцией между стенками.Внутренний резервуар из нержавеющей стали, полированный изнутри, а внешняя стенка обычно из сварного листового металла.
Перемешивание в резервуарах силоса
Эти большие резервуары должны иметь какое-либо устройство перемешивания для предотвращения отделения сливок под действием силы тяжести. Перемешивание должно быть очень плавным. Сильное перемешивание вызывает аэрацию молока и распад жировых шариков. Это подвергает жир воздействию ферментов липазы в молоке. Поэтому легкое взбалтывание является основным правилом обработки молока.Резервуар на рис. 5.10 имеет пропеллерную мешалку, которая часто дает хорошие результаты в силосных резервуарах. В очень высоких резервуарах может потребоваться установка двух мешалок на разных уровнях для получения необходимого эффекта.
Напольные силосные резервуары имеют панель для вспомогательного оборудования (рис. 5.11). Все панели резервуаров обращены внутрь к закрытой центральной станции управления.
Силосная цистерна с пропеллерной мешалкой.
Рис. 5.11Силосная цистерна с нишей для люка, индикаторов и т. Д.
- Мешалка
- Люк
- Индикатор температуры
- Электрод низкого уровня
- Пневматический указатель уровня
- Электрод высокого уровня
Индикация температуры в резервуаре
Температура в резервуаре отображается на панели управления резервуара. Обычно используется обычный термометр, но становится все более распространенным использование электрического передатчика, который передает сигналы на центральную станцию мониторинга.
Индикация уровня
Существуют различные методы измерения уровня молока в резервуаре.Пневматический индикатор уровня измеряет статическое давление, определяемое напором жидкости в резервуаре. Чем выше давление, тем выше уровень в баке. Индикатор передает показания на прибор.
Защита от низкого уровня
Все перемешивание молока должно быть осторожным. Поэтому мешалку нельзя запускать, пока она не залита молоком. Электрод часто устанавливается в стенку резервуара на уровне, необходимом для запуска мешалки. Мешалка останавливается, если уровень в баке падает ниже электрода.Этот электрод известен как индикатор низкого уровня (LL).
Защита от переполнения
Электрод высокого уровня (HL) установлен в верхней части резервуара для предотвращения переполнения. Этот электрод закрывает впускной клапан, когда резервуар заполнен, и подача молока переключается на следующий резервуар.
Индикация пустого резервуара
Во время операции опорожнения важно знать, когда резервуар полностью пустой. В противном случае молоко, оставшееся после закрытия выпускного клапана, будет вымыто и потеряно во время последующей процедуры очистки.Другой риск заключается в том, что воздух будет засасываться в линию, если опорожнение продолжится после того, как резервуар высохнет. Это помешает дальнейшему лечению. Следовательно, электрод, самый низкий низкий уровень (LLL), часто располагается в дренажной линии, чтобы указать, когда из резервуара вышло последнее молоко. Сигнал от этого электрода используется для переключения на другой резервуар или для остановки опорожнения.
.
