Mikroorganismu pielietojums

Sēra savienojumu sadegšana stipri piesārņo vidi, taču bieži ir grūti degvielu attīrīt no nelieliem sēra piemaisījumiem. Noskaidrots, ka baktērija Rhodococcous erythropolis spēj efektīgi attīrīt ogļūdeņražu maisījumus (šķidrās degvielas pamatsastāvdaļa) no sēra.

Ar šīs baktērijas palīdzību tiek veidota bioloģiska atsērošanas (Bio-desulfurization) sistēma lai iegūtu videi draudzīgāku degvielu. "Using bacteria to get sulfur out of oil," Science News, Aug. 27, 1994, p. 134.

Zinātnieki maizes rauga šūnās atraduši RNS molekula, kura var novērst aukstuma pumpu izraisītāja – herpes vīrusa replikāciju cilvēka šūnās. Ir cerības, ka šo atklājumu nākotnē varēs pielietot medicīnā. ("Does Ordinary Baker's Yeast Hold Secret To Curing Common Cold?," The New York Times, Nov. 22, 1994, p).

200 skudru sugas savos mājokļos audzē sēnes. Zinātnieki uzskata, ka šīm simbiotiskajām attiecībām ir 50 miljons gadu ilga vēsture.

"Ancient fungal farmers," Science News, Dec. 24, 1994, p. 431.

Ar GE metodēm radīts mikroorganisms, kurš uzņemot toksiskus savienojumus spīd. (Oak Ridge National Laboratory - "Food Indigo," Scientific American, July 1995, p. 29.).

Baktērijai Pseudomonas fluorenscens var izrādīties būtiska nozīme vides attīrīšanā no piesārņojuma, jo šai baktērijai piemīt spējas noārdīt naftalīnu, antracēnu, fenantrēnu un citus indīgus un kaitīgus savienojumus.

Zinātnieki šo baktēriju ģenētiski modificējuši tajā ievietojot dažus bioluminiscences gēnus no kādas jūrā mītošas baktērijas. Tā rezultātā jaunveidotais organisms spēj ne tikai noārdīt kaitīgus ogļūdeņražus, bet, nonākot ar tiem saskarē, sāk spīdēt. Līdz ar to spīdēšanas intensitāte sniedz vizuālu informāciju par vides stāvokli un mikroorganisma darbības efektivitāti.

Mikrobiologi noteikuši, ka paštaisīto dzērienu – mājas kefīru, kuru Kaukāza kalnu iedzīvotāji gatavo jau izsenis, no piena raudzē vairāk kā 30 dažādi mikroorganismi.

Mēs visi esam ēduši skābētus kāpostus. Daudzi noteikti kāpostu skābēšanā piedalījušies paši vai vismaz vērojuši, kā to dara vecāki vai vecvecāki. Tas droši vien nevienam nav noslēpums, ka kāpostu skābšanu rada mikroorganismi, bet nez vai daudzi būs iedomājušies, kā izskatās kāpostu skābēšana, raugoties mikrobiologu vai pārtikas tehnologu acīm.

Skābie kāposti rodas baktēriju radītas dabīgas fermentācijas rezultātā. Fermentācija notiek kāposta tiešā saskarē ar baktērijām. Lai šī saskare būtu pēc iespējas labāka, kāpostu lapas tiek sagrieztas (saēvelētas) plānās šķēlītēs, lai virsma, kurai var piekļūt baktērijas, būtu lielāka un līdz ar to skābšana notiktu ātrāk un labāk. Lai skābēšanas process notiktu pareizi un nesavairotos nevajadzīgi mikroorganismi, tiek pievienota vārāmā sāls (2-3% koncentrācijā), dažreiz procesa paātrināšanai tiek pievienots arī cukurs. Burkāni, ķimenes, ķiploki u.c. piedevas tiek pieliktas tikai garšas īpašību un izskata uzlabošanai un nav obligāta sastāvdaļa skābēšanas procesa nodrošināšanai.

Baktēriju darbības rezultātā kā fermentācijas galvenais ķīmiskais produkts rodas pienskābe, kura skābajiem kāpostiem piedot raksturīgo garšu un izskatu.

Tehnoloģiskais process sākas ar to, ka nobriedušas kāpostu galviņas tiek attīrītas no ārējām un bojātām lapām, mazgātas un saēvelētas ar kāpostu ēveli, iegūstot lapu šķēlītes. Pēc tam saēvelotiem kāpostiem pievieno vāramo sāli rēkinot sālsgala koncentrāciju aptuveni 2,5% no kāpostu masas. Pēc tam maisījumu ievieto mucā, podā, burkā vai citā traukā, atkarībā no skābēšanas apjoma. Šim fermentācijas procesam jānotiek ūdens vidē, ko nodrošina kāpostu noslogošana. Lai veiksmīgi notiktu pienskābes veidošana, vēlams pazemināts skābekļa daudzums. Ūdens vidē tas vienmēr ir mazāks nekā gaisā, tāpat ūdens vidē šīm baktērijām ir vieglāk izplatīties un tās labāk vairojas. Noslogošana atbrīvo kāpostu masu arī no fermentācijas procesā radītām gāzēm. Kāpostu fermentācijai optimālā temperatūra ir aptuveni 20^oC. Šādos apstākļos tā ilgst aptuveni 5 nedēļas.

Sāls pievienošanai ir divi galvenie mērķi:

1. 2,5% sāls šķīdums izjauc osmotisko līdzsvaru (fizioloģiskais šķīdums 0,9% NaCl) starp akārtējo vidi un citoplazmu, kā rezultātā ūdens kopā ar barības vielām tiek izvilkts no šūnām. Līdz ar to veidojas lieliska, ar cukuru un augšanas faktoriem bagāta vide fermentācijai nepieciešamo baktēriju augšanai;

2. Paaugstināta sāls koncentrācija traucē daudzu nevēlamu (pūšanā iesaistīto, patogēno) mikroorganismu attīstību.

Tāpēc pareiza sāls koncentrācija ir svarīga. Ja sāli pieliek pa maz, var savairoties citi mikroorganismi un kāpostus sapūdēt, bet, ja sāls tiks pielikta pa daudz, tās koncentrācija traucēs arī skābēšanai nepieciešamo mikroorganismu vairošanos.

Ja kāpostus skābē mājas apstākļos, parasti mikroorganismu kultūru klāt nepievieno. Visur esošie mikroorganismi atrodas arī uz kāpostu lapām, starp tiem arī tādi, kuri nepieciešami kāpostu fermentācijai (Leuconostoc). Otrs faktors, kas palīdz vairoties vajadzīgajām baktērijām, ir vides reakcijas paskābināšanās. Atsšķirībā no daudzām citām, arī patogēnām baktērijām, pienskābās rūgšanas baktērijas ir pielāgojušās dzīvei skābākā vidē. Jo ātrāk vide paskābinās, jo veiksmīgāks būs kāpostu fermentācijas iznākums. Tāpēc rūpnieciskas kāpostu skābēšanas gadījumā tiek pievienota vajadzīgo baktēriju tīrkultūra, kura izkopta un pavairota laboratorijas apstākļos.

Leikonostok ir hterofermentatīvas pienskābes baktērijas un tāpēc šajā fermentācijas stadijā aktīvi izdalās arī CO₂. Kad leikonostok darbības rezultātā vide jau stipri paskābinājusies fermentāciajs procesu pārņem vēl skābākai videi pielāgojušies mikroorganismi Lactobacillus vai dažreiz Pediococcus .

Ir ļoti būtiski, lai fermentācijas laikā būtu ierobežota skābekļa piekļūšana, jo pretējā gadījumā procesu var pārņemt vairāki skābā vidē augoši pūšanu izraisoši aerobie mikroorganismi – noteiktas rauga vai pelējuma sēnītes. Tāpēc arī nereti mājas apstākļos skābēto kāpostu augšējais slānis pāris centimetru biezumā ir sabojāti.

Ieliktie varianti:

1. 1% NaCl
2. 2,5% NaCl
3. 2,5% NaCl + ieraugs
4. 5% NaCl

Dienās: 0; 1; 2; 4; 8, 16 un 32
Novēro reaktora un sulas izskatu,
Paņemto sulas paraugu apskata mikroskopiski un skata viena redzes lauka ietvaros vērojamo baktēriju skaitu, zīmē to izskatu.
Veic Grama krāsošanu un nosaka baktēriju tipu.
Mēra pH – ar universālo indikatorpapīrīti, ja pieejams, var lietot arī pH metru.
Titrē skābes saturu ar 0,01 M NaOH, kā indikatoru izmantojot 1% fenoftalēnu.

Pienskābes titrēšanai ņem 1 ml sulas + 9 ml ūdens, vāra 1 min., lai atbrīvotos no izšķīdušās CO₂, kura veido ogļskābi. Atdzesē un pievieno 3 pilienus 1% fenoftalēna (pH indikators, kurš paliek sarkans sārmainā vidē). Ar titrēšanu mēs noskaidrosim, cik daudz skābe (pienskābe) radusies. Kamēr skābe ir pārsvarā, NaOH ar to reaģē, veidojot nātrija laktātu. Kad visa skābe izreaģējusi, vidē sāk uzkrāties brīvs NaOH un vides reakcija kļūst sārmaina, ko uzrāda fenoftalīna indikators, sākot krāsoties sārts. Zinot skābes neitralizēšanai izlietotā NaOH šķīduma tilpumu un koncentrāciju, var noteikt nātrija laktāta koncentrāciju šķīdumā.

Pierāda CO₂ ar kaļķūdeni.

6 x 9 ml atšķaitījumu mēģenes (0,9% NaCl)
4 plates ar PCA (Plate Count Agar)
4 plates ar MAC (MacConkey Agar)
4 plates ar HIAS (HIA [Heart Infusion Agar] + 5% saharoze, 0.5% glikoze un 0.02% nātrija azīds).

Pagatavo vajadzīgos sulas atšķaidījumus un sēj uz atbilstošajām platēm pa 0,1 ml. Neaizmirstiet uz katras plates atzīmēt atšķaidījuma kārtu, parauga ņemšanas dienu un barotnes veidu.

Visas plates inkubē 2-3 dienas 30°C.

Analizējot plates, nosakiet KVV/ml katram no gadījumiem:

• Kopējais aerobu kolonju skaits (PCA rezultāti). Jāskaita gan lielās gan mazās kolonijas. (Dzeltenās kolonijas, kuras parādās fermentācijas sākuma posmā, visticamāk ir uz augiem mītošas enterobaktērijas, kuras pieder grupai, ko sauca par "Erwinia herbicola-Enterobacter agglomerans" Tagad šīs baktērijas tik klasificētas kā Pantoea ģints.
• Kopējais gram-negatīvo baktēriju kolonu skaits (MAC rezultāti)
• Koliformo baktēriju skaits – sarkanās un rozā kolonijas.
• Gļotas veidojošo koloniju skaits uz HIAS platēm. Jāskaita tikai lielās kolonijas. Kuras izskatās pienainas vai ūdeņainas. Šīs kolonijas atspoguļo Leuconostoc daudzumu kāpostos.
• Kopējais koloniju skaits uz HIAS platēm atspoguļo pienskābes baktēriju skaitu.
• Ja uz PCA platēm uzlej 3% H₂O₂, var saskaitīt kolonijas, kuras neizdala katalāzi (šis enzīms šķeļ H₂O₂, kā rezultātā vērojama gāzes burbuļu izdalīšanās ap kolonijām). Šajā gadījumā baktērijas bez katalāzes būs pienskābi veidojošās baktērijas.

Pēc: http://www.bact.wisc.edu/lindquistjohn/applkraut.html

uz iepriekšējo lappusi	uz sākumu	uz nākošo lappusi