Семейство Acetobacteriaceae
Семейство объединяет бактерии родов Acetobacter и Gluconobacter. По форме клеток бактерии рода Gluconobacter очень близки к бактериям рода Pseudomonas. Это тоже мелкие подвижные палочки, имеющие 5-8 полярных жгутиков, редко встречаются формы с одним жгутиком или неподвижные.
Клетки могут быть расположены одиночно, парами или цепочкой (рис. 14).Это микроорганизмы, у которых очень слабая протеолитическая активность, поэтому они не растут на универсальных средах (МПА, РПА). Для них характерен окислительный тип метаболизма. Отличительной чертой этой группы бактерий является осуществление процессов неполного окисления, когда в среде накапливаются продукты, окисленные частично, - уксусная, глюконовая, фумаровая, молочная, различные кетокислоты. Бактерии рода Gluconobacter (единственный вид G. oxydans) не способны к последующим превращениям образовавшихся соединений. Они окисляют глюкозу до глюконовой кислоты, этанол - только до ацетата, который дальше не может ими окисляться из-за отсутствия «замкнутого» ЦТК.
Рис. 14. Представители бактерий родов Acetobacter (слева) и Gluconobacter (справа)
Глюконовые бактерии требовательны к питательному субстрату. Почти все виды нуждаются в отдельных витаминах, в первую очередь в пантотено- вой кислоте. В природе узко специализированы, распространены на растениях, богатых углеводами, в меде, на пчелах. Бактерии рода Gluconobacter имеют большое практическое значение в связи с тем, что используются в промышленности для получения полусинтетического витамина С (на этапе окисления сорбита в сорбозу). Они имеют также широкие возможности для использования в медицинской практике. Глюконовые кислоты, образуемые бактериями, обладают бактерицидным действием и используются в качестве препаратов для предотвращения послеоперационных осложнений.
В парфюмерной промышленности применяется диоксиацетон - продукт неполного окисления глицерина, получаемый также с помощью глюконовых бактерий.Вторая группа семейства Acetobacteraceae - бактерии, способные к полному окислению органических субстратов до CO2 и H2O. В этом случае образовавшаяся уксусная кислота представляет собой лишь промежуточный этап, и после исчерпания из среды исходного субстрата бактерии начинают медленно окислять уксусную кислоту, включая ее в механизм конечного окисления - ЦТК. Бактерии этой группы объединены в род Acetobacter, типичным представителем которого является A. peroxydans. Это палочковидные бактерии, имеющие резко удлиненную или нитевидную форму. Иногда встречаются разветвленные формы или клетки соединены в длинные извилистые цепочки.
Это облигатно аэробные организмы, устойчивые к повышенным концентрациям спирта и уксусной кислоты. Отдельные представители (A. aceti, A. rancens, A. pasteurianum) отличаются друг от друга морфологически и физиологически. Они менее требовательны к субстрату, чем бактерии рода Gluconobacter. Хозяйственное значение имеют при промышленном получении уксусной кислоты. A. aceti издавна применялся для получения фруктового уксуса путем окисления спирта. В основном это вредители бродильных производств; при развитии в пиве, вине, хлебном тесте вызывают скисание и порчу продуктов. A. xylinum - это единственный прокариотический организм, который синтезирует растительную целлюлозу.
В природе ацетобактерии распространены широко. Их можно обнаружить в пыли, на ягодах, винограде. Специфическими переносчиками уксуснокислых бактерий служат маленькие красноватые мушки, в большом количестве встречающиеся там, где имеются плодовые отбросы.
Уксуснокислые бактерии часто развиваются вслед за дрожжами, используя продукт спиртового брожения как субстрат для роста. Чайный гриб представляет собой прочный пищевой союз бактерий A. xylinum, G. oxydans и дрожжевых грибов. Слоевище гриба образует A. xylinum.
В нижней части, в темноватых пластах обитают дрожжи, а в верхней, покрытой целлюлозной оболочкой, - G. oxydans. Для культивирования необходима заварка чая с добавлением сахара. Чай - источник биологически активных веществ, сахароза - единственный источник углеродного питания. Левансахараза расщепляет сахарозу. Гексозы частично используются бактериями G. oxydans, а частично сбраживаются дрожжами, которые при этом накапливают витамины и этиловый спирт, потребляемый уксуснокислыми бактериями A. xylinum. Культуральная жидкость чайного гриба представляет целебный напиток, содержащий глюконовую, 2,5-оксиглюконовую кислоты. Его рекомендовала тибетская медицина при лечении заболеваний желудка, горла и других органов.Задание
Ознакомиться с представителями семейств Pseudomonodaceae и Acetobacteriaceae.
План выполнения работы
1. Приготовить прижизненный препарат клеток бактерий рода Pseudomonas. Изучить особенности их морфологии и подвижность.
2. Приготовить прижизненный препарат микрофлоры чайного гриба и рассмотреть с иммерсионной системой. На предметное стекло поместить стерильной бактериологической петлей соскоб со стромы гриба и каплю суспензии. Подкрасить метиленовым синим и микроскопировать.
3. Приготовить прижизненный препарат микрофлоры чайного гриба в капле раствора Люголя. Сравнить окраску бактерий (бактерии рода Acetobacter окрашиваются в желтоватый цвет, а Gluconobacter - в фиолетовый).
4. Сделать зарисовки.
Вопросы для самостоятельного контроля
1. Какие бактерии относят к семейству Pseudomonodaceae?
2. Какие типы метаболизма встречаются у представителей семейства
Pseudomonodaceae?
3. Какие признаки характеризуют род Pseudomonas?
4. Есть ли среди псевдомонад патогенные для человека и животных виды?
5. Где можно обнаружить псевдомонад?
6. Какие бактерии относят к семейству Acetobacteriaceae?
7. Чем отличается метаболизм бактерий родов Gluconobacter и Acetobacter?
8. Какие виды бактерий имеют хозяйственное значение при промышленном получении уксусной кислоты?
9. Где обитают уксуснокислые бактерии:
10. Что такое «чайный гриб»? Какие микроорганизмы входят в состав этой ассоциации?