Термофильные бактерии
Термофильные бактерии очень теплолюбивы. Это следует из их названия. Данные микроорганизмы имеют широкое представительство в природе – в частности, их наличие подтверждено в микрофлоре кишечника человека и животных, в почве и воде. Также бактерии часто встречаются в компостных кучах, навозе и подстилках для скота. Особенностью отдельных термофилов является способность образовывать споры даже в неблагоприятных условиях. Микроорганизмы отличаются быстрым обменом веществ.
Причины популярности термофильных бактерий
Термофилы очень популярны у исследователей благодаря своей способности проводить ферментативную реакцию при высоких температурах. При этом, чем выше скорость реакции, тем ниже вероятность заражения посторонними микроорганизмами. Устойчивость к высоким температурам и, более того, предрасположенность к росту в таких условиях, связана с невосприимчивостью к воздействию других негативных факторов.
В частности, бактерии способны выдерживать атаки детергентов, что делает возможным их использование в моющих средствах. Это одна из множества причин, которые привели к популярности исследований разнообразия микроорганизмов, обладающих термофильными свойствами.
Одним из примеров можно назвать поиск и обнаружение кератиназы Caldoanaerobacter 1004. Организм, который вызывает появление данного фермента, был выделен из горячего источника. Производимая им кератиназа внеклеточного типа побуждает развитие гидролиза кератинов, которые отличаются устойчивостью к воздействию стандартных протеиназ. Данный фермент используется в птицеводстве, значительно ускоряя переработку перьев.
Виды термофильных бактерий
Термофильные бактерии различаются по необходимым для проживания и роста условиям, которые зависят от среды – выращиваемые в искусственных условиях лучше ощущают себя в твердых средах с наличием воздуха. Другие же способны обходиться без кислорода и растут в жидких средах. Форма бактерий, которые могут быть подвижными и неподвижными, зависит от температуры. С температурой до 40 °C микроорганизмы имеют вид палочковидных бацилл, а при ее повышении приобретают вид нитей.
Изучение термофилов продолжается до сих пор – не все показатели и формы бактерий на данный момент установлены. Более того, не так давно в садовой почве были обнаружены плесневые грибы, которые имеют аналогичные свойства и предпочитают высокие температуры.
Однако, стоить отметить прогресс, который был достигнут за последние годы в плане исследований данной категории микроорганизмов. Так, установлено, что наиболее заметным изменениям,
которые происходят под влиянием высоких температур, подвергаются клеточные белки и липиды, связанные с основными жизненными процессами бактерий.
Разделение термофилов на группы
Если задевать вопрос температуры, бактерии по данному показателю разделяются на несколько подгрупп, различающихся по предпочитаемым температурным показателям:
- Экстремальные термофилы. Наиболее комфортной температурой для данных микроорганизмов является значение 80 °C. При этом бактерии способны существовать при температуре от 60 до 105 °C.
- Стенотермофилы. Данные микроорганизмы еще называют факультативными. Демонстрируют рост при температуре от 20 до 40 °C.
- Эвритермофилы. Они сохраняют предрасположенность к росту при температуре до 70 °C, но не ниже 40 C.
- Термотолеранты. Минимальная температура, необходимая для роста таких бактерий составляет всего 10 °C, максимальная – 60 °C.
О пользе термофилов
Есть ли от термофильных бактерий польза? Да, и довольно большая. Но здесь все зависит от правильности применения и дозирования. Так, молочнокислые палочки, которые активно используются в пищевой промышленности, являются неотъемлемой частью молочнокислых продуктов и оказывают положительное влияние на человеческий организм.
В частности, они контролируют обменные процессы, помогая стабилизировать деятельность пищеварительного тракта, и обеспечивают лучшую защиту от вредоносных бактерий. Коме того, термофильные бактерии благотворно влияют на иммунитет, успокаивая нервную систему, и подавляют негативное воздействие антибиотиков.
Термофилы в молоке и молочных продуктах
Отдельного упоминания стоят термофильные бактерии в молоке. В ходе исследований специалистами было доказано, что при пастеризации молока происходит заметный прирост количества микроорганизмов. Если судить с гигиенической точки зрения, то подобное недопустимо.
Большая часть микрофлоры молока, которое прошло процедуру пастеризации, образуется медленно растущими колониями. Термофильные микроорганизмы обычно размножаются при температуре 60-63 °C, свойственной так называемой «низкой» пастеризации. При «высокой» их развития практически не происходит.
Однако, несмотря на повышенную температуру при процедуре одного размножения термофилов в молоке оказалось бы недостаточно, если говорить о росте бактериального населения. Видимо, резкий рост связан еще и оборудованием, которое не соответствует стандартам и нормам, а также несоблюдением условий содержания. Это вызывает загрязнение самого молока.
В каких сферах применяют термофильные бактерии?
Помимо использования в пищевой промышленности, в частности, при изготовлении молока и кисломолочной продукции, данные микроорганизмы находят широкое применение в косметологии и фармакологии в качестве основы для пробиотиков и средств по уходу за кожей. Термофильные и мезофильные микроорганизмы, проживающие в почве и компосте, оптимизируют процесс переработки органических веществ.
При отслеживании предельно допустимого уровня концентрации и постоянном наблюдении за производственным процессом можно избежать осложнений, которые вызывают термофильные бактерии. Термофилы и мезофилы, проживающие в почве и компосте также способствуют более быстрому росту саженцев. При этом эффективность работы первых в данном случае заметно выше.
Рост предрасположенности к метановому брожению стал наблюдаться после того, как в ходе исследований удалось определить получение витаминов B12 и H. Являясь удобрением и источником более эффективной переработки органики, вырабатываемый метан используется при обогреве помещений жилого и промышленного типа. Также он активно задействуется на предприятиях химической промышленности.
Как уменьшить вред, который могут наносить термофильные палочки? Если речь идет о предприятиях, помочь в этом сможет постоянный мониторинг оборудования, а также регулярная обработка с использованием бактерицидных препаратов. Подобные мероприятия позволяют контролировать качество изготавливаемой продукции, снижая риск возникновения каких-либо проблем до нуля.
Чем обусловлена устойчивость бактерий к высоким температурам?
На протяжении многих лет в рамках исследований учеными осуществлялись попытки установления причин устойчивости термофильных микроорганизмов к высоким температурам. Речь о значениях от 50 до 90 °C.
Основной причиной является особенность составляющих бактерий, в то числе оболочки, рибосомы и ферментов – по своим характеристикам они заметно отличаются от схожих компонентов мезофильных форм. При этом термофилы способны замещать недостаточную стабильность клеток за счет синтеза, который в таких случаях осуществляется более быстро – для этого в процессе задействуются наиболее термостабильные ферменты.
О вреде термофилов
Ряд термофилов способен вызвать инфицирование почвы во время добавления органических удобрений и при обогащении земли перепревшей подстилкой, ранее находившейся в коровниках. Вследствие этого наносится серьезный вред грунтовым водам и водоемам.
Отметим, что для термофильных бактерий не характерны патогенные или токсигенные свойства, тем самым они не относятся к категории особо опасных микроорганизмов для человека. Однако, загрязнение ими молока, продуктов, а также воды и почвы крайне нежелательно и рискует привести к неблагоприятным последствиям. В связи с этим рекомендуется проводить исследование на содержание термофилов в специализированной лаборатории.
Как убить бактерии?
Чтобы избавиться от термофилов, можно воспользоваться способом, доказавшим свою эффективность – достаточно поместить их в условия с заметным превышением верхнего температурного порога. Учеными установлен максимальный порог, при котором микробы способны выживать, пусть и теряют умение расти – это 122 °C. Стоит отметить, что обеспечить больший нагрев можно в лабораторных условиях, оснащенных необходимым оборудованием. Также на жизнедеятельность бактерий пагубным образом влияют температурные колебания.
Какие термофильные бактерии существуют?
Науке известно множество видов термофилов, которые получили широкое распространение в природе. Благодаря своей теплолюбивости они хорошо чувствуют себя в человеческом организме, а также растениях, почве и воде. Несмотря на общую предрасположенность, некоторым бактериям требуется воздух для роста, другие могут продолжать свое развитие и без него. В связи с этим термофильные организмы разделяют на аэробные и анаэробные.
Анаэробные, то есть не нуждающиеся в кислороде для роста, могут принадлежать одной из нескольких групп:
- Маслянокислые. Такие бактерии производят масляную кислоту, питаясь сахаром и пектинами, а также продуцировать кислоты, среди которых уксусная и масляная. Среди полезных свойств можно отметить выработку ацетона и ряда спиртов. Бактерии встречаются как в термофильной, так и в мезофильной форме.
- Целлюлозные. Проживают в иле рек, а также остатках растений. Микроорганизмы термофильного типа часто используются в сельском хозяйстве при приготовлении компоста. Наиболее активны бактерии при температуре среды 60-65 °C.
- Метанообразующие. Не образуя споры, вырабатывают витамины и ферменты. Бактерии могут смешиваться вместе с целлюлозными. Для питания им необходимы сточные воды и бытовые отходы, которые образуются как следствие хозяйственной деятельности.
- Десульфирующие. Встречаются вместе с целлюлозными, сохраняют жизнедеятельность благодаря умению восстанавливать сульфаты. Образуют споры овальной формы.
- Молочнокислые. Эта группа находится в молоке и может нанести вред человеку при определенной концентрации. За счет способности синтезировать ароматические вещества микроорганизмы придают характерный аромат и вкус сливкам и творогу. Так как они относятся к факультативным термофилам, то могут расти даже при достаточно низких температурах (ниже 50 °C).
Аэробные термофилы также делятся на группы, среди которых нужно выделить две:
- Экстремально-термофильные. Бактерии относятся к облигатным и фактически бездвижны. Предельной температурой для их роста считается значение 70 °C. Более высокое меняет структуру палочек, которые обретают форму тонких нитей. Микроорганизмы можно чаще всего встретить в горячих источниках и верхних слоях почвы.
- Спорообразующие. Данное название говорит само за себя – микроорганизмы способны образовывать споры и проживают в обработанной почве или водах, подвергавшихся аэрации. Отличаются умением подстраиваться под изменения в окружающей среде.
Об организации и реализации генетических данных бактерий
Изучение ферментов, влияющих на процесс синтеза дочерних молекул ДНК термофилов, пользуется популярностью благодаря наличию как теоретического, так и практического интереса. Он связан с успешным применением ферментов при осуществлении полимеразной цепной реакции – это один из самых чувствительных анализов ДНК.
Ее суть заключается в организации размножения в объеме, которого достаточно для осуществления исследований с применением гель-электрофореза. Исследование проводится в несколько шагов, среди которых разработка способов клонирования с последующей оценкой эффективности действия ферментов.
Полезные статьи
Проведение анализов почвы, лабораторные исследования
Источник
Экология СПРАВОЧНИК
Информация
Бактерии термофильные
Термофильное сбраживание’ осадка особенно эффективно. обеззараживает осадок, обеспечивая в течение нескольких часов полную гибель патогенных бактерий кишечной группы и яиц гельминтов. При мезофильном брожении этот срок увеличивается до нескольких суток. Так как выгрузка осадка из метан-тенка производится один раз в сутки, то лишь применение термофильного сбраживания может гарантировать обеззараживание перерабатываемых осадков. Однако термофильному сбраживанию свойственны и недостатки, ограничивающие его применение. Подсчеты теплового баланса таких метантенков показали двойное увеличение расхода тепла по сравнению с мезо-фильным режимом работы. При этом в зимнее время выделив-щихся газов может не хватать для выработки потребного тепла. Кроме того, осадок, сброженный в термофильных условиях, хуже обезвоживается.[ . ]
Термофильные анаэробные бактерии рода Clostridium были обнаружены во всех обследованных пробах воды и почв, взятых в термальных зонах, а также в компостах.[ . ]
Бактерии, ведущие процесс окисления нефтесодержащих и других промышленных стоков, состоят из термофильных микроорганизмов. Распространение термофилов зависит от температуры отдельных потоков сточных вод, которая изменяется от 20 до 70 °С.[ . ]
Бактерии рода Clostridium по-разному относятся к температуре, встречаются как мезо-фильные, так и термофильные бактерии. Молекулярный азот фиксируют лишь мезофилы.[ . ]
Термофильные микробы, способные размножаться при 60° и обитающие в кишечнике большинства домашних животных, содержатся в навозе и навозных компостах. При удобрении почвы навозом происходит инфицирование почвы термофильными бактериями и кишечной палочкой, также содержащейся в больших количествах в навозе. С эпидемиологической точки зрения важно знать, чем обусловлена высокая инфицирован-ность почвы кишечной палочкой — внесением навоза или фека-лием. Источник бактериологического загрязнения почвы важно определить потому, что он может оказать влияние на качество воды грунтовых колодцев, расположенных на этих почвах, а также отразиться на бактериальном загрязнении расположенных вблизи водоемов.[ . ]
Термофильные организмы, наоборот, обитают в среде с температурой выше 45 °С, гибельной для большинства других живых существ. Наконец, споры многих бактерий выживают при нагревании до 160 — 180 °С. Этот перечень можно было бы и продолжить.[ . ]
Термофильные бактерии издавна применяются для очистки сточных вод. Интерес к метановому брожению резко возрос, когда была обнаружена способность бактерий продуцировать витамин В12. В. Н. Букин показал возможность получения этого ценного витамина при сбраживании термофильными метановыми бактериями ацетоно-бутиловой барды. Одновременно может быть собран выделяющийся при этом метан (10—20 м3 на 1 м3 сброженной жидкости).[ . ]
Термофильные бактерии широко распространены в природе. Их можно выделить из почвы, торфа, ила, воды, компоста, навоза и т. д. Но не всегда эти организмы развиваются в термофильных зонах. Однако наиболее интенсивное развитие термофилов наблюдается в местах, подвергающихся воздействию высоких температур. Особенно это касается бактерий, которые не способны развиваться при температуре ниже 40 °С. Эти бактерии называются облигатно-термофильными, имеют температурный оптимум роста 55—65 °С и выше.[ . ]
Термофильные метановые бактерии могут сопутствовать анаэробным целлюлозным бактериям или культивироваться совместно с ними. В начале этого века Ц. К о-олхаасом впервые были описаны термофильные метановые бактерии с температурными границами развития 45—69 °С. Наиболее типичными видами являются Methanobacterium soehngenii и Methanobacillus omelianskii. Эти бактерии представляют собой тонкие, прямые или слегка изогнутые неспороносные палочки.[ . ]
Термофильные бактерии используют для получения микробной биомассы, очистки сточных вод. Ценными являются продукты обмена веществ термофилов, выделяющиеся в окружающую среду. Эти микроорганизмы продуцируют такие физиологически активные вещества, как антибиотики, витамины, ферменты.[ . ]
При термофильном брожении наблюдается полное отмирание патогенных микроорганизмов и дегельминтизация. Яйца гельминтов погибают при 49° С в течение 3 ч, а при 53° С — через час. Возбудители брюшного тифа, дизентерии, паратифа отмирают при термофильном брожении через несколько часов. Метановые бактерии очень чувствительны к колебаниям температуры. Поэтому в интервале температур 37—42° С брожение осадка замедляется, что связано с неблагоприятным воздействием температуры, низкой для развития термофилов и высокой — для мезофилов.[ . ]
Предполагают, что повышенная устойчивость спор термофилов к высокой температуре объясняется увеличенным содержанием в них дипико-линовой кислоты, а также уменьшением отношения количества магния к кальцию.[ . ]
Предполагают, что повышенная устойчивость спор термофилов к высокой температуре объясняется увеличенным содержанием в них дипико-линовой кислоты, а также уменьшением отношения количества магния к кальцию.[ . ]
Мембраны термофильных бактерий отличаются высокой механической прочностью.[ . ]
Анаэробные термофильные бактерии.[ . ]
Деятельность бактерий и объем метана, получаемого в результате ферментации, зависит от многих факторов: температуры, кислотности среды, соотношения между углеродом и азотом (С/N), наличия летучих кислот (уксус), питательных веществ и токсичности материалов. Процесс биоконверсии может происходить при низких (до 30 °С), средних (35 — 40 °С) и высоких (свыше 50 °С) температурах. Чем выше температура, тем быстрее идет процесс ферментации, больше выделяется газа, меньше остается бактериальных и вирусных болезнетворных микроорганизмов. Наиболее производительный термофильный процесс требует дополнительной энергии.[ . ]
Для выделения термофильных актиномицетов разными авторами использовались разные методики. Выделение этих микроорганизмов хорошо удается на крахмальном агаре, крах-мально-аммиачно-сульфатном агаре, а также мясо-пептонном агаре (МПА). Лучшим для этой цели оказался крахмально-аммиачно-сульфатный агар, на котором наблюдается слабый рост более требовательных к среде термофильных бактерий и, наоборот, хороший рост термофильных актиномицетов. Наиболее подходящая температура для выделения 55—60 °С.[ . ]
Из экстремально-термофильной бактерии (штамм АТ-62) был выделен фермент аспарто-киназа. Этот фермент катализирует образование таких аминокислот, как лизин, треонин и изолейцин. Максимально активен этот фермент при 70 °С, что коррелирует с оптимальной температурой роста указанного штамма бактерии.[ . ]
Методы выделения термофильных и мезофиль-ных бактерий в основном сходны. Различие заключается лишь в температуре выращивания. Для того чтобы точно установить оптимальную температуру развития и закрепить ее, культуру необходимо длительно (1 — 2 месяца) пассировать (пересевать) в диапазоне найденного оптимума.[ . ]
Процесс дыхания у термофильных микроорганизмов осуществляется гораздо интенсивней, чем у мезофилов. В лаборатории JI. Г. Логиновой был отмечен интересный факт, ранее не описанный в литературе. При ускорении процесса дыхания с повышением температуры культивирования в клетках термофильных микроорганизмов заметно увеличивалось количество цитохромов. Особенно значительно оно возрастало в клетках облигатно-термофильных бактерий Вас. stearothermophilus, Вас. circu-lans, Вас. megaterium, Вас. brevis при температуре выращивания 65 °С. При этой температуре количество цитохромов возросло примерно в 2—2,5 раза по сравнению с их количеством в клетках бактерий, выращенных при температуре 55 °С.[ . ]
В почве обнаружены бактерии, относящиеся к родам Mycobacterium, Rhodococcus [69,199], Arthrobacter, Bacillus [236], Flavobacterium [218], Brevibacterium, Pseudomonas [34,43]. Для нефте-загрязненных почв характерно присутствие узкоспециализированных форм микроорганизмов, окисляющих газообразные углеводороды; термофилов, усваивающих твердые парафины; бактерий, деградирующих ароматические углеводороды. Термофильные аэробные углеводо-родокисляющие бактерии относятся к видам спорообразующих Bacillus subtilis, Bacillus brevis с оптимальной температурой роста 45-65°С [236].[ . ]
Как и все прочие виды бактерий, нитрифицирующие бактерии особенно чувствительны к резким изменениям температуры (рис. 3.8). Если температура возрастает быстро (за несколько часов), то повышение скорости роста идет медленнее, чем предсказывает расчет. А вот при резком уменьшении температуры активность, напротив, падает сильнее, чем следует из рис. 3.7. Насколько нам известно, в термофильных условиях (при 50-60 °С) нитрификация не происходит.[ . ]
Чистые культуры этих бактерий получить довольно трудно, и это удавалось немногим исследователям. Типичным мезофильным представителем является бактерия Bacillus omeli-anskii, названная в честь В. JI. Оме-ля н с к о г о, впервые описавшего этот микроорганизм. В качестве типичного термофильного представителя можно назвать Clostridium thermocellulaseum. Описания мезофильных и термофильных видов указанных бактерий тождественны, поэтому А. А. Имшенец-к и й считает, что они представляют один вид. При этом термофилы могут рассматриваться как варианты мезофилов.[ . ]
Широко распространены термофильные суль-фатвосстанавливающие бактерии, оптимальная температура роста которых достигает 55—60 °С. Известны также термофильные бактерии, окисляющие различные соединения серы до молекулярной серы и серной кислоты. Горячие источники, богатые сероводородом, изобилуют термофильными видами тионовых бактерий. Из Брагунских терм (Северный Кавказ) с температурой 89—90 °С выделена тиобактерия Thiobacillus thermophilica Imschenetskii. Оптимальная температура роста этой бактерии 55 — 60 °С, максимальная — около 80 °С, минимальная 40 °С.[ . ]
Л. Г. Логиновой выделен термофильный актиномицет Micromonospora vulgaris штамм РА-П4, образующий комплекс литических ферментов. Эти ферменты разрушают клеточные стенки различных бактерий и дрожжей (мертвых и живых). Литические ферменты могут найти применение в различных областях народного хозяйства: в повышении усвояемости и питательной ценности кормовой микробной биомассы, в борьбе с бактериальными инфекциями человека и животных и в других областях.[ . ]
Наиболее важную группу бактерий, участвующих в выщелачивании сульфидных минералов, составляют ацидофильные тио-бациллы, принадлежащие к семейству Thiobacteriaceae. Они характеризуются хемосинтетическим метаболизмом и способностью использовать окисление неорганической серы и ее соединений для получения энергии для роста. Поэтому их относят к группе хемолитотрофов. Было показано [414], что эта группа состоит из бактерий трех категорий, т. е. включает автотрофов, которые получают углерод для роста только из диоксида углерода, миксотрофов, которые могут использовать углерод, полученный как из диоксида углерода, так и из органических соединений, и гетеротрофов, единственным источником углерода для которых является органический субстрат. Большинство видов тиобацилл являются мезофильными бактериями, для роста которых оптимальные температуры находятся между 30 и 35 °С. Однако были выделены и умеренно термофильные виды, которые лучше растут при 45—50 °С.[ . ]
Продукты обмена веществ термофильных бактерий нашли широкое применение в промышленности. Еще в 1923 г. В. М. Шапошникову и А. Я. Мантейфель удалось наладить производство молочной кислоты с помощью термофильных бактерий. Ряд термофильных молочнокислых бактерий применяется в молочной промышленности для получения высококачественного творога.[ . ]
Вследствие деятельности термофильных бактерий, температура навоза поднимается до 50—70°. Выделяющиеся при гниении углекислота и пары воды принимают участие в реакциях образования свинцовых белил. В результате процессов, протекающих в горшках, около 70—80% свинца превращаются в белила. После разгрузки горшков основной карбонат отделяют от металлического свинца. Эту операцию раньше производили вручную, а в настоящее время производят специальными машинами и на мокрых мельницах. От остатков свинца белила отделяют отмучиванием, после чего их отмывают от избытка уксуснокислого свинца, фильтруют и сушат. Свинцовые белила по указанному способу производили раньше не в зданиях, а в кучах, и поэтому этот способ называют также кучным, а белила называют иногда лаговыми (испорченное голландское слово loog — помещение для производства свинцовых белил).[ . ]
Монография Е Н Мишустива «Термофильные микроорганизмы в природе и практике” /867 представляет обобщение данных главным образом по распространению, биологии и роли термофильных микроорганизмов в почве, их эколого-географической изменчивости; адаптации к повышенной температуре. В отношении эволюции термофильных микроорганизмов автор полагает, что термофилы могли возникать как в процесов адаптации мезофильных форм к воздействию повышенной температуры, так и возможного существования реликтовых форм, сохранившихся о того периода истории Земли, когда температура ее поверхности была дрстаточно высока Главным местообитанием термофильных микроорганизмов автор считает термальные экологические ниши. В монографии рассмотрены вопроса использования термофильных бактерий. Ко времени выхода монографии Б.Н.Мишус-тина были известны всего около пяти видов термофильных грибов; естественно, данные о них весьма кратки.[ . ]
В значительных количествах термофильные бактерии обнаруживаются в огородных и полевых почвах, куда они попадают в основном вместе с органическими удобрениями. Было показано, что в окультуренных почвах термофилов довольно много, а в необработанных почвах их почти нет. Эти наблюдения дали возможность использовать термофильные микроорганизмы в качестве показателей степени окультуренности почв. Однако термофильные микроорганизмы были обнаружены даже в почвах и водах Крайнего Севера.[ . ]
В ряде промышленных производств термофильные бактерии могут приносить и существенный вред: вызывают заражение сусла на пивоваренных заводах, порчу консервов (особенно анаэробные бактерии), сгущенного стерилизованного молока, сахарных сиропов. Поэтому необходимы надежные методы стерилизации.[ . ]
Среди спорообразующих грамположительных бактерий семейства Bacillaceae азотфиксирующая способность выявлена у факультативных анаэробов Bacillus polymyxa, аэробов Bacillus megaterium и Thermobacillus azotofigens. Последняя бактерия, выделенная из удобренной навозом дерново-карбонатной почвы Эстонской ССР, оказалась термофильной с оптимумом роста 45—50 °С и максимумом 60—65 °С. При температурах ниже 20 °С она не развивается.[ . ]
Следует иметь в виду, что в почвах и грунтах патогенные бактерии могут существовать лишь в благоприятных условиях. В частности, большинство патогенных бактерий погибают при нахождении их в течение часа при температуре 60 °С, а при 100 °С — почти моментально. Тем не менее известны, например, термофильные цианобактерии, обитающие в горячих источниках при температурах 74 °С. Убивают бактерии и ультрафиолетовые лучи (повреждающие их ДНК), ионизирующие виды излучений. Многие ПАВ (фенол, жирные кислоты, аммонийные соединения, относящиеся к дезинфицирующим средствам) также убивают патогенные бактерии и используются как бактерицидные средства.[ . ]
В мезофильно сброженном осадке погибает до 70% патогенных бактерий и гельминтов, в термофильно сброженном осадке погибают почти полностью как патогенные бактерии (99,4%), так и гельминты (100%). Сброженные в метантенках осадки представляют собой суспензию темного, почти черного цвета, пахнущую разогретым сургучом, асфальтом или каучуком.[ . ]
Почвы с высоким содержанием нефти содержат большое количество бактерий, разрушающих углеводороды, поэтому обнаружение таких бактерий является одним из возможных способов разведки подземных запасов нефти и газа [8]. Диапазон температур, при которых растут углеводородрасщепляющие бактерии, широк и составляет 0—60°С [32]. Некоторые термофильные бактерии были найдены в озерном иле [38].[ . ]
Из данных таблицы можно заключить, что оптимальные температуры развития бактерий повышаются с продвижением объектов исследования на юг. Это установлено Е. Н. Мишустиным для почвенных бактерий разных климатических зон [31 ]. В одном и том же пункте средняя температура активного ила значительно выше, чем активного слоя почвы. Однако в южных районах (Приморский, Фергано-Маргеланский) дефицит тепла меньше, и поэтому при благоприятном биохимическом показателе сточных вод микробиологические процессы протекают более интенсивно. Этому способствует то обстоятельство, что термофильным культурам свойственна повышенная биохимическая деятельность. С повышением у бактерий температурного оптимума на 10 °С их биохимическая эффективность примерно удваивается.[ . ]
Меньшее торможение распада белков и снижение жизнедеятельности метановых бактерий определяет появление в образующемся газе значительных количеств азота. При этом меньшая степень торможения распада белков по сравнению с жирами и углеводами, несмотря на накопление летучих жирных кислот, обусловливает достаточно высокую щелочность иловой жидкости вследствие накопления продуктов распада белков [МН3, (МН гСОз и КН4НС08]1 и только при резком торможении распада белков в термофильных условиях сбраживания осадка под влиянием сульфонола НП-3 щелочность иловой жидкости падает (pH = 6).[ . ]
Разрушение структуры хлеба и разложение содержащихся в нем веществ связано с продуцированием бактериями группы сенной и картофельной палочки активных протеолитиче-ских и амилолитических ферментов. Одним из основных факторов, обусловливающих развитие поражений хлеба, является накопление в зерне и муке спороносных бактерий группы картофельного бацилла. Спороносным бактериям, особенно их термофильным формам, отводится значительная роль в процессах самосогревания зерна.[ . ]
Значительная термостабильность белка протеазы представляет теоретический интерес: она приближается к таковой у ряда видов термофильных бактерий и может быть объектом для сравнительного изучения структуры белка. Кроме того, она имеет практическое значение — при использовании в отраслях производства, где отдельные стадии технологического процесса проходят при повышенной температуре.[ . ]
Санитарно-бактериологические исследования почвы могут проводиться по программе краткого, полного и специального анализа. Краткий анализ включает определение бактерий группы кишечной палочки и общее число сапрофитных бактерий почвы. При полном анализе указанные исследования дополняются определениями протея, количества анаэробов, спороносных, термофильных микроорганизмов. При специальных исследованиях определяются бактерии тифо-паратифозной и дизентерийной групп, Cl. tetani, Cl. В некоторых случаях применяются и другие методы санитарно-бактериологического исследования («токсикоз почвы», «почвенная закладка» и др.).[ . ]
Наиболее характерной для подобных организмов является зависимость их роста и развития от наличия в среде тиамина, биотина, фолиевой и никотиновой кислот. В качестве обособленного нового вида описаны культуры спорообразующих бактерий, нуждающиеся в пан-тотеновой кислоте. Термофильным формам спороносных бактерий присуща более выраженная зависимость роста и развития от аминокислот, витаминов и других дополнительных факторов роста.[ . ]
Как видно из приведенного, в основу классификации микроорганизмов по их отношению к температуре положен принцип не только оптимальных, но и крайних значений температуры роста. Результаты исследований позволили предположить, что в процессе эволюции термофильные формы бактерий произошли из мезрфильных путем адаптации к длительному воздействию повышенной температуры. А.А.Имленецкяй и оотрудники выявили термофильные бактерии — продуценты амилаз, целлюлаз — и изучили их физиологические особенности.[ . ]
Растения различаются по способности выносить повышенные температуры. Большинство растений начинают страдать при температуре 35—40°С. Однако есть высшие растения, главным образом растения пустынь (папрпмер, кактусы), которые переносят повышение температуры до 60°С. Ряд низших растений, некоторые водоросли, грибы и бактерии могут переносить еще более высокую температуру. Наиболее термофильными являются вулканические микроорганизмы, переносящие повышение температуры до 100°С.[ . ]
По исследованиям Милса [4, 5 ], для оптимизации процессов биохимической очистки увеличение концентрации активного ила должно сочетаться с термобиозом. Термобиозом называют функционирование и соответственно адаптацию микроорганизмов при температурах выше 30 °С, когда в метаболизме микроорганизмов начинают преобладать термофильные процессы, сопровождающиеся, в частности, ускорением роста, ускорением биохимического окисления загрязнений, а также увеличением ферментативной активности. Среди термофилов в уплотненных илах преобладали термотолерантные микроорганизмы (Pseudomonas, Bacterium, Sarcina). При таком соотношении — порядка 1 : 800, эвритермные термофилы играют в биохимическом окислении промышленных загрязнений подчиненную роль.[ . ]
Скорость биохимических процессов очистки сточных вод в большой степени зависит от температуры среды. При температуре сточных вод ниже 6 °С жизнедеятельность микроорганизмов, а следовательно, и их активность резко снижаются; при температуре свыше 37 °С заметно уменьшается скорость нитрификации в связи с уменьшением в воде растворенного кислорода. Оптимальной является температура 20—28 °С (в присутствии термофильных бактерий может идти аэробный процесс и при 67 °С). При этом в активном иле находится наибольшее количество видов микроорганизмов. С повышением температуры очищаемой во ды до 37 °С необходимо увеличение в 1,2 раза подачи воздуха для аэрации.[ . ]
Большинство же микроорганизмов ограничено более узкими рамками, и их развитие либо задерживается, либо в результате воздействия отдельных факторов наступает гибель и разрушение клеток. Большую роль в выживаемости микроорганизмов в условиях, которые могут оказаться губительными, играют «факторы компенсации». Так, например, температурный барьер преодолевается микробами, не приспособленными к этому, при наличии питательных элементов. Термофильная бактерия Bacillus stearothermophilus развивается при низкой температуре при наличии в среде ростовых факторов. Низкая температура придает Bacillus stearothermophilus нечувствительность к токсинам, не мешая ее росту.[ . ]
Источник