Все о тюнинге авто

Микробиология растений. Главное управление образования, науки и кадров. Своеобразие строения и размножения вирусов, а также применение специальных методов их исследования привели к возникновению вирусологии как самостоятельной науки, не относящейся к микр

Главная > Учебно-методическое пособие

Занятие № 11

Тема : Микробиологическое исследование кормов. Цель занятия: Обучить методам исследования грубых и сочных кормов. Материалы и оборудование : предметные стекла, покровные стекла, препаровальные иглы, посев силоса (10 -6 , 10 -7 разведения) в МПБ, суспензия силоса, индикаторные бумажки для определения рН, посев силоса (10 -6 разведение) на МПА, увлажненные солома и зерно, посев зерна и соломы методом аппликации на МПА. Демонстрация : 1. Рост Cl.perfingens на среде ВильсонБлера; 2. Рост грибков на плотных средах; 3. Рост гнилостных бактерий в МПБ; 4. ИФА для выявления токсина ботулизма. Вопросы для обсуждения : 1. Что такое эпифитная микрофлора и какое ее значение? 2. Почему высушенное сено можно долго хранить? 3. Механизм губительного действия высушивания на микробы. 4. Что лежит в основе силосования корма? Методы силосования сочных кормов. 5. Микроорганизмы, способствующие хорошему качеству силосования. 6. Фазы созревания силосной массы. 7. Методы определения качества силоса.

I . Введение

Грубые корма разнообразны в ботаническом отношении и неоднородны в физическом состоянии. Каждый из них имеет свою технологию и способ хранения, при нарушении которых нередко происходит их порча. Так, например, при увлажнении корма создаются благоприятные условия для размножения гнилостной микрофлоры, плесневых грибов, актиномицетов, которые, развиваясь на растении, используют углеводы, белки, витамины и т.д. и тем самым снижают питательную ценность корма. Кроме того, ряд микроорганизмов могут в процессе своей жизнедеятельности выделять целый ряд токсических продуктов, вызывающих отравление животных. Всесторонний качественный и количественный анализ кормов довольно затруднен, так как не существует универсальной среды, на которой можно вырастить все встречающиеся виды микроорганизмов. Чаще всего при анализе грубых кормов определяют: 1) санитарную пригодность корма и его общую обсемененность; 2) наличие споровой микрофлоры, способной вызвать заболевания животных (сибирской язвой, эмфизематозным карбункулом, ботулизмом и др.); 3) микрофлору, вызывающую порчу кормов в процессе их хранения; 4) эпифитную микрофлору, играющую большую роль в процессе силосования (гнилостную, молочнокислую, маслянокислую и др.).

II . Микологическое исследование грубых кормов

Среди микрофлоры, вызывающей порчу грубых кормов, видное место занимают грибы. Известно, что корма, пораженные грибками, могут вызывать микозы и микотоксикозы. Первые возникают при попадании в организм и развитии самого грибка, вторые  на почве отравления токсинами (ядовитыми продуктами) грибков, развивающихся на кормах. Поэтому исследование пораженных грибами кормов ведут в двух направлениях: 1) обнаружение и выделение грибковвозбудителей болезней; 2) определение их токсичности. Наиболее токсичные свойства обнаружены у многих видов Aspergillus и Fusarium, встречающихся на соломе и мякине злаков, в почве и различных продуктах. При микологическом исследовании грубых кормов используют препарат “раздавленная капля” или выделяют чистую культуру грибков. Для этого в чашки Петри помещают два кружка фильтровальной бумаги (между которыми кладут тонкий слой ваты), завертывают их и стерилизуют в сушильном шкафу. Перед посевом кружки фильтровальной бумаги увлажняют питательной средой (Чапека или ВанИнтерсена) и раскладывают на них исследуемый корм. Ровные отрезки соломки (1.52 см) располагают по радиусу на расстоянии 12 см друг от друга. Культивирование производят в термостате при температуре 2426 о С в течение 1012 дней. При появлении вокруг соломинок черных, сажистых колоний производят микроскопирование и отсев на косой агар (суслоагар, плотную среду Чапека) для получения чистой культуры. При определении видового состава обращают внимание на строение органов спороношения.

III . Определение токсичности грибков

Для испытания токсичности выделенных культур грибков их размножают на доброкачественной соломе, увлажненной жидкой средой (Чапека или ВанИнтерсена) и простерилизованной в автоклаве при 120 о С в течение 3040 минут. Культивирование грибка производят при 2025 о С в течение 23 недель. Затем культуру убивают текучим паром (в течение часа), соломинки высушивают при 4045 о С и извлекают токсин. Экстрагирование токсина производят этиловым эфиром (в течение 6 часов). Вытяжку сгущают и наносят на свежевыбритый участок кожи кролику (ставят дермонекротическую пробу). В качестве контроля на другой участок выбритой кожи наносят вытяжку, полученную из доброкачественной саломы. Если выделенный гриб образует токсин, то вытяжка из него на 34-е сутки вызовет воспалительную реакцию: отечность, покраснение и омертвление ткани. На месте нанесения контрольной вытяжки изменений на коже не произойдет. Токсин (Аг?) можно определить реакцией преципитации с сыворотками. Элементарным условием сохранения кормов от заплеснения является обеспечение их сухого состояния. Эта задача решается своевременной уборкой кормов, правильным скирдованием и повседневной борьбой с повышением влажности во время хранения.

IV . Исследование кормов на ботулизм

У лошадей и других животных иногда возникают массовые заболевания, связанные с отравлением их токсином ботулизма. Материалом для исследования в этих случаях могут быть остатки несъеденного корма или содержимое желудка падших животных. Внешне этот корм ничем не отличается от доброкачественного, и выделить культуру возбудителя из него не всегда удается. Поэтому прибегают к постановке биологической пробы на морских свинках или выявляют токсин серологическими реакциями. 1. Присланные пробы корма растирают в ступке с постепенным добавлением физраствора (1:2) и оставляют при комнатной температуре на 12 часа. 2. Полученную взвесь фильтруют через бумажный фильтр и центрифугируют. 3. 12 мл полученной жидкости с помощью шприца спаивают двум морским свинкам. При наличии токсина ботулинуса морские свинки погибают в течение 35 суток при явлениях параличей мышц брюшной стенки и задних конечностей. 4. С фильтратом ставят реакции преципитации и ИФА. 5. Из осадка делают посев в две колбы с бульоном КиттТароцци под маслом (предварительно прокипяченным) и быстро охлаждают.

    После посева одну из колб прогревают при 80 о С в течение 20 минут (для уничтожения неспоровых бактерий) и культивируют в термостате при 37 о С в течение 47 дней. При появлении в колбе роста из содержимого делают мазки, окрашивают их по Граму и просматривают с иммерсией. Палочка ботулинуса плектридиальной формы, грамположительная, чистую культуру ее получают в анаэробных условиях на кровяном агаре. Токсичность культуры проверяют на белых мышах, морских свинках или реакциями преципитации и ИФА.
V. Микробиологическое исследование силоса
Силос является одной из главных составных частей кормового рациона сельскохозяйственных животных, поэтому его качественному приготовлению уделяется большое внимание. В основе созревания силоса лежат микробиологические процессы. Одни из этих процессов (как, например, молочнокислое брожение) являются причиной созревания и консервирования силоса, тогда как другие (маслянокислое брожение, гниение) вызывают порчу корма. Оценка качества силоса производится по органолептическим, химическим и микробиологическим показателям. Для контроля за ходом силосования пробы рекомендуется брать в три срока:
    в момент закладки силосуемой массы (на количественный и качественный состав эпифитной микрофлоры); после созревания силоса (на 1030-й день после закладки);
3) в момент вскрытия силосного сооружения. В связи с тем, что в разных слоях силосной массы создаются неодинаковые условия для развития микрофлоры, из крупных силосных сооружений (башни, ямы или траншеи) берут не менее трех проб по вертикали: из верхней, центральной и нижней частей.Из подозрительных участков стога или из кормушек забирают остатки корма (100200 г), упаковывают их в два-три слоя чистой бумаги, этикетируют и направляют в лабораторию. Исследование грубых кормов начинают с определения его ботанического состава, затем описывают органолептические свойства (цвет корма, наличие налетов, расположение налетов и их окраску и т.д.) и только потом проводят полный бактериологический анализ. Растительные корма богаты разнообразной бактериальной и грибковой микрофлорой (количество бактерий в 1 г различных растений доходит до 100000 клеток). Однако высокая обсемененность корма сама по себе без учета качественного состава микрофлоры не решает вопроса о его непригодности для вскармливания. Так, например, большая обсемененность травы и свежего сена псевдомонадами или молочнокислыми кокками и палочками является хорошим показателем, Тогда как высокая обсемененность корма бактериями группы E.coli или анаэробными бациллами Cl.perfingens ввиду их потенциальной патогенности является неблагоприятным санитарным показателем.

Органолептическая оценка силоса

При органолептическом исследовании обращают внимание на физические свойства силоса: структуру, цвет, запах и вкус силосующейся массы. Хороший силос отличается сохранением структур стеблей и листьев. Цвет их под влиянием органических кислот несколько изменяется до желто-оливкового. На воздухе силос быстро темнеет, поэтому определение цвета его следует производить сразу после взятия пробы из силосной массы. Если корм приобрел очень темный цвет, почти черный и стал бесструктурным, это указывает на процессы гниения; такой корм – недоброкачественный.Запах доброкачественного силоса приятный, напоминающий запах свежего ржаного хлеба, квашеной капусты, соленых огурцов или моченых яблок, иногда слегка спиртовой. Последний обуславливается развитием молочно-кислых бактерий и дрожжей. Резко кислый запах указывает на большое содержание уксусной кислоты, что свидетельствует о более низком качестве силоса. Затхлый и гнилостный запах указывает на обильное развитие в силосе плесеней и гнилостных бактерий, вызывающих порчу корма. Неприятный запах придает силосу масляная кислота, образующаяся в результате неправильно проведенного силосования и указывающая на недоброкачественность силоса.

Определение кислотности силоса

Наиболее ярким показателем микробиологических процессов, протекающих в силосе, является его рН. Определение производится ионометром или колометрическим методом по Михаэльсу.Для этой цели из силоса готовят вытяжку или путем настаивания в течение суток одной части силоса с 45 частями дистиллированной воды (для прекращения брожения обычно добавляют толуол), или эту навеску силоса (20 г) предварительно растирают в фарфоровой ступке, переносят в колбочку, а затем заливают дистиллированной водой (80 мл). Силос с водой энергично взбалтывают (в первом случае 45 раз, во втором – в течение 5 минут), фильтруют через бумажный фильтр и прозрачный фильтрат сразу используют для определения рН.В доброкачественном силосе рН должно быть не выше 4.04.2.

Микробиологическое исследование силоса

Для общего ознакомления с микрофлорой силоса производят его микроскопическое исследование. Для этой цели небольшое количество силоса (12 г) тщательно растирают в стерильной ступке с 12 мл стерильной воды и из полученной массы делают обычным способом мазок. Мазок сушат, фиксируют на пламени спиртовки и окрашивают водным раствором какого-нибудь анилинового красителя. Лучше всего окрашивать мазки из силоса карболовым эритрозином (5%-ный раствор карболовой кислоты  100 мл, сухого эритрозина  2 г); окраска производится в течение 2030 минут. Обычно в мазках, приготовленных из доброкачественного силоса, обнаруживается большое количество палочек, стрептококки, дрожжи. Наличие в препарате плесневых грибков указывает на порчу силоса. Для характеристики качества силоса производят определение общего числа микроорганизмов и их групповой учет. При этом прежде всего готовят разведение силоса (5 г) и переносят его в колбу со 100 мл стерильной воды. Силос с водой энергично взбалтывают в течение 10 минут и из полученного исходного разведения 1:10 готовят последующие разведения. Для приготовления разведения берут 67 пробирок, в которые предварительно наливают по 9 мл стерильной воды. Затем в первую из них пипеткой вносят 1 мл разведения силоса 1:10 (из колбы), тщательно взбалтывают в течение 35 минут и 1 мл полученного разведения 1:100 переносят в следующую пробирку и т.д. Таким образом готовят последующие разведения до 10 -6  10 -7 .

Определение в силосе общего количества бактерий

Для этого посев суспензии производят на МПА, в двухкратной повторности. Если силос находится в стадии брожения, для посева берут разведения 10 -6  10 -7 , при исследовании старого силоса 10 -6  10 -5 и даже меньше. Посев производят следующим образом: стерильной градуированной пипеткой асептично берут 1 мл соответствующего разведения (для каждого разведения нужна отдельная пипетка) и вносят в пустую чашку Петри. Затем в чашку наливают предварительно расплавленный и охлажденный до 50 о С мясо-пептонный агар.

Учет молочнокислых бактерий

Производят путем посева 34 разведений силосной массы на сусло-агаре с мелом (сусло-агар готовят из пива, разведенного водой 1:1 с добавлением 1.52%-ного агар-агара). Посевы выдерживают 34 дня в термостате при температуре 3035 о С. Вследствие образования кислоты и растворения мела колонии молочнокислых микробов образуют на твердых средах с мелом зоны просветления.

Определение количества маслянокислых бактерий

Производят путем посева 34 разведений силоса на картофельную среду Рушмана или на среду Е. Н. Мишустина следующего состава: крахмал  0.5 г; пептон  5.0 г; K 2 HPO 4  1.0 г; мел  5.0 г; водопроводная вода  1000 мл. Среда разливается по пробиркам с поплавками и стерилизуется в автоклаве при 1 атмосфере 20 минут. Различные разведения силосной массы (от 1:100 до 1:10 000) засевают в пробирки с питательной средой в количестве 1 мл (каждое разведение засевают параллельно в 23 пробирки). Часть из них после посева прогревают при температуре 80 о С в течение 1015 минут, а затем засеянные пробирки выдерживают в термостате при температуре 3540 о С до 10 суток. В процессе роста маслянокислых бактерий отмечают газообразование, гидролиз, растворение мела и запах прогорклого масла.

Определение гнилостных бактерий

Выполняют с помощью посевов 34 разведений силоса на МПБ, при этом между пробиркой и пробкой вставляют полоску фильтровальной бумаги, смоченную 10%-ным раствором уксуснокислого свинца, и красную лакмусовую бумажку. Гнилостные бактерии вызывают помутнение среды и образование H 2 S, которую определяют по почернению индикаторной бумажки, смоченной уксуснокислым свинцом, или посинению лакмусовой бумажки при выделении аммиака.


Определение количества дрожжей и плесени

Производят путем посева силоса на сусло-агар без добавления мела. Посев производят, как описано выше, из разведений силоса 1:1000  1:10000. Засеянные чашки Петри выращивают при температуре 2025 о С и подсчет выросших колоний производят через 4 суток. Для пересчета всех данных рекомендуется пользоваться таблицами МакКреди. Оценка результатов микробиологического исследования силоса Твердых микробиологических норм, характеризующих качество силоса, не имеется, и результаты микробиологического исследования дают лишь общее представление о ходе процессов в силосе. Показателями нормально протекающего процесса созревания силоса являются: низкое рН (4), преобладание молочнокислых бактерий (110 млн.), небольшое количество плесеней (до 4 тыс.), бактерий группы кишечной палочки (2500 млн.) и маслянокислых бацилл (250 млн.). Зрелый силос, в котором правильно протекали микробные процессы, беден микроорганизмами, в то же время силос богат органическими и минеральными веществами, которые находятся в легкоусвояемой форме. Все это делает силос ценным пищевым продуктом для сельскохозяйственных животных. Ход работы : I. Определить титр Cl.perfingens на среде ВильсонБлера:
    Взвесить 0.1 г измельченного корма, поместить в колбу с 10 мл стерильного физиологического раствора и тщательно взболтать в течение 5 минут; Затем 1мл полученной суспензии внести в стерильную чашку Петри и залить питательной средой ВильсонБлера (100 мл 3%-ного МПА и 1%-ной глюкозы); растапливают в водяной бане и добавляют 10 мл 20%-ного раствора сульфита натрия и 1 мл 8%-ного хлористого натрия. Оба раствора готовят на стерильной дистиллированной воде и кипятят; Через сутки инкубирования в анаэростате при 37 градусах чашки Петри просматривают и отмечают результаты:
 отсутствие колоний  чистый корм;  13 колонии  слабозагрязненный корм;  310 колоний  умеренно загрязненный корм;  более 10 колоний  сильнозагрязненный корм; II. Приготовить препарат "раздавленная капля" из мицелия грибков на агаре и из увлажненного грубого корма (зерна, соломы):
    Пораженное растение тщательно осмотреть и установить наличие или отсутствие спороношения; Выявленные на поверхности пораженной ткани спороношения в виде налета подушечек или плодовых тел снять препаровальной иглой и перенести на предметное стекло в каплю 50%-ного раствора глицерина или молочной кислоты;
    Налет расправить иглами, накрыть покровным стеклом и изучить с сухими системами микроскопа (8´15 и 40´7); Промикроскопировать, изучить морфологию грибков, зарисовать.
III. Приготовить препарат из колоний, выросших вокруг зерен, соломы, разложенных на МПА. Окрасить по Граму, промикроскопировать, зарисовать. IV.Ознакомиться с общей микрофлорой силоса. Из суспензии силоса приготовить препарат, окрасить метиленовой синькой. Промикроскопировать,зарисовать. VI. Определить с помощью индикаторной бумажки рН силоса; VII.Определить общее число бактерий в 1 г силоса. Для этого подсчитать число колоний на МПА и умножить на степень разведения. VIII. Определить по росту на МПБ наличие в силосе гнилостных бактерий. IX. Учесть реакцию ИФА для выявления токсина ботулизма. X. Результаты исследований занести в протокол. Тесты для проверки знаний: 1. К органолептическим свойствам силоса относят: а) структуру, б) влажность, в) рН, г) цвет, д) запах. Ответ: а, г, д 2. При микробиологическом исследовании силоса определяют: а) ОМЧ, б) БГКП, в) споровые бактерии, г) маслянокислые, д) молочнокислые, е) Гр(+) Ответ: а, б, г, д Ключевые слова : эпифитная микрофлора, микрофлора корма, силос, маслянокислое брожение, гниение, молочнокислое брожение.

Занятие № 12

Тема : Микробиологическое исследование молока и молочнокислых продуктов. Цель занятия: Обучить методам исследования молока и молочнокислых продуктов. Материалы и оборудование : Стерильная посуда (пипетки, микропипетки, чашки Петри, пробирки, скальпель), набор красителей, предметные стекла, 1%-ный водный раствор метиленовой синьки, жидкость Никифорова, МПА (высокие столбики), стерильная водопроводная вода по 9 мл в пробирках и по 20 мл, молоко, кисломолочные продукты (сметана, кефир или кефирные зерна). Демонстрация : 1. Опыт в пробирках для определения редуктазы в молоке. 2. Опыт в чашках Петри для определения лизоцима в молоке. 3. Чашки с ростом для определения микробного числа молока. 4. Стерильные среды Эндо, Козера, Кесслера с глюкозой. 5. Среды с ростом БГКП Кесслера, Эндо, Козера и среда с глюкозой. Вопросы для обсуждения : 1. Источники микрофлоры молока. 2. Смена фаз при хранении молока. 3. Молоко как возможный источник патогенных микробов. 4. Порок молока, микробы – участники. 5. Какие вам известны способы консервирования молока? 6. Методы микробиологического исследования молока. 7. Как взять пробу молока для бактериологического исследования? 8. Какими требованиями должно отвечать молоко группы А? 9. Какие вы знаете кисломолочные продукты? 10. Какие микроорганизмы участвуют в молочнокислом брожении? 12. Микробиология маслоделия, сыроделия. 13. Какие вы знаете пороки микробного происхождения, связанные с хра- нением масла и сыра?

I . Введение

Молоко является продуктом питания и средой для развития микроорганизмов. Качество молока определяется рядом показателей  физических, химических и бактериологических. Физические и химические показатели характеризуют питательную ценность молока, а бактериологические позволяют судить о свежести молока и степени его загрязнения. При помощи этих показателей можно контролировать санитарные требования при дойке, обработке, хранении и транспортировке молока. Некоторые бактериологические показатели (наряду с физическими и химическими) характеризуют состояние вымени животного, т. е. наличие или отсутствие в нем воспалительного процесса. Микрофлора молока складывается из ряда источников: 1) микрофлора вымени; 2) внешние источники заражения молока (кожа животного, посуда и аппаратура, вода, корм, подстилка, воздух, тело и одежда доярки) как источники первичной микрофлоры молока. Вторичная микрофлора молока  это накопление микрофлоры в молоке путем размножения ранее попавших в него микроорганизмов.

II . Взятие материала для исследования молока

В зависимости от поставленных задач исследования пробы молока берут от одной определенной коровы или от группы коров. При взятии пробы молока от одной коровы: 1) готовят стерильную посуду; 2) вымя коровы тщательно моют теплой водой с мылом, протирают стерильным полотенцем, соски дезинфицируют ватным тампоном, смоченным спиртом; 3) доильщицы тщательно моют и дезинфицируют руки; 4) из каждого соска поочередно молоко сдаивают в стерильную посуду: а) первые 34 струйки (при исследовании это микрофлора кожи животного), в пищу они не идут и не уничтожаются; б) средние струйки (микрофлора молока); в) последние струйки (микрофлора вымени). При исследовании последних струек молока и наличии в них лейкоцитов и микроорганизмов можно выявить мастит (воспаление молочной железы). Все пробы этикетируются и направляются на исследование в лабораторию.При взятии молока от группы коров: 1) молоко во флягах тщательно перемешивают мутовкой медленными круговыми движениями; 2) забор проб молока производят стерильным пробником (длинная стеклянная трубка) в количестве 50 мл и сливают в стерильный флакон. Флакон закрывают над пламенем спиртовки ватной пробкой. Нумеруют, на этикеткеуказывают дату взятия пробы (число и час), а также фамилию, имя, отчество и должность лица, производившего взятие пробы. Исследование взятых проб молока производят сразу или не позднее 2-х часов с момента взятия проб. Если молоко не может быть немедленно исследовано, то его охлаждают до + 46 о С, хранят и транспортируют при этой же температуре.Основными бактериологическими показателями, характеризующими свежесть молока и его чистоту, являются: а) количество бактерий в 1 мл молока (микробное число), б) коли-титр молока (наименьший объем молока, в котором обнаружена одна БГКП). Микробное число молока можно определить: 1) бактериологическим способом (высев определенного объема молока на специальные среды с последующим подсчетом выросших колоний; 2) методом прямого подсчета бактерий под микроскопом (метод Брида, Королева, Разумовой и т.д.); 3) косвенными методами : а) с помощью пробы на редуктазу; б) с помощью пробы с резазурином.

          1. Микробиологическое исследование

молочнокислых продуктов

Типичные молочнокислые бактерии неподвижны, Гр (+), слабо или совсем не растут на МП-ых средах. Молочнокислые бактерии молока при сбраживании углеводов образуют в основном молочную кислоту, побочные продукты обычно мало заметны. Но встречаются молочнокислые бактерии, которые при брожении наряду с молочной кислотой образуют значительное количество летучих кислот (уксусной, углекислоты), спирт, диацетил и при развитии совместно с активными молочнокислыми бактериями придают молочным продуктам своеобразный специфический вкус и аромат. Молочнокислые микроорганизмы представлены тремя группами: молочнокислые стрептококки, молочнокислые палочки, дрожжи. Ход работы: I. Определить количество бактерий в 1 мл молока (методом посева):

    Приготовить серийное разведение молока: а) взять 4 пробирки с 9 мл водопроводной воды и подписать: № 1, 2, 3, 4; б) взятую пробу молока тщательно взболтать и стерильной пипеткой набрать из нее 1 мл молока и внести в пробирку № 1, тщательно перемешать, соблюдая все правила асептики, и перенести в пробирку № 2 и т.д. Вы получите разведения молока: № 1 (1:10), № 2 (1:100), № 3 (1:1000), № 4 (1:10000).
    Взять 1 стерильную чашку Петри, подписать "молоко 1:10000". В чашку внести 1 мл из пробирки № 4, залить чашку расплавленным и охлажденным до 4550 о С МПА (15 мл). Образовавшуюся смесь тщательно перемешать путем вращения чашки и оставить на столе до полного застывания агара.
    Чашку перевернуть вверх дном и поставить в термостат на 48 часов.
    По демонстрационным чашкам подсчитать микробное число.
II. Провести микроскопическое исследование кисломолочных продуктов:
    Приготовить мазок из сметаны, высушить на воздухе, зафиксировать в жидкости Никифорова и окрасить метиленовой синькой (3 мин). Мазок промыть, подсушить фильтровальной бумагой. Промикроскопировать с иммерсионной системой. Отметить наличие молочнокислых стрептококков, палочек и дрожжей, сбраживающих лактозу. Приготовить мазок из кефира: а) зерно кефира поместить между двумя стерильными стеклами и раздавить его; б) полученные на стекле отпечатки высушить, зафиксировать и окрасить метиленовой синькой, промикроскопировать, зарисовать и отметить наличие единичных дрожжей, молочнокислых стрептококков, молочнокислых бактерий и палочки стромы.
Тесты для проверки знаний: 1. Молоко 1 класса имеет следующие характеристики: а) сине-стальную окраску, б) количество бактерий > 20 млн/мл, в) количество бактерий < 20 млн/мл, г) белую окраску, д) количество бактерий менее 500 тыс/мл. Ответ: а, д 2. В лаборатории имеется: 1) сырое цельное молоко, 2) пастеризованный обрат, 3) сыворотка молочная, а также закваски: а) молочный срептококк, б) ацидофильная палочка. Что необходимо использовать, чтобы приготовить ацидофилин для телят? Ответ: 1, 3 б Ключевые слова : ОМЧ молока, Coli-титр молока, молочнокислые бактерии, кисломолочные продукты

Занятие № 13

Тема : Препараты, используемые для лечения, профилактики и диагностики инфекционных заболеваний сельскохозяйственных животных. Цель занятия: Изучить вакцины, сыворотки, иммуноглобулины, аллергены и способы их применения. Материалы и оборудование: Набор препаратов лечебного, профилактического и диагностического назначения в животноводстве. Вопросы для обсуждения : 1. Вакцины, их назначение, виды вакцин. 2. Иммунные сыворотки, их назначение. 3. Способы получения лечебно-профилактических препаратов. 4. Иммуноглобулины, их назначение. 5. Аллергены, их получение и использование. 6. Диагностические сыворотки, их получение, применение. 7. Диагностикумы, их получение, применение. 8. Применение бактериофагов для лечения и диагностики.

I . Профилактические и лечебные препараты

Одним из важнейших направлений прикладной иммунологии является создание эффективных препаратов для иммунопрофилактики и иммунотерапии инфекционных заболеваний. Среди таких препаратов различают: 1. Вакцины и анатоксины. 2. Иммунные сыворотки и иммуноглобулины.

Вакцины

Вакцины  препараты, используемые для активной иммунизации людей и животных. Э.Дженнером была получена первая вакцина, содержащая вирус коровьей оспы (vacca - корова). Название вакцины было дано Л. Пастером всем прививочным препаратам, полученным из микроорганизмов и их продуктов. Вакцины должны обладать определенными свойствами (физико-химическими, антигенными) и при правильном дозировании и введении животным давать соответствующую реакцию и создавать активный иммунитет против той или иной болезни.Различают вакцины живые, убитые, субъединичные, генно-инженерные и другие. Живые вакцины изготовляют из специально полученных штаммов микроорганизмов с ослабленной вирулентностью и полноценными иммуногенными свойствами. Для этого вначале прибегают к селекции и направленному изменению бактериальных культур и вирусов (на фоне сохраненной антигенной структуры). Это достигается: выращиванием возбудителя в средах, недостаточно для его развития благоприятных (туберкулезная вакцина в БЦЖ); пассажами через организм маловосприимчивых животных (вакцина против рожи свиней, вакцина против бешенства, вакцина против вируса чумы свиней и вируса Ньюкастловской болезни); обработкой химическими веществами и физическими агентами (вакцины против пастереллеза птиц, против сибирской язвы (СТИ, ГНТИ), вакцины Ценковского, бруцеллеза ВА-19, против паратифа телят Т с -177). Живые вакцины обычно более эффективны, создают, как правило, напряженный иммунитет, сходный с постинфекционным. В большинстве случаев достаточно бывает однократной вакцинации живой вакцины, так как вакцинный штамм может размножаться и персистировать в организме.Однако после их применения могут возникнуть поствакцинальные осложнения, особенно у животных с пониженной резистентностью к заболеваниям. Вакцины чаще леофильно высушивают: из замороженного состояния, в вакууме. Убитые вакцины представляют собой взвесь убитых (инактивированных) микроорганизмов. Их готовят из штаммов микроорганизмов, обладающих максимально выраженными иммуногенными свойствами. Для инактивации вакцин используют разные методы: нагревание, УФ-лучи, ультразвук, химические вещества (спирт, формалин, фенол и другие). Инактивацию проводят в условиях, исключающих денатаруцию антигенов. Примерами убитых вакцин могут служить: формолвакцина против эмфизематозного карбункула, формолвакцина против оспы свиней и против паратифа телят. Вакцины, содержащие убитые микробы, безопасны, вызывают медленное образование иммунитета и менее эффективны в условиях действующего очага инфекции. Следует учитывать, что аттенуированный (ослабленный) или убитый возбудитель  это множество различных антигенных детерминант, из которых протективностью, т.е. способностью индуцировать защитный иммунитет, обладают очень немногие. В связи с этим целесообразно усовершенствовать вакцины путем использования компонентов бактериальной клетки и вирионов, обладающих наиболее выраженным протективным действием. Вакцины, содержащие отдельные антигенные комплексы микробных клеток и вирионов, называют субъединичными . При введении их в организм субъединичные вакцины благодаря хорошей растворимости и относительно низкой молекулярной массе быстро метаболируются и выводятся из организма, не обеспечивая длительного иммуногенного раздражения. Поэтому к ним обычно добавляют вещества-адъюванты (adjuvans - помогающий): гидроокись аммония, алюмо-калиевые квасцы, фосфаты аммония, кальция и другие. Адъюванты укрупняют антигенные частицы, созюдают в месте введения депо (депонированные вакцины), т.е. удлиняют период иммуногенного раздражения. Кроме того, адъюванты усиливают фагоцитоз, митоз иммунокомпетентных клеток. Генно-инженерные вакцины получают поэтапно. Сначала составляют генетическую карту генома данного возбудителя. Затем гены, контролирующие протективные антигены, переносят в геном других микроорганизмов, например в дрожжевую клетку или кишечную палочку, клонируют в них, добиваясь экспрессии этих генов в новых условиях. Синтезируемые новыми клетками антигены (белки) очищают от балластных веществ и адсорбируют на адъювантах. Созданы генно-инженерные вакцины против ящура, бешенства. Ассоциированные вакцины . Большое значение в животноводстве имеет ассоциированная иммунизация, т.е. введение в организм ассоциированных вакцин, содержащих одновременно антигены нескольких возбудителей, например: ассоциированная вакцина против эмфизематозного карбункула, злокачественного отека и пастереллеза крупного рогатого скота, ассоциированная вакцина против ботулизма и пастереллеза норок.

Анатоксины

Анатоксины используют для создания искусственного активного антитоксического иммунитета (столбняк, ботулизм и другие). Анатоксин представляет собой экзотоксин (фильтрат бульонной культуры токсигенного микроба), обезвреженный длительным (1830 дней) воздействием формалина при температуре 3740 о С. Анатоксин контролируют на стерильность, безвредность и иммуногенность. Анатоксины очищают от балластных белков и адсорбируют на адъювантах.

Иммунные сыворотки и иммуноглобулины

При многих бактериальных и вирусных инфекциях антитела играют защитную роль, нейтрализуя токсины и внеклеточные вирусы, способствуют очищению организма от возбудителя. Однако накопление достаточного количества антител наблюдается, как правило, не ранее чем через 23 недели после начала заболевания. Поэтому для создания искусственного пассивного иммунитета используют введение животным иммунных сывороток или иммуноглобулинов.Сыворотки применяют с профилактическими и лечебными целями. Для профилактики их используют, когда имеется непосредственная опасность заражения, например, столбняком, анаэробными инфекциями при ранении. Сыворотку вводят чаще внутримышечно или внутривенно. Иммунные сыворотки получают путем многократной иммунизации лошадей, от которых можно получить сравнительно много крови. Животных иммунизируют соответствующими антигенами: анатоксинами для получения антитоксических сывороток и вакцинами для получения антибактериальных и антивирусных сывороток. После окончания иммунизации у животного стерильно берут кровь, из которой получают сыворотку. Сыворотку проверяют на активность (титр антител), стерильность, безвредность, очищают от балластных белков. Чаще для этого применяют метод ферментативного гидролиза, осаждение активных фракций сульфатом аммония и диализ  «Диаферм» . Из сывороток получают иммуноглобулины путем спиртоводного осаждения при низкой температуре. Из крови гипериммунизированных животных получают иммуноглобулины против бешенства, сибирской язвы, чумы, лептоспироза и т.д.

II . Диагностические препараты

Диагностические препараты используются для: 1) определения с помощью специальных иммунных сывороток вида и типа микроорганизма, выделенного от больного животного; 2) обнаружения антител в сыворотке больного животного;

    выявления аллергической перестройки организма, возникающей при некоторых инфекционных заболеваниях.

Диагностические сыворотки

Диагностические сыворотки содержат специфические антитела, с их помощью можно выделить антигены соответствующего возбудителя. Диагностические сыворотки подразделяются на агглютинирующие, преципитирующие, нейтрализующие, люминисцентные, меченые (конъюгированные) ферментом и другие.

Все диагностические иммунные сыворотки готовят путем иммунизации животных (кроликов, лошадей) соответствующим антигеном. Полученные от иммунизированных животных сыворотки титруют (определяют титр соответствующих антител), в стерильных условиях разливают в ампулы. Свободные аминогруппы F c фрагментов антител в иммунных сыворотках можно конъюгировать ферментами, флюоресцентными красителями, изотопами. Эти сыворотки используют для диагностики в реакциях ммунофлюоресцентного и иммуноферментного анализа, радиоиммунного анализа.

Диагностикумы

Диагностикумы используют для определения специфических антител в сыворотке животного. Чаще всего диагностикумы представляют собой гомогенную взвесь убитых микробов или вирусов. Диагностикумы из большинства бактерий готовятся путем инактивации их взвеси формалином, этиловым спиртом, прогреванием и другими методами.В ряде случаев для серодиагностики применяют не целые микроорганизмы, а выделенные из микробных тел антигены. Это достигается различными методами: дезинтеграцией химическими веществами, кипячением, ультразвуком и т.д.

Бактериофаги

Бактериофаги характеризуются высокой специфичностью, поэтому их можно использовать для: 1) фаготерапии  лечения некоторых инфекционных заболеваний; 2) фагопрофилактики  предупреждения некоторых заболеваний; 3) диагностики.

Аллергены

Аллергены  это препараты, которые применяют с целью диагностики соответствующего заболевания, для выявления иммунологической перестройки организма в результате вакцинации или заболевания. Основные требования к аллергенам  высокая чувствительность и специфичность.Микробные аллергены чаще готовят из фильтратов бульонных культур. Вводят накожно, внутрикожно или на конъюктиву глаза. При положительной реакции на месте введения аллергена развивается местная воспалительная реакция: отечность, гиперемия, выделение гноя из внутреннего угла глаза и др. Ход работы: I. Изучить вакцины: а) живые вакцины  БЦЖ, СТИ, б) убитые вакцины, в) субъединичные вакцины. II. Изучить анатоксины: столбнячный, ботулинический. III. Изучить иммунные сыворотки и иммуноглобулины. Просмотреть образцы следующих сывороток: а) сыворотку против сибирской язвы, б) сыворотку против паратифа поросят,в) поливалентную сыворотку против лептоспироза. IV.Изучить аллергены. Просмотреть образцы следующих аллергенов: а) альтуберкулин Коха, б) туберкулин ППД, в) бруцеллизат ВИЭМ, г) бруцеллин ВИЭМ. Разобрать способы введения. V. Изучить диагностические сыворотки: а) агглютинирующую сальмонелезную поливалентную, б) агглютинирующую сальмонелезную групповую О-сыворотку, в) агглютинирующую сальмонелезную типовую Н-сыворотку, г) люминесцирующую сыворотку чумную, д) люминесцирующую сыворотку бруцеллезную, е)преципитирующую сибиреязвенную сыворотку. Просмотреть образцы сывороток, разобрать способы их приготовления, применения. VI. Изучить диагностикумы: а) сальмонелезный ОН-диагностикум, б) бруцеллезный диагностикум, в) эритроцитарный сибиреязвенный диагностикум, г) бруцеллезный эритроцитарный диагностикум. Просмотреть образцы диагностикумов, разобрать способы их получения, применения. VII. Изучить бактериофаги: а) для лечения: стафилококковый, стрептококковый, б) для диагностики: чумной диагностический фаг. Тесты для проверки знаний: 1. Туберкулины для аллергодиагностики животному вводят: а) внутрикожно, б) внутривенно, в) внутримышечно, г) на конъюктиву. Ответ: а, г 2. Для активной иммунизации против сибирской язвы животным вводят: а) противосибиреязвенную сыворотку, б) вакцину СТИ, в) вакцину ГНТИ, г) противосибиреязвенный иммуноглобулин, д) вакцины Ценковского. Ответ: б, в, д 3. Живые вакцины: а) содержат иммуноглобулины, б) создают пассивный иммунитет организма, в) создают активный иммунитет, г) состоят из аттенуированного штамма. Ответ: в, г Ключевые слова : вакцины, иммунные сыворотки, иммуноглобулины, аллергены, диагностикумы, бактериофаги.

ЛИТЕРАТУРА

    Вирусные инфекции. Труды института имени Пастера. С.-Пб.: НИИ эпидемиологии и микробиологии, 1992. 122 с. Кочемасова З.Н. и др. Санитарная микробиология и вирусология. М.: Медицина, 1987. 440 с. Красильников А.П. Микробиологический словарь-справочник. Минск: Беларусь, 1986. 210 с. Краткий определитель бактерий. Под ред. Дж. Хоулта. М.: Мир, 1980. 312 с. Лукомская К.А. Микробиология с основами макробиологии. М.: Мир, 1987. 120 с. Покровский В.Н. Бактериофаг – вирус бактерий. М.: Знание, 1986. 310 с. Пяткин К. Д. Микробиология. М.: Медицина, 1971. 352 с.
    Стейниер Р., Эдельберг Э., Дж. Ингрэм. Мир микробов. Т.1, 2, 3. М.: Мир, 1979. 270 с.

ПРЕДИСЛОВИЕ ………………………………………………………………. 3 Раздел I. МОРФОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ 1. Правила работы в бактериологической лаборатории. Техника приготовления и простая окраска препаратов. Морфология микроорганизмов ……………………………………………. 4

    Структура бактериальной клетки. Сложные методы окраски ………….. 7
Раздел II. ФИЗИОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ 3. Питательные среды. Выделение чистых культур бактерий (I этап) …………………………………………………..………. 13 4. Ферменты бактерий. Выделение чистых культур бактерий (II и III этапы). Определение чувствительности микроорганизмов к антибиотикам, УФО и химическим веществам. Культивирование анаэробов …………………………………. 18 5. Выделение чистых культур (IV этап). Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы. Понятие о стерилизации и дезинфекции ………………………………………………………………. 23 6. Генетика микроорганизмов ………………………………………………… 28 Раздел III. САНИТАРНОБАКТЕРИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 7. Санитарнобактериологическое изучение природных биоценозов …………………………………………………………………… 31 Раздел IV. ИНФЕКЦИЯ И ИММУНИТЕТ 8. Реакции иммунитета ………………………………………………………... 38 9. Методы лабораторной диагностики инфекционных болезней сельскохозяйственных животных, вызываемых бактериями ……………. 45 10. Лабораторная диагностика вирусных инфекций ………………………….. 50 Раздел V. МИКРОФЛОРА КОРМОВ, МОЛОКА И МОЛОЧНОКИСЛЫХ ПРОДУКТОВ 11. Микробиологическое исследование кормов ………………………………. 53 12. Микробиологическое исследование молока и молочнокислых продуктов …………………………………………………. 62 13. Препараты, используемые для лечения, профилактики и диагностики инфекционных заболеваний сельскохозяйственных животных ………………………………………….. 66 Литература ……………………………………………………………………….. 73

  • Предисловие (66)

    Документ

    ПРЕДИСЛОВИЕ Центральный государственный архив научно-технической документации Казахской ССР (ЦГА НТД КазССР) Главного архивного управления при Совете Министров Каз ССР образован постановлением Совета Министров Казахской ССР от 7 февраля

  • Предисловие (73)

    Рассказ

    Предисловие Основой рассказов являются подлинные события. Начинаются они разделом "Дороги старокрымских партизан к победе". В нем читатель познакомится не только с геройскими делами партизан, но и убедится, что в годы Великой

    • Введение

    Широкое распространение микроорганизмов свидетельствует об их огромной роли в природе. При их участии происходит разложение различных органических веществ в почве, водоемах, они обуславливают круговорот веществ и энергии в природе. От их деятельности зависит плодородие почв, формирование каменного угля, нефти, других полезных ископаемых. При их активном участии постоянно осуществляется два противоположных процесса: синтез из минеральных веществ сложных органических соединений, и, наоборот, разложение органических веществ до минеральных. Единство этих противоположных процессов лежит в основе биологической роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе. Многие микроорганизмы используются в промышленности и сельскохозяйственном производстве.

    Особенно важно использование микроорганизмов в растениеводстве и животноводстве. От них зависит правильное приготовление и хранение кормов, создание кормового белка.

    Микробиология приготовления обыкновенного сена.

    Наиболее распространенный способ консервирования зеленой массы и других кормов — сушка. Сено готовят из скошенных трав, имеющих влажность 70-80%. Сушку сена проводят по-разному — в прокосах, валках, в копнах, на вешалах и т. д. Даже при сухой погоде и быстро протекающей сушке некоторые потери питательных веществ в корме неизбежны, так как в растительной массе продолжают идти дыхание и другие ферментативные процессы. В случае более или менее затяжной сушки роль отмеченных процессов сильно возрастает, и это, в свою очередь, ведет к увеличению потерь, которые во многом связаны с размножающимися на влажной растительной массе микроорганизмами. Для ограничения потерь питательных веществ стремятся использовать искусственную досушку сена, применяя принудительное вентилирование атмосферным или подогретым воздухом.

    При сушке кормов количество жизнедеятельных микроорганизмов в них постепенно уменьшается. Тем не менее, на доброкачественном корме растительного происхождения всегда можно найти большее или меньшее количество микробных клеток, свойственных эпифитной микрофлоре, а также других микроорганизмов, попадающих сюда из почвы и воздуха. Они находятся в анабиотическом состоянии, так как в такой среде нет условий для их размножения.

    При увлажнении хранящегося корма в нем бурно начинают протекать микробиологические процессы и одновременно повышается температура. Этот процесс характеризуется повышением температуры сначала до 40-50%, и через 4-5 дней она повышается до 70-80%. Это явление, получившее название саморазогревания (термогенез), связано с жизнедеятельностью микрофлоры.

    Микроорганизмы используют для синтетических целей не более 5—10% энергии потребленных ими питательных веществ. Остальная энергия выделяется в окружающую среду главным образом в виде тепла. Таким образом, термогенез зависит в основном от неполной утилизации микроорганизмами энергии, выделяющейся при осуществлении ими биохимических процессов.

    Явление термогенеза становится осязаемым лишь в условиях затрудненной теплоотдачи. В противном случае тепло рассеивается из среды, где размножаются микроорганизмы, без заметного разогревания субстрата. Поэтому в практике отмечается разогревание лишь значительных скоплений различных материалов, то есть таких масс, в которых может происходить аккумуляция тепла.

    При самонагревании растительной массы наблюдается четко выраженная смена микрофлоры. Сначала в разогревающейся массе размножаются мезофильные микроорганизмы. С повышением температуры на смену им приходят термофилы, которые способствуют повышению температуры органических веществ, так как обладают исключительной скоростью размножения.

    Сильное разогревание достаточно сухой и пористой массы может вызвать ее обугливание и образование горючих газов — метана и водорода, которые адсорбируются на пористой поверхности обуглившихся растительных частиц, вследствие чего может произойти самовоспламенение. Весьма вероятно, что роль катализатора при воспламенении играют соединения железа. Воспламенение происходит лишь в присутствии воздуха и только если масса недостаточно уплотнена. В ветреную погоду случаи самовоспламенения учащаются.

    Термогенез причиняет существенный вред. Он вызывает порчу сена. Однако при умеренном развитии самонагревания термогенез может быть желательным. Например, «самопрелая» солома в результате разогревания лучше поедается скотом. Явление термогенеза используют для приготовления, так называемого, бурого сена. Его готовят в местностях, где вследствие климатических условий затруднена сушка сена. При этом для просушивания корма используют не солнечную энергию, а тепло, выделяющееся в результате жизнедеятельности микроорганизмов, обитающих в растительной массе.

    В высушенных кормах микроорганизмы находятся в анабиотическом состоянии. При увлажнении корма они начинают размножаться и вызывают его порчу.

    Силосование кормов

    Силосование (заквашивание) — способ консервирования зеленого корма, при котором растительная масса сохраняется во влажном состоянии в ямах, траншеях или специальных сооружениях — силосных башнях. Корм, более или менее спрессованный и изолированный от доступа воздуха, подвергается брожению. Он приобретает кислый вкус, становится мягче, несколько изменяет цвет (приобретает бурую окраску), но остается сочным.

    Силосование имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами консервирования корма: можно силосовать в любую погоду, такой корм можно хранить длительное время (иногда десятилетиями).

    существует два способа силосования кормов: холодный и горячий.

    Холодный способ силосования назван так потому, что во время созревания силоса в нем происходит умеренное повышение температуры, доходящее в некоторых слоях корма до 40°С, оптимальной температурой считается 25—35°С.

    При таком силосовании скошенную растительную массу, если нужно, измельчают, укладывают до отказа в кормовместилище, утрамбовывают, а сверху как можно плотнее укрывают для изоляции от воздействия воздуха.

    При горячем способе силосное сооружение наполняют по частям. Зеленую массу на 1—2 дня рыхло укладывают слоем около 1 —1,5 м. При большом количестве воздуха в ней развиваются энергичные микробиологические и ферментативные процессы, в результате чего температура корма поднимается до 45—50°С. Затем укладывают второй слой такой же толщины, как и первый, и он, в свою очередь, подвергается разогреванию. Растения же, находящиеся внизу и размягченные под влиянием высокой температуры, спрессовываются под тяжестью нового слоя корма. Это вызывает удаление воздуха из нижнего слоя силоса, отчего аэробные процессы в нем прекращаются, и температура начинает снижаться. Так слой за слоем заполняют все силосохранилище. Самый верхний слой корма утрамбовывают и плотно прикрывают для защиты от воздуха. В связи с тем, что силосохранилище при горячем способе силосования обычно делают небольших размеров, на верхний слой силосуемого корма помещают определенный груз.

    Разогревание растительной массы связано с потерей (иногда значительной) части питательных веществ корма. В частности, резко уменьшается переваримость его белков. Поэтому горячее силосование не может считаться рациональным способом сохранения растительной массы.

    Холодный способ силосования наиболее распространен. Это объясняется как сравнительной его простотой, так и хорошим качеством получающегося корма. Горячий способ силосования признан допустимым лишь для квашений грубостебельных, малоценных кормов, так как разогревание улучшает их поедаемость.

    Силосование связано с накоплением в корме кислот, образующихся в результате сбраживания микробами - кислотообразователями содержащихся в растениях сахаристых веществ. Основную роль в процессе силосования играют молочнокислые бактерии, продуцирующие из углеводов (в основном из моно- и дисахаридов) молочную и частично уксусную кислоты. Эти кислоты имеют приятные вкусовые свойства, хорошо усваиваются организмом животного и возбуждают у него аппетит. Молочнокислые бактерии снижают рН корма до 4,2—4 и ниже.

    Накопление молочной и уксусной кислот в силосе обусловливает его сохранность потому, что гнилостные и прочие нежелательные для силосования бактерии не могут размножаться в среде с кислой реакцией (ниже 4,5—4,7). Сами же молочнокислые бактерии относительно устойчивы к кислотам. Переносящие сильное подкисление плесневые грибы относятся к строгим аэробам и в хорошо укрытом заквашиваемом корме размножаться не могут.

    Таким образом, герметизация и кислотность силоса — главнейшие факторы, определяющие его стойкость при хранении. Если по тем или иным причинам кислотность корма уменьшается, то это неминуемо ведет к его порче, так как создаются условия, благоприятные для вредных микробов.

    Для нормального силосования различных кормов требуется неодинаковое подкисление. Иногда 0,5% молочной кислоты снижает значение рН корма до 4,2, то есть до показателя, свойственного хорошему силосу. В других случаях для этого требуется 2% той же кислоты. Такое колебание зависит от различного проявления буферных свойств у некоторых составных частей растительного сока. Механизм действия буферов заключается в том, что в их присутствии значительная часть ионов водорода нейтрализуется. Поэтому, несмотря на накопление кислоты, рН среды почти не снижается до тех пор, пока не израсходован весь буфер. В силосе образуется запас так называемых связанных буферами кислот. Роль буферов могут играть различные соли и некоторые органические вещества (например, протеины), входящие в состав растительного сока. Более буферный корм для получения хорошего силоса должен иметь больше сахаров, чем менее буферный. Следовательно, силосуемость растений определяется не только богатством их сахарами, но и специфическими буферными свойствами. Основываясь на буферности сока растений, можно теоретически вычислить нормы сахара, необходимые для успешного силосования различного растительного сырья.

    Буферность сока растений находится в прямой зависимости от количества в них белков. Поэтому большинство бобовых растений трудно силосуется, так как в них относительно мало сахара (3—6%) и много белка (20—40%). Прекрасная силосная культура— кукуруза. В стеблях и початках ее содержится 8—10% белка и около 12% сахара. Хорошо силосуется подсолнечник, в котором хотя и много белка (около 20%), но содержится достаточно углеводов (более 20%). Приведенные показатели рассчитаны на сухое вещество.

    Зная буферность корма и его химический состав, можно решить вопрос о силосуемости того или иного растения. В основном силосуемость связывают с запасом моно- и дисахаридов, дающих необходимое подкисление определенного корма. Минимальное их содержание для доведения значения рН корма до 4,2 может быть названо сахарным минимумом. По данным А. А. Зубрилина, если корм содержит больше сахара, чем показывает вычисленный сахарный минимум, то он будет хорошо силосоваться.

    Технически определить сахарный минимум несложно. Титрованием устанавливают необходимое количество кислот для подкисления пробы исследуемого корма до рН = 4,2. Затем определяют количество простых сахаров в корме. Допуская, что около 60% сахаров корма превращается в молочную кислоту, нетрудно рассчитать, хватает ли имеющегося сахара для должного подкисления корма.

    Для улучшения силосуемости кормов, в которых мало углеводов, их смешивают с кормами, содержащими много сахара. Можно также улучшить состав силосуемого корма, добавив к нему по определенному расчету патоку-мелассу.

    В некоторых кормах бывает слишком много углеводов. При силосовании таких кормов возникает избыточная кислотность (явление перекисления силоса). Слишком кислый корм животные неохотно поедают. Для борьбы с перекислением силоса корма, содержащие много сахара, смешивают с кормами, в которых мало углеводов. Кислый корм может быть нейтрализован добавкой СаСО 3 .

    В процессе квашения некоторая часть белка превращается в аминокислоты. На основании экспериментальных данных в настоящее время считают, что подобная трансформация в основном связана с деятельностью ферментов растительных тканей, а не бактерий.

    Поскольку аминокислоты хорошо усваиваются организмом животных, частичный перевод протеинов в аминокислоты не должен сказываться на уменьшении кормовых достоинств силосуемой массы. Глубокого распада белка с образованием аммиака в хорошем силосе не бывает.

    Во время силосования происходит частичная потеря витаминов в заквашиваемой массе, но, как правило, значительно меньшая, чем при сушке сена.

    Общие потери сухих веществ корма при холодном силосовании значительно меньше, чем при горячем. В первом случае они не должны превышать 10—15%, во втором достигают 30% и более.

    Среди молочнокислых бактерий имеются кокки и неспорообразующие палочки. Некоторые из этих бактерий из сахара образуют в основном молочную кислоту, и лишь следы других органических кислот. Другие же, помимо молочной кислоты, накапливают заметные количества уксусной кислоты.

    Из типичных представителей первой группы бактерий можно назвать Streptococcus lactis, Str. thermophilus, Streptobacterium plantarum, а из представителей второй — Lactobacillus brevis и Betabacterium breve. Эти микробы факультативные анаэробы.

    На характере продуктов, образуемых молочнокислыми бактериями, сказываются не только биохимические особенности той или иной культуры, но и состав питательной среды. Например, если сбраживается не гексоза, а пентоза, то один продукт брожения имеет три атома углерода, а другой только два (первое вещество — молочная кислота, второе — уксусная). В таком случае процесс брожения может быть выражен примерно следующим уравнением:

    В растительном сырье имеются пентозаны, дающие при гидролизе пентозы. Поэтому даже при нормально идущем созревании силоса в нем обычно накапливается некоторое количество уксусной кислоты, которая также образуется гетероферментативными молочнокислыми бактериями из гексоз.

    Большинство молочнокислых бактерий живет при температуре 7—42° С (оптимум около 25—30°С). Отдельные культуры проявляют активность при низких температурах (около 5°С). Отмечено, что при разогревании силоса до 60—65° С в нем накапливается молочная кислота, которую продуцируют некоторые термотолерантные бактерии, например Вас. subtilis.

    В силосе могут размножаться кислотоустойчивые дрожжи, не оказывающие вредного влияния на качество корма. В правильно заложенной заквашиваемой массе дрожжи сильно не размножаются.

    Это объясняется тем, что они не могут расти при низком уровне окислительно-восстановительного потенциала, создаваемого в силосе молочнокислыми бактериями.

    Развитие маслянокислых бактерий связано со следующими их особенностями: они более строгие анаэробы, чем дрожжи, но неустойчивы к высокой кислотности и прекращают расти при рН, близком к 4,7—5, как и большинство гнилостных бактерий. Накопление масляной кислоты нежелательно, так как она имеет неприятный запах, и корм, содержащий ее, плохо поедается скотом.
    В растительной массе, заложенной в силос, могут быть бактерии кишечной группы. Они вызывают гнилостный распад белка, а сахар превращается в малоценные для консервирования продукты.

    При нормально протекающем процессе силосования бактерии кишечной группы быстро отмирают, так как они не кислотоустойчивы.

    Рассмотрим динамику созревания силоса. Процесс квашения можно условно разбить на три фазы. Первая фаза созревания заквашиваемого корма характеризуется развитием смешанной микрофлоры. На растительной массе начинается бурное развитие разнообразных групп микроорганизмов, внесенных с кормом в силосное помещение. Обычно первая фаза брожения бывает кратковременной. Окончание первой, или предварительной, фазы брожения связано с подкислением среды, что угнетает деятельность большей части микрофлоры корма. К этому времени в силосе устанавливаются анаэробные условия, так как потребляется кислород.

    Во вторую фазу — фазу главного брожения — основную роль играют молочнокислые бактерии, продолжающие подкислять корм. Большинство неспороносных бактерий погибает, но бациллярные формы в виде спор могут длительное время сохраняться в заквашенном корме. В начале второй фазы брожения в силосе обычно преобладают кокки, которые позднее сменяются палочковидными молочнокислыми бактериями, отличающимися большой кислотоустойчивостью.

    Третья фаза брожения корма связана с постепенным отмиранием в созревающем силосе возбудителей молочнокислого процесса. К этому времени силосование подходит к естественному завершению.

    Быстрота подкисления корма зависит не только от количества углеводов в нем, но и от структуры растительных тканей. Чем быстрее отдают растения сок, тем скорее идет процесс квашения при одних и тех же условиях. Быстроте заквашивания способствует измельчение массы, облегчающее отделение сока.
    О качестве силосованного корма свидетельствует состав органических кислот, накопившихся в нем при брожении.
    Для регулирования процесса силосования рекомендуется несколько приемов. Среди них широко используют закваски молочнокислых бактерий. Эти микроорганизмы находятся на поверхности растений, но в небольшом количестве. Поэтому требуется определенный срок, в течение которого молочнокислые бактерии усиленно размножаются, и только тогда заметно проявляется их полезная деятельность. Этот срок можно сократить искусственно, обогащая корм молочнокислыми бактериями. Особенно целесообразно внесение заквасок при работе с трудносилосуемым материалом.

    Предложена технология приготовления и использования бактериальных заквасок, улучшающих качество корма. В большинстве случаев рекомендуют использовать молочнокислую бактерию Lactobacillus plantarum. Иногда к этому микроорганизму добавляют другой возбудитель молочнокислого брожения. Готовят как жидкие, так и сухие закваски.

    Для кормов, имеющих малый запас моносахаридов, готовят препарат с Streptococcus lactis diastaticus. Этот микроорганизм, в отличие от других молочнокислых бактерий, может сбраживать не только простые углеводы, но и крахмал.
    Имеются предложения о добавке в силосуемую массу, бедную моносахаридами, ферментных препаратов (мальтазы, целлюлазы), разлагающих полисахариды и обогащающих корм сахарами, доступными молочнокислым бактериям.

    При силосовании кормов с большим запасом углеводов (например, кукуруза), дающих слишком кислый корм, что нежелательно, готовят закваску из пропионовокислых бактерий. При ее использовании часть молочной кислоты превращается в пропионовую и уксусную, которые слабо диссоциируют, и корм становится менее кислым.

    К тому же пропионовокислые бактерии вырабатывают значительное количество витамина Bi2.
    Для улучшения силосуемости труднозаквашиваемых кормов предложено использовать препарат амилазы. Этот фермент превращает крахмал корма в мальтозу, что увеличивает резерв Сахаров, доступных молочнокислым бактериям, и усиливает подкисление корма.
    Д ля трудно заквашиваемых кормов применяют кислотные препараты. Их введение в силосуемый корм подавляет развитие сапрофитной микрофлоры первой фазы брожения. Создаваемый в растительной массе кислотными смесями рН (около 4) не препятствует развитию молочнокислых бактерий, которые поддерживают рН корма на низком уровне.

    Для консервирования плохо заквашиваемых кормов рекомендуют также препараты, содержащие формиат кальция, метабисульфит, пиросульфит натрия, сульфаминовую, бензойную, муравьиную кислоты и другие вещества, подавляющие микробиологические процессы в силосуемом корме и сохраняющие его.

    Сенажирование кормов

    Сенажирование – способ консервирования провяленных трав, в основном из семейства бобовых, убранных в начале бутанизации при влажности 40-50%

    При этом рН корма может быть довольно высоким — около 5, так как гнилостные бактерии обладают меньшим осмотическим давлением, чем молочнокислые. При подсушивании корма в нем приостанавливаются гнилостные процессы, но продолжают действовать возбудители молочнокислого брожения. На этом основано приготовление сенажа, когда несколько подсушенную массу закладывают для консервирования, как при холодном силосовании.
    В клевере, влажность которого составляет 50% и ниже, развиваются микробиологические процессы. Они протекают тем слабее, чем суше корм. Доминирующей микрофлорой в консервируемом корме очень быстро становятся молочнокислые бактерии. Эта группа довольно специфичных микроорганизмов близка к Lactobacillus plantarum, но отличается способностью расти в условиях значительно более сухой среды и сбраживать крахмал. Их развитие в корме приводит к накоплению в нем некоторого количества молочной и уксусной кислот.
    По типу сенажирования хорошо сохраняются предназначенные на корм измельченные початки кукурузы с влажностью 26—50% (оптимум 30—40%).

    В последнее время Куйбышевским сельхоз институтом рекомендовано обрабатывать недосушенное сено (влажностью около 35%) жидким аммиаком, который действует как консервант.

    При введении аммиака в корме создается щелочная реакция, блокирующая микробиологические и ферментативные процессы. Обработанный аммиаком корм должен быть покрыт каким-либо изоляционным материалом.

    Некоторые технологические приемы консервирования кормов основаны на принципах, исключающих развитие в корме микробиологических и ферментативных процессов. Это производство травяной муки, гранулирование, брикетирование и изготовление смесей с применением высоких температур, а иногда и высокого давления.

    Список использованной литературы

    1. А. В. Воробьев, Микробиология, 2003;
    2. И. Б. Котова, Микробиология, 2008;
    3. http://ru.wikipedia.org ;
    4. Работнова И.Л., Общая микробиология, Микробиология, 1966;

    Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

    Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

    Размещено на http://www.allbest.ru/

    МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

    ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

    УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

    Уральская государственная сельскохозяйственная Академия

    Контрольная работа

    «Микробиология растений»

    Выполнил: Буньков И.А.

    Екатеринбург 2012

    Введение

    5. Микробиология кормов, сена

    6. Роль микроорганизмов в природе и сельскохозяйственном производстве

    Заключение

    Введение

    Микробиология (от микро... и биология), наука, изучающая микроорганизмы -- бактерии, микоплазмы, актиномицеты, дрожжи, микроскопические грибы и водоросли -- их систематику, морфологию, физиологию, биохимию, наследственность и изменчивость, распространение и роль в круговороте веществ в природе, практическое значение.

    Наука о мельчайших организмах, не видимых невооруженным глазом. Микробиология изучает строение микробов (морфология), их химическую организацию и закономерности жизнедеятельности (физиология), изменчивость и наследственность (генетика микроорганизмов), взаимоотношения с другими организмами, включая человека, и их роль в формировании биосферы. В ходе историч. развития микробиологии как наука разделилась на общую, сельскохозяйственную, ветеринарную, медицинскую и промышленную. Общая микробиология изучает закономерности жизнедеятельности микробов как организмов, а также роль микробов для поддержания жизни на Земле, в частности их участие в круговороте углерода, азота, энергии и пр.

    1. Три области практического применения

    Итак, микробиология -- это наука, изучающая микроорганизмы, их свойства, распространение и роль в круговороте веществ в природе. Широко известны три области практического приложения микробиологических знаний, три основных направления, без которых и представить нельзя современную жизнь. Одно из этих направлений-- медицинская микробиология, изучающая болезнетворные микроорганизмы и разрабатывающая методы борьбы с ними Медицинская микробиология. включает бактериологию, которая изучает бактерии -- возбудители инфекционных заболеваний, микологию -- раздел о болезнетворных грибках, протозоологию, объектом исследования которой являются болезнетворные одноклеточные животные организмы, и, наконец, мед. вирусологию, исследующую болезнетворные вирусы. Достоверные сведения о микробах впервые были получены во второй половине 17 в. голландским ученым А. Левенгуком, описавшим «живых зверьков» в воде, зубном налете, настоях при рассмотрении их в простейший микроскоп, увеличивавший объекты в 250--300 раз.

    Другое -- техническая микробиология, под «покровительством» которой находится производство спиртовых и молочных продуктов (с использованием процессов брожения), витаминов, столь необходимых человеку антибиотиков и гормонов. Техническая, или промышленная, микробиология изучает химические процессы, вызываемые микробами, которые приводят к образованию спиртов, ацетона и других продуктов, важных для человека. В последние годы широко развились также такие области технической микробиологии, как производство витаминов, аминокислот и антибиотиков.

    Третья самостоятельная сфера этой науки -- почвенная микробиология, изучающая участие микроорганизмов в почвенных процессах в целях оптимального их использования в области сельскохозяйственного производства.

    Микробиология вошла в круг научных дисциплин еще в XVII века: ее появление тесно связано с изобретением микроскопа. Золотой век микробиологии начался в конце XIX века, когда промышленное и техническое развитие человеческого общества вместе с развитием химии красящих веществ, прогрессом оптики и замечательными открытиями бактериологов произвели в медицине и медицинском мышлении настоящий революционный переворот. К отдельным звеньям этой «революции» можно отнести открытия возбудителей значительной части инфекционных заболеваний человека и животных -- возбудителей, обнаруженных в своеобразном царстве микроорганизмов.

    О том, что же именно относится к пестрой плеяде микроорганизмов, к сфере, контролируемой микробиологией, многие имеют не всегда точное и полное представление. С годами микробиология превратилась в обширную и сложную научную дисциплину, и причина этого лежит не в каком-нибудь искусственном ее усложнении, а в том, что были открыты группы микроорганизмов, которые никак нельзя было подогнать к какому-то единому, общему знаменателю. Это заставило разделить микробиологию на несколько специальных отделов.

    Пока что выделено пять таких «провинций» в «государстве» микробиологии. Правда, ее дальнейшее развитие и дифференциация определенно говорят, что это пятичленное подразделение не окончательное. Но на сегодня оно нас вполне удовлетворяет. Вот краткое перечисление и определение упомянутых групп.

    Вирусология изучает вирусы.

    Бактериология занимается исследованием бактерий (специалисты считают их самыми древними обитателями Земли) и актиномицетов (одноклеточных микроорганизмов, близких по чертам организации к бактериям).

    Микология исследует низшие (микроскопические) грибы.

    Альгология изучает микроскопические водоросли.

    Протозоология имеет объектом своего изучения простейших -- одноклеточных животных, стоящих в системе классификации на грани растительного и животного мира.

    Мы перечислили эти подразделения в соответствии с увеличением размеров микроорганизмов.

    Вирусы в сравнении с другими группами микроорганизмов неизмеримо мельче. Именно их ничтожно малая величина и дала в руки микробиологов (в период зарождения вирусологии) основную возможность отличать их от бактерий. Размеры вирусов варьируют в пределах от 20 до 300 нанометров (один нанометр равен миллионной доли миллиметра).

    В «молодые годы» вирусологии для обозначения небактериального возбудителя какой-либо болезни применяли термин «фильтрующийся вирус» (от лат. virus -- яд).

    Первоначальный термин подчеркивал своеобразное свойство возбудителей -- способность проходить через фильтры, не пропускающие самые мелкие бактерии.

    Дальнейшие исследования показали, что вирусы представляют особую группу инфекционных возбудителей и их изучение требует применения совершенно новых методов. В результате возникла и новая самостоятельная отрасль микробиологии --вирусология. Такое выделение было безоговорочно принято всеми учеными. Вирусологию с самого начала считали как бы младшей сестрой- бактериологии.

    Однако между этими двумя отраслями науки, вернее, их объектами, есть существенное различие.

    Бактериологи уже сравнительно давно обнаружили наряду с болезнетворными бактериями и такие, которые просто необходимы для жизнедеятельности человека, животных и растений, для нормального протекания естественного круговорота веществ в природе и многих технологических процессов в пищевой и фармацевтической промышленности.

    2. Возникновение и развитие микробиологии

    микроорганизм биология корм

    За несколько тыс. лет до возникновения Микробиология как науки человек, не зная о существовании микроорганизмов, широко применял их для приготовления кумыса и др. кисломолочных продуктов, получения вина, пива, уксуса, при силосовании кормов, мочке льна. Впервые бактерии и дрожжи увидел А. Левенгук, рассматривавший с помощью изготовленных им микроскопов зубной налёт, растительные настои, пиво и т.д. Творцом микробиологии как науки был Л. Пастер, выяснивший роль микроорганизмов в брожениях (виноделие, пивоварение) и в возникновении болезней животных и человека. Исключительное значение для борьбы с заразными болезнями имел предложенный Пастером метод предохранительных прививок, основанный на введении в организм животного или человека ослабленных культур болезнетворных микроорганизмов. Задолго до открытия вирусов Пастер предложил прививки против вирусной болезни -- бешенства. Он же доказал, что в современных земных условиях невозможно самопроизвольное зарождение жизни. Эти работы послужили научной основой стерилизации хирургических инструментов и перевязочных материалов, приготовления консервов, пастеризации пищевых продуктов и т.д. Идеи Пастера о роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе были развиты основоположником общей Микробиология в России С. Н. Виноградским, открывшим хемоавтотрофные микроорганизмы (усваивают углекислый газ атмосферы за счёт энергии окисления неорганических веществ; см. Хемосинтез), азотфиксирующие микроорганизмы и бактерий, разлагающих целлюлозу в аэробных условиях. Его ученик В. Л. Омелянский открыл анаэробных бактерий, сбраживающих, т. е. разлагающих в анаэробных условиях целлюлозу, и бактерий, образующих метан. Значительный вклад в развитие Микробиология был сделан голландской школой микробиологов, изучавших экологию, физиологию и биохимию разных групп микроорганизмов (Микробиология Бейеринк, А. Клюйвер, К. ван Нил). В развитии медициской Микробиология важная роль принадлежит Р. Коху, предложившему плотные питательныесреды для выращивания микроорганизмов и открывшему возбудителей туберкулёза и холеры. Развитию медицинской Микробиология и иммунологии способствовали Э. Беринг (Германия), Э. Ру (Франция), С. Китазато (Япония), а в России и СССР -- И.И. Мечников, Л.А. Тарасевич, Д.К. Заболотный, Н.Ф. Гамалея.

    Развитие микробиологии и потребности практики привели к обособлению ряда разделов микробиологии в самостоятельные научные дисциплины. Общая микробиология изучает фундаментальные закономерности биологии микроорганизмов. Знание основ общей микробиологии необходимо при работе в любом из специальных разделов микробиологии содержание, границы и задачи общей микробиологии постепенно изменялись.

    Ранее к объектам, изучаемым ею, относили также вирусы, простейшие растительного или животного происхождения (протозоа), высшие грибы и водоросли. В зарубежных руководствах по общей микробиологии до сих пор описываются эти объекты

    В задачу технической, или промышленной, микробиологии входит изучение и осуществление микробиологических процессов, применяемых для получения дрожжей, кормового белка, липидов, бактериальных удобрений, а также получение путём микробиологического синтеза антибиотиков, витаминов, ферментов, аминокислот, нуклеотидов, органических кислот и т.п. (см. также Микробиологическая промышленность).

    Сельскохозяйственная микробиология выясняет состав почвенной микрофлоры, её роль в круговороте веществ в почве, а также её значение для структуры и плодородия почвы, влияние обработки на микробиологические процессы в ней, действие бактериальных препаратов на урожайность растений. В задачу сельско-хозяйственной микробиологии входят изучение микроорганизмов, вызывающих заболевания растений, и борьба с ними, разработка микробиологических способов борьбы с насекомыми -- вредителями с.-х. растений и лесных пород, а также методов консервирования кормов, мочки льна, предохранения урожая от порчи, вызываемой микроорганизмами.

    Геологическая микробиология изучает роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе, в образовании и разрушении залежей полезных ископаемых, предлагает методы получения (выщелачивания) из руд металлов (медь, германий, уран, олово) и др. ископаемых с помощью бактерий.

    Водная Микробиология изучает количественный и качественный состав микрофлоры солёных и пресных вод и её роль в биохимических процессах, протекающих в водоёмах, осуществляет контроль за качеством питьевой воды, совершенствует микробиологические методы очистки сточных вод.

    В задачу медицинской Микробиология входит изучение микроорганизмов, вызывающих заболевания человека, и разработка эффективных методов борьбы с ними. Эти же вопросы в отношении сельскохозяйственных и др. животных решает ветеринарная Микробиология

    Своеобразие строения и размножения вирусов, а также применение специальных методов их исследования привели к возникновению вирусологии как самостоятельной науки, не относящейся к микробиологии

    Как общая Микробиология, так и её специальные разделы развиваются исключительно бурно. Существуют три основных причины такого развития. Во-первых, благодаря успехам физики, химии и техники Микробиология получила большое число новых методов исследования. Во-вторых резко возросло практическое применение микроорганизмов. В-третьих, микроорганизмы стали использовать для решения важнейших биологических проблем, таких, как наследственность и изменчивость, биосинтез органических соединений, регуляция обмена веществ и др. Успешное развитие современной микробиологии невозможно без гармонического сочетания исследований, проводимых на популяционном, клеточном, органоидном и молекулярном уровнях. Для получения бесклеточных ферментных систем и фракций, содержащих определённые внутриклеточные структуры, применяют аппараты, разрушающие клетки микроорганизмов, а также градиентное центрифугирование, позволяющее получать частицы клеток, обладающие различной массой. Для исследования морфологии и цитологии микроорганизмов разработаны новые виды микроскопической техники. В СССР был изобретён метод капиллярной микроскопии, позволивший открыть новый, ранее не доступный для наблюдения мир микроорганизмов, обладающих своеобразной морфологией и физиологией.

    Для изучения обмена веществ и химического состава микроорганизмов получили распространение различные способы хроматографии, масс-спектрометрия, метод изотопных индикаторов, электрофорез и др. физические и физико-химические методы. Для обнаружения органических соединений применяют также чистые препараты ферментов. Предложены новые способы выделения и химической очистки продуктов жизнедеятельности микроорганизмов (адсорбция и хроматография на ионообменных смолах, а также иммунохимические методы, основанные на специфической адсорбции определённого продукта, например фермента, антителами животного, образовавшимися у него после введения этого вещества). Сочетание цитологических и биохимических методов исследования привело к возникновению функциональной морфологии микроорганизмов. С помощью электронного микроскопа стало возможным изучение тонких особенностей строения цитоплазматических мембран и рибосом, их состава и функций (например, роль цитоплазматических мембран в процессах транспорта различных веществ или участие рибосом в биосинтезе белка).

    Лаборатории обогатились ферментёрами различной ёмкости и конструкции. Широкое распространение получило непрерывное культивирование микроорганизмов, основанное на постоянном притоке свежей питательной среды и оттоке жидкой культуры. Установлено, что наряду с размножением клеток (ростом культуры) происходит развитие культуры, т. е. возрастные изменения у клеток, составляющих культуру, сопровождающиеся изменением их физиологии (молодые клетки, даже интенсивно размножаясь, не способны синтезировать многие продукты жизнедеятельности, например ацетон, бутанол, антибиотики, образуемые более старыми культурами). Современные методы изучения физиологии и биохимии микроорганизмов дали возможность расшифровать особенности их энергетического обмена, пути биосинтеза аминокислот, многих белков, антибиотиков, некоторых липидов, гормонов и др. соединений, а также установить принципы регуляции обмена веществ у микроорганизмов.

    3. Связь микробиологии с другими науками

    Микробиология в той или иной степени связана с др. науками: морфологией и систематикой низших растений и животных (микологией, альгологией, протистологией), физиологией растений, биохимией, биофизикой, генетикой, эволюционным учением, молекулярной биологией, органической химией, агрохимией, почвоведением, биогеохимией, гидробиологией, химической и микробиологической технологией и др. Микроорганизмы служат излюбленными объектами исследований при решении общих вопросов биохимии и генетики (см. Генетика микроорганизмов, Молекулярная генетика). Так, с помощью мутантов, утративших способность осуществлять один из этапов биосинтеза какого-либо вещества, были расшифрованы механизмы образования многих природных соединений (например, аминокислот лизина, аргинина и др.). Изучение механизма фиксации молекулярного азота для воспроизведения его в промышленных масштабах направлено на поиски катализаторов, аналогичных тем, которые в мягких условиях осуществляют азотфиксацию в клетках бактерий. Между Микробиология и химией существует постоянная конкуренция при выборе наиболее экономичных путей синтеза различных органических веществ. Ряд веществ, которые ранее получали микробиологическим путём, теперь производят на основе чисто химического синтеза (этиловый и бутиловый спирты, ацетон, метионин, антибиотик левомицетин и др.). Некоторые сиитезы осуществляют как химическим, так и микробиологическим путём (витамин B2, лизин и др.). В ряде производств сочетают микробиологические и химические методы (пенициллин, стероидные гормоны, витамин С и др.). Наконец, есть продукты и препараты, которые пока могут быть получены только путём микробиологического синтеза (многие антибиотики сложного строения, ферменты, липиды, кормовой белок и т.д.).

    4. Практическое значение микробиологии

    Активно участвуя в круговороте веществ в природе, микроорганизмы играют важнейшую роль в плодородии почв, в продуктивности водоёмов, в образовании и разрушении залежей полезных ископаемых. Особенно важна способность микроорганизмов минерализовать органические остатки животных и растений. Всё возрастающее применение микроорганизмов в практике привело к возникновению микробиологической промышленности и к значительному расширению микробиологических исследований в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Ранее техническая Микробиология в основном изучала различные брожения, а микроорганизмы использовались преимущественно в пищевой промышленности. Быстро развиваются и новые направления технической микробиологии, которые потребовали иного аппаратурного оформления микробиологических процессов. Выращивание микроорганизмов стали проводить в закрытых ферментёрах большой ёмкости, совершенствовались методы отделения клеток микроорганизмов от культуральной жидкости, выделения из последней и химической очистки их продуктов обмена. Одним из первых возникло и развилось производство антибиотиков. В широких масштабах микробиологическим путём получают аминокислоты (лизин, глутаминовая кислота, триптофан и др.), ферменты, витамины, а также кормовые дрожжи на непищевом сырье (сульфитные щелока, гидролизаты древесины, торфа и с.-х. растительные отходы, углеводороды нефти и природного газа, фенольные или крахмалсодержащие сточные воды и т.д.). Осуществляется получение микробиологическим путём полисахаридов и осваивается промышленный биосинтез липидов. Резко возросло применение микроорганизмов в сельском хозяйстве. Увеличилось производство бактериальных удобрений, в частности нитрагина, приготовляемого из культур клубеньковых бактерий, фиксирующих азот в условиях симбиоза с бобовыми растениями, и применяемого для заражения семян бобовых культур. Новое направление с.-х. микробиологии связано с микробиологическими методами борьбы с насекомыми и их личинками -- вредителями с.-х. растений и лесов. Найдены бактерии и грибы, убивающие своими токсинами этих вредителей, освоено производство соответствующих препаратов. Высушенные клетки молочнокислых бактерий используют для лечения кишечных заболеваний человека и с.-х. животных.

    Деление микроорганизмов на полезных и вредных условно, т.к. оценка результатов их деятельности зависит от условий, в которых она проявляется. Так, разложение целлюлозы микроорганизмами важно и полезно в растительных остатках или при переваривании пищи в пищеварительном тракте (животные и человек не способны усваивать целлюлозу без её предварительного гидролиза микробным ферментом целлюлазой). В то же время микроорганизмы, разлагающие целлюлозу, разрушают рыболовные сети, канаты, картон, бумагу, книги, хлопчато-бумажные ткани и т.д. Для получения белка микроорганизмы выращивают на углеводородах нефти или природного газа. Одновременно с этим большие количества нефти и продуктов её переработки разлагаются микроорганизмами на нефтяных промыслах или при их хранении. Даже болезнетворные микроорганизмы не могут быть отнесены к абсолютно вредным, т.к. из них приготовляют вакцины, предохраняющие животных или человека от заболеваний. Порча микроорганизмами растительного и животного сырья, пищевых продуктов, строительных и промышленных материалов и изделий привела к разработке различных способов их предохранения (низкая температура, высушивание, стерилизация, консервирование, добавление антибиотиков и консервантов, подкисление и т.п.). В др. случаях возникает необходимость ускорить разложение определённых химических веществ, например пестицидов, в почве. Велика роль микроорганизмов при очистке сточных вод (минерализация веществ, содержащихся в сточных водах).

    5. Микробиология кормов, сена

    Обыкновенное сено готовят из скошенных трав, которые имеют влажность 70-80% и содержат большое количество свободной воды. Такую воду для своего развития используют микроорганизмы. В процессе сушки свободная вода испаряется, остается связанная, которая недоступна микроорганизмам.

    При влажности сена 12-17% микробиологические процессы приостанавливаются, что прекращает разрушение высушенных растений. После высушивания в сене сохраняется большое количество эпифитов, которые находятся в анабиотическом состоянии, так как в такой среде нет условий для их размножения. При попадании воды внутрь скирды или стога деятельность микроорганизмов начинает усиливаться. Процесс характеризуется повышением температуры до 40-50 градусов и выше.

    При этом происходит гибель мезофилов, а деятельность микроорганизмов начинает усиливаться. Через 4-5 дней температура повышается до 70-80 градусов, происходит обугливание, растения становятся сначала бурыми, а затем черными. При 90 градусов микроорганизмы прекращают свою деятельность. Бурое сено готовят так: скошенную и хорошо провяленную траву складывают в небольшие копны, затем в стога, скирды. Поскольку в растительной массе содержится еще свободная вода, то начинают размножаться микроорганизмы, выделяется тепло, которое способствует досушиванию растений.

    Сенажирование - способ консервирования провяленных трав, главный образом бобовых, убранных в начале бутонизации. Травы скашивают, укладывают в валки. Через сутки траву, провяленную до 50-55 % влажности, подбирают, измельчают и загружают в хорошо изолированные кормохранилища.

    В траншеях растительную массу уплотняют, изолируют пластмассовой пленкой, на которую кладут солому, опилки, а затем землю. Сенаж - это зеленая растительная масса с пониженной влажностью, сохраняемая под влиянием физиологической сухости и биохимических процессов, вызываемых микроорганизмами, при нахождении ее в кормохранилищах, изолированных от кислорода воздуха. Количество молочнокислых и гнилостных микробов в сенаже в 4-5 раз меньше, чем в силосе.

    Максимальное количество микроорганизмов образовывается на 15 день. Скорость течения микробиологических процессов связана с образованием органических кислот. Углеводы служат энергетическим материалом для животных и микроорганизмов. Растворимые углеводы микроорганизмы переводят в органические кислоты и тем самым обедняют корм.

    В сенаже в результате гидролиза полисахаридов количество сахара возрастает. Повышенное осмотические давление в первую очередь угнетает рост маслянокислых микробов, затем молочнокислых и гнилостных. Это создает благоприятные условия для развития молочнокислых бактерий. При этом понижается pH, который вместе с давлением препятствует развитию маслянокислых бактерий, поэтому масляная кислота в сенаже отсутствует. Дрожжевание кормов - микробиологический способ подготовки кормов к скармливанию.

    Дрожжи обогащают корм не только белком, но и витаминами, ферментами. Для хозяйственных целей выведены культурные расы дрожжей: пивные, пекарские, кормовые. В дрожжах содержится 48-52 % белков, 13-16 углеводов, 2-3 жиров, 22-40 БЭВ, 6-10 % золы, много аминокислот.

    Дрожжи требует для своего роста и развития кислород, температуру 25-30 градусов, процесс дрожжевания длится 9-12 часов. Дрожжи размножаются на кормах растительного происхождения, которые богаты углеводами. Не следует дрожжевать корма животного происхождения, так как на таких средах быстро развиваются гнилостные микроорганизмы.

    Дрожжевания проводят в сухом, светлом и просторном помещении. 3 способа: опарный, безопарный, заквасочный. Опарный: готовят опару - разведенные прессованные дрожжи 1% смешивают с кормом (пятая часть), в течение 6 часов каждые 20 минут перемешивают, затем добавляют остальной корм, двойное количество воды и снова перемешивают.

    Смесь оставляют еще на 3 часа, в течение которых при периодическом перемешивании идет дрожжевание. Безопарный способ основан на дрожжевании сразу всей массы корма. Берут 1% прессованных дрожжей, разводят теплой водой, смешивают с кормом и двойным количеством воды. На протяжении 8-10 часов смесь помешивают каждые 30 минут.

    Заквасочный способ применяют, когда мало дрожжей. Готовят закваску: 0.5 кг прессованных дрожжей размножают в небольшой количестве хорошо дрожжующихся углеводистых кормов при температуре 30 градусов в течение 5 часов. Затем корма осолаживают, обливая их крутым кипятком, и выдерживают при температуре не ниже 60 градусов в течение 5-6 часов. К осоложенному корму добавляют такое же количество воды и половину закваски. Перемешивают, накрывают и оставляют на 6 часов в теплом месте.

    Вторую часть закваски добавляют к новой порции осоложенного корма и так делают 5-10 раз, после чего готовят новую первичную закваску.

    6. Роль микроорганизмов в природе и сельскохозяйственном производстве

    Широкое распространение микроорганизмов свидетельствует об их огромной роли в природе. При их участии происходит разложение различных органических веществ в почвах и водоемах, они обуславливают круговорот веществ и энергии в природе; от их деятельности зависит плодородие почв, формирование каменного угля, нефти, многих других полезных ископаемых. Микроорганизмы участвуют в выветривании горных пород и прочих природных процессах. При самом активном, широком участии микроорганизмов в природе, главным образом в почве и гидросфере, постоянно осуществляется два противоположных процесса: синтез из минеральных веществ сложных органических соединений и, наоборот, разложение органических веществ до минеральных. Единство этих противоположных процессов лежит в основе биологической роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе.

    Среди различных процессов превращения веществ в природе, в которых микроорганизмы принимают активное участие, важнейшее значение для осуществления жизни растений, животных и человека на Земле имеют круговорот азота, углерода, фосфора, серы, железа. Многие микроорганизмы используют в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Так, хлебопечение, изготовление кисломолочных продуктов, виноделие, получение витаминов, ферментов, пищевых и кормовых белков, органических кислот и многих веществ, применяемых в сельском хозяйстве, промышленности и медицине, основаны на деятельности разнообразных микроорганизмов.

    Особенно важно использование микроорганизмов в растениеводстве и животноводстве. От них зависит обогащение почвы азотом, борьба с вредителями сельскохозяйственных культур при помощи микробных препаратов, правильное приготовление и хранение кормов, создание кормового белка, антибиотиков и веществ микробного происхождения для кормления животных. Микроорганизмы оказывают положительное влияние на процессы разложения веществ неприродного происхождения - ксенобиотиков, искусственно синтезированных, попадающих в почвы и водоемы и загрязняющих их.

    Наряду с полезными микроорганизмами существует большая группа так называемых болезнетворных, или патогенных, микроорганизмов, вызывающих разнообразные болезни сельскохозяйственных животных, растений, насекомых и человека. Некоторые микроорганизмы вызывают поражение сельскохозяйственной продукции, приводят к обеднению почвы азотом, вызывают загрязнение водоемов, накопление ядовитых веществ (например, микробных токсинов). В результате их жизнедеятельности возникают эпидемии заразных болезней человека и животных, что сказывается на развитии экономики и производительных сил общества. Последние научные данные не только существенно расширили представления о почвенных микроорганизмах и процессах, вызываемых ими в окружающей среде, но и позволили создать новые отрасли в промышленности и сельскохозяйственном производстве.

    Например, открыты антибиотики, выделяемые почвенными микроорганизмами, и показана возможность их использования для лечения человека, животных и растений, а также при хранении сельскохозяйственных продуктов. Обнаружена способность почвенных микроорганизмов образовывать биологически активные вещества: витамины, аминокислоты, стимуляторы роста растений - ростовые вещества и т.д. Найдены пути использования белка микроорганизмов для кормления сельскохозяйственных животных. Выделены микробные препараты, усиливающие поступление в почву азота из воздуха. Открытие новых методов получения наследственно измененных форм полезных микроорганизмов позволило шире применять микроорганизмы в сельскохозяйственном и промышленном производстве, а также в медицине.

    Особенно перспективно развитие генной, или генетической, инженерии. Ее достижения обеспечили развитие биотехнологии, появление высокопродуктивных микроорганизмов, синтезирующих белки, ферменты, витамины, антибиотики, ростовые вещества и другие, необходимые для животноводства и растениеводства продукты. С микроорганизмами человечество соприкасалось всегда, тысячелетия даже не догадываясь об этом.

    С незапамятных времен люди наблюдали брожение теста, готовили спиртные напитки, сквашивали молоко, делали сыры, переносили различные заболевания, в том числе эпидемические. Однако до середины прошлого века никто даже не представлял, что разного рода бродильные процессы и заболевания могут быть следствием деятельности ничтожно малых существ.

    Заключение

    На основании некоторых фактов можно предполагать, что вирусологические исследования по меньшей мере в ближайшие тридцать -- пятьдесят лет сохранят в микробиологии роль основной движущей силы. Современное состояние этих быстро развивающихся исследований позволяет предположить, что прогресс, достигнутый в усовершенствовании и ускорении процессов диагностики вирусных заболеваний, столь важных для немедленных и специфических терапевтических мер, будет продолжаться и далее.

    Почему так важно немедленное вмешательство? Да потому, что, как только вирус в клетках начнет размножаться и вызовет в организме больного характерные симптомы болезни, введение каких-либо лекарственных препаратов уже не сможет достичь полного успеха.

    В связи с развитием диагностики, несомненно, будут быстрее создавать новые «генерации» лекарств, более совершенно «пригнанных» к данному заболеванию. Изготовляя их, будут исходить из знания особенностей молекулярной биологии размножения тех или иных видов вирусов, а также специфики биохимических свойств различных типов клеток (нервных, клеток печени и т. п.).

    С большой вероятностью можно ожидать и значительного расширения и углубления познаний о вирусном происхождении многих поражений центральной нервной системы, протекающих по дегенеративному типу, от которых страдает немало людей. Несомненно, существенно расширится список заболеваний, либо вызываемых вирусами, либо таких, при которых вирус играет главенствующую роль наряду с другими факторами.

    Ускоренный и все более эффективный ход исследований инфекционных болезней в современную эпоху можно иллюстрировать многими убедительными фактами. С 1880 по 1950 год новые открытия накапливались сравнительно медленно, хотя именно4за эти 70 лет было сделано немало основных наблюдений. В последующий период вирусология стала развиваться значительно более быстрыми темпами в связи с использованием новых научных подходов и технических приемов.

    Вирусологи получили более или менее завершенную картину структуры вирусов и сведения о механизме инфицирования клетки вирусом. Большой прогресс можно отметить и в исследованиях вирусных инфекций на молекулярном уровне, в связи с чем можно ожидать успеха и в области поисков новых противовирусных веществ. Здесь уже есть кое-какие обнадеживающие факты, касающиеся в том числе и опухолей вирусного происхождения.

    Благодаря усилиям Всемирной организации здравоохранения и интенсивному развитию медицины во многих государствах мира была усовершенствована система вирусологического и эпидемиологического наблюдения при ликвидации массовых вирусных инфекций, а также при выявлении заразных болезней, до тех пор не встречавшихся в данных районах. Медицинская служба строго контролирует пассажирский и товарный, международный «и межконтинентальный транспорт в целях предотвращения «импорта» инфекций из других стран не только пассажирами, экипажем, но и перевозимыми животными, и даже растениями. Поиски возможных очагов заразных болезней проводятся в самых отдаленных уголках нашей планеты, и высокоспециализированные отряды службы здравоохранения проникают в развивающиеся страны, где еще в недалеком прошлом трудно было и думать о ликвидации инфекционных болезней. В наше время интенсивного использования транспорта и оживленного обмена товарами нельзя пренебрегать серьезностью «местных» инфекций. Сегодня такая инфекция, имеющая место в одной стране, может благодаря скоростному транспорту проявиться в месте, отдаленном на сотни и тысячи километров от исходного очага.

    Список использованной литературы

    1.Достижения советской микробиологии, Микробиология, 1989; Микробиология, Основы микробиологии, пер. с англ., Микробиология, 1995;

    2.Работнова И.Л., Общая микробиология, Микробиология, 1966; «Микробиология», 1987, т. 36, в. 6;

    3. Мейнелл Дж., Мейнелл Э., Экспериментальная микробиология, пер. с англ., Микробиология, 1967;

    4.Шлегель Г., Общая микробиология, пер. с нем., Микробиология, 1972.

    Размещено на Allbest.ru

    Подобные документы

      Роль микроорганизмов в круговороте азота, водорода, кислорода, серы, углерода и фосфора в природе. Различные типы жизни бактерий, основанные на использовании соединений различных химических веществ. Роль микроорганизмов в эволюции жизни на Земле.

      реферат , добавлен 28.01.2010

      Роль микроорганизмов в круговороте углерода в природе. Углеродное и азотное питание прокариот с различными типами жизни. Значение микроорганизмов в геологических процессах. Типы микрофлоры почвы: зимогенная, автохтонная, олиготрофная и автотрофная.

      презентация , добавлен 18.12.2013

      Характеристика основных показателей микрофлоры почвы, воды, воздуха, тела человека и растительного сырья. Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе. Влияние факторов окружающей среды на микроорганизмы. Цели и задачи санитарной микробиологии.

      реферат , добавлен 12.06.2011

      Свойства прокариотных микроорганизмов. Методы определения подвижности у бактерий. Участие микроорганизмов в круговороте азота в природе. Нормальная и анормальная микрофлора молока. Культивирование анаэробных микроорганизмов в условиях лаборатории.

      шпаргалка , добавлен 04.05.2009

      Роль микробов в природе и жизни человека. Использование микробиологических процессов в промышленности и сельском хозяйстве. Личная гигиена работников предприятия общественного питания. Строение, сущность процессов пищеварения. Пути заражения гельминтами.

      контрольная работа , добавлен 23.02.2009

      История развития микробиологии, задачи и связь с другими науками. Роль микробов в народном хозяйстве и патологии животных. Изучение плесеней и дрожжей. Микрофлора животных, почвы и кормов. Понятие и значение антибиотиков, стерилизации и пастеризации.

      шпаргалка , добавлен 04.05.2014

      Участие микроорганизмов в биогеохимических циклах соединений углерода, азота, серы, в геологических процессах. Условия обитания микроорганизмов в почве и воде. Использование знаний о биогеохимической деятельности микроорганизмов на уроках биологии.

      курсовая работа , добавлен 02.02.2011

      Закономерности количественного и качественного содержания микроорганизмов в пресных водоемах от различных факторов. Поступление патогенных микроорганизмов воду и их выживаемость в водной среде. Понятие о санитарно-показательных микроорганизмах.

      курсовая работа , добавлен 28.11.2011

      Микробиологические стандарты питьевой воды и методы её очистки. Характеристика кишечных бактериофагов, их значение как санитарно-показательных микроорганизмов. Основные пищевые инфекции. Влияние сушки и замораживания рыбных продуктов на микроорганизмы.

      контрольная работа , добавлен 06.08.2015

      Почва как среда обитания и основные эдафические факторы, оценка ее роли и значения в жизнедеятельности живых организмов. Распределение животных в почве, отношение растений к ней. Роль микроорганизмов, растений и животных в почвообразовательных процессах.

    Гетероферментативные молочнокислые бактерии

    Основная дикая молочнокислая микрофлора. Малочисленна. В общей массе микрофлоры, присутствующей на растениях к моменту закладки, её доля колеблется в диапазоне от 0,01% до 10%. Имеет сниженный коэффициент конверсии углеводов в молочную кислоту, уступая в этом специализированным культурным штаммам. В ходежизнедеятельности неизбежны потери в среднем 22% сухого вещества углеводов и 16% энергии, а образуемые в ходе брожения побочные вещества могут существенно снизить поедаемость корма. Угнетается повышением осмотического давления в ходе подвяливания, Среди желательных специализированных штаммов можно выделить лишь Lactobacillus bucheri , продуцирующую вещества, обеспечивающие аэробную стабильность корма и не вызывающий потерь сухого вещества и энергии.

    Гомоферментативные молочнокислые бактерии

    В диком виде очень малочисленны. Являются главными компонентами всёх инокулянтов. Обеспечивают интенсивное сбраживание углеводов корма с образованием преимущественно молочной кислоты без потери сухого вещества и с минимальными потерями энергии. Штаммы, используемые в инокулянтах как правило устойчивы к повышенному осмотическому давлению и выдерживают интенсивное подвяливание. Наиболее интенсивное кислотообразование обеспечивают Lactobacillus , но для интенсивного развития им необходимо рН ниже 5,0. Pediococcus занимает второе место по интенсивности кислотообразования. Его преимущество - развитие при рН=7,5 и ниже. Наименее эффективны по кислотообразованию: Streptococcccus и Enterococcus .

    Клостридии (маслянокислые бактерии)

    Спорообразующие бактерии, способные разлагать сахара, органические кислоты и протеины. Общепринятое мнение, что клостридии являются строгими анаэробами, то есть чувствительны к кислороду. Однако ряд новейших исследований продемонстрировал способность клостридий развиваться и в присутствии кислорода ( Borreani и др., 2009). Способны продуцировать собственные токсины. Кроме того токсичными являются продукты жизнедеятельности протеолитических штаммов. Обитают в почве и в корма попадают вследствие загрязнения почвой кормовой массы. Являются главной причиной порчи корма в ходе ферментации. Угнетаются снижением рН корма, но не погибают, а переходят в споровое состояние. Риски развития маслянокислого брожения существенно возрастают при повышении температуры корма, при низком содержании сухого вещества, низком содержании сахаров в корме, высоком содержании протеина и высокой буферности. При развитии вторичной ферментации клостридии интенсивно развиваются на кормах с высоким содержанием углеводов. Будучи спорообразующими, являются главными источниками загрязнения молока.

    Энтеробактерии

    Обширная группа факультативных неспорообразующих анаэробов. Сбраживают сахара до муравьиной и уксусной кислоты, углекислого газа, водорода, этанола. Интенсивно разлагают протеины. В результате разложения энтеробактериями аминокислот в корме накапливаются токсичные биогенные амины. Часть энтеробактерий патогенны. Угнетаются быстрым снижением рН. Попадают в корма из навоза, поэтому технология использования органических удобрений играет решающую роль в начальном титре.

    Листерии

    Группа бактерий, среди которых наиболее известна Listeria monocytog è nes . Факультативные анаэробы. Листерии ингибируются понижением рН.Однако листерии могут выдерживать кислотность до рН=3,8 в случае наличия небольшого количества кислорода в массе корма. Вызывают широкий спектр заболеваний у животных и людей. Прежде всего заболевают животные с ослабленной иммунной системой, стельные животные, новорожденные телята. Листериоз вызывает неврологические расстройства и является причиной 20-30% случаев смертей и абортов. Развивается на почвах с высоким содержанием гумуса. Пики развития приходят на весенний и осенний периоды. Чаще всего листерии выделяли из почвы тех полей, где травы не скашивались несколько лет, поскольку увядшая и разложившаяся трава способствует их размножению.

    Бацилл ы

    Спорообразующие аэробы, реже факультативные анаэробы. Способны продуцировать молочную кислоту, но менее эффективно, чем молочнокислые бактерии. Кроме того они продуцируют уксусную и масляную кислоты, этанол, бутандиол, глицерин. Обладая, мощной ферментной системой, Bacillus (ссылка) интенсивно разлагают сахара и протеины корма. В условиях доступа кислорода воздуха способствуют первичному разогреву корма с последующей порчей. Споры Bacillus очень устойчивы в том числе и к высоким температурам и вызывают проблемы при производстве молочных продуктов. Часть штаммов патогенна для человека и животных. Некоторые штаммы способны продуцировать антибиотики. Бациллии устойчивы к низкому рН, поэтому профилактикой является препятствование контаминации корма этой микрофлорой.

    Дрожжи

    Одноклеточные грибковые микроорганизмы. Факультативные анаэробы. Играютсущественную роль в порче корма. Особенно интенсивно развиваются на кормах богатых сахарами и крахмалом. Ответственны за разогрев корма и потери при доступе воздуха при негерметичном хранении и выемке корма. В кислородных условиях дрожжи используют молочную кислоту в качестве субстрата. Разлагая молочную кислоту и смещая тем самым рН корма дрожжи провоцируют развитие вторичной ферментации клостридиями и энтеробактериями.Обладают низкой чувствительностью к кислотности корма. В присутствии кислорода воздуха могут выдерживать кислотность до рН=2,0. Способны расти в широком диапазоне температур от 0 0 С до 45 0 С. Менее чувствительны к повышению осмотического давления в ходе подвяливания, нежели бактерии. Дрожжи угнетаются следующими кислотами в порядке убывания интенсивности: масляной, пропионовой, уксусной. Комбинации кислот более эффективны.

    Плесени

    Многоклеточные грибковые микроорганизмы. Строгие аэробы, то есть развиваются только в присутствии кислорода воздуха. Могут выдерживать очень высокое осмотическое давление, соответствующее влажности 18-20%. Как и дрожжи, плесени провоцируют разогрев корма с потерей питательности. Обладая мощной ферментной системой могут разлагать угглеводы, в том числе и структурные, а так же молочную кислоту и протеины. Продуцируют микотоксины, снижающие потребление кормов и вызывающие серьезные нарушения процессов обмена веществ у животных. Плесени ингибируются масляной, пропионовой и уксусной кислотами.

    Эпифитная микрофлора растений. Прикорневая и корневая система растений обсеменена большим количеством различной микрофлоры. В корневой зоне (ризосфере) имеется большое количество отмирающих корневых остатков, являющихся питательным субстратом для сапрофитной почвенной микрофлоры. Эти бактерии относятся к гнилостным, как и некоторые представители кишечной группы, встречающиеся в корневой зоне растений. Кроме них ризосфера содержит значительное количество гетероферментативных молочнокислых бактерий. Количество спорообразующих становится значительным лишь после отмирания корневой системы. Из плесневых грибов преобладают Penicillium, Fusarium.

    Некоторые бактерии и микроскопические грибы, обитающие у корня, постепенно переходят на наземную часть растущего растения и расселяются на ней. На поверхности растений способна существовать лишь определенная группа микроорганизмов, получившая название эпифитной. На поверхности растений содержатся аммонификаторы, маслянокислые бактерии, молочнокислые бактерии, бактерии группы кишечной палочки (БГКП) и представители других физиологических групп микроорганизмов. В отличие от других микробов эпифиты хорошо переносят действие фитонцидов, солнечных излучений и питаются веществами, выделяемыми растениями. Находясь на поверхности растений, эпифиты не повреждают и не проникают в ткани здорового растения. Большая роль в этом процессе принадлежит естественному иммунитету и бактерицидным веществам, которые выделяют растения. Все растения выделяют фитонциды, которые влияют на физиологические процессы микробов.

    Взаимоотношения между микробами и скошенными растениями. После скашивания растений нарушается проницаемость клеток, разрушаются бактерицидные вещества, которые препятствовали проникновению микробов в их ткани. Активизируются все микроорганизмы, находившиеся на поверхности растений: гнилостные, маслянокислые, молочнокислые бактерии и плесневые грибы и др. Микроорганизмы, и в первую очередь грибы, при интенсивном их развитии снижают качество корма и его питательную ценность. Под действием Aspergillus, Penicillium изменяются жиры, затем углеводы и белки, в корме накапливаются различные продукты распада, резко изменяющие запах и вкус корма, среди них органические жирные кислоты, аммиак и пептоны. Эти процессы особенно активно протекают при высокой влажности и температуре.

    В глубинных слоях корма развиваются анаэробные бактерии, а на поверхности - аэробные бактерии и плесневые грибы. В результате их жизнедеятельности происходит разложение составных частей корма, что приводит к потере питательных веществ и порче корма. Он приобретает гнилостный запах, волокна легко разрываются, их консистенция становится мажущейся. Такой корм плохо поедается животными и может вызвать кормовые отравления.


    С е н о. Сушка – старый и наиболее распространенный способ консервирования зеленой массы и других кормов (зерно, солома). Суть этого процесса заключается в том, что при сушке микробиологические процессы в корме приостанавливаются из-за удаления из него «свободной» воды, которая составляет большую часть имеющейся в корме влаги. Так, если в свежей траве содержится 70-80% влаги, то в сене всего 12-16%. Оставшаяся в корме вода представляет собой «связанную» воду и не может поддержать развитие микроорганизмов. Таким образом, задача сушки – удаление избыточной воды из корма с наименьшей потерей органических веществ. При сушке число жизнедеятельных микроорганизмов, находящихся на поверхности кормов, постепенно уменьшается, но, тем не менее, в них всегда можно найти большее или меньшее число эпифитной и сапрофитной микрофлоры, попавшей из воздуха и почвы. Размножение сапрофитной микрофлоры в результате повышения влажности приводит к заметному повышению температуры. Это повышение температуры, связанное с жизнедеятельностью микроорганизмов, получило названиетермогенез.

    Приготовление обыкновенного сена. Сено готовят из скошенных трав, которые имеют влажность 70-80% и содержат большое количество свободной воды. Такая вода создает благоприятные условия для размножения эпифитной микрофлоры, вызывающей гниение травы. Высушивание травы до влажности 12-17% приостанавливает микробиологические процессы, что прекращает разрушение высушенных растений.

    После высушивания в сене сохраняется большое количество эпифитной микрофлоры, но так как при этом нет условий для их размножения, то они находятся в анабиотическом состоянии. При попадании воды на высушенное сено деятельность микроорганизмов начинает активизироваться, что приводит к повышению температуры до 40-50 0 С и выше. При самонагревании растительной массы происходит четко выраженная смена микрофлоры. Сначала в греющейся массе размножаются мезофильные бактерии. С повышением температуры на смену им приходят термофилы, способные развиваться при температуре до 75-80 0 С. Обугливание растительной массы начинается с температуры около 90 0 С, при такой температуре микроорганизмы прекращают свою деятельность, дальнейшие процессы протекают химическим путем. Образуются горючие газы – метан и водород, которые адсорбируются на пористой поверхности обуглившихся растений, вследствие чего может произойти самовоспламенение. Воспламенение происходит лишь при наличии воздуха и недостаточно уплотненной растительной массе.

    Микроорганизмы используют не всю энергию потребленных ими питательных веществ, избыток энергии выделяется в окружающую среду главным образом в виде тепла. Чем выше температура согревающегося корма, тем ниже его качество. Но не всегда явление термогенеза вредно. В северных районах, где мало тепла и высокая влажность, его используют для приготовления бурого сена.

    Приготовление бурого сена распространено в тех районах, где по климатическим условиям затруднена сушка сена. Для просушивания корма применяют не солнечную энергию, а тепло, выделяемое в результате жизнедеятельности микроорганизмов, развивающихся в растительной массе. Скошенную и хорошо провяленную траву складывают в небольшие копны, затем в стога и скирды. Так как в растительной массе еще содержится свободная вода, начинают размножаться микроорганизмы, выделяется тепло, которое и досушивает растения. Через месяц при угасании микробиологических процессов происходит охлаждение растительной массы, которая может храниться длительное время. Сено, приготовленное таким образом, теряет естественную окраску, становится бурым, но охотно поедается животными.

    Сенаж – это разновидность консервированного корма, получаемого из провяленных трав, главным образом бобовых, убранных в начале бутонизации.

    Научные исследования, проведенные в последние годы, показали, что особенно перспективным способом консервирования различных трав, и в первую очередь клевера и люцерны, является приготовление из них так называемого сенажа.

    Технология приготовления сенажа включает скашивание, плющение и закладку провяленной травы в хранилище. Получить доброкачественный сенаж и до минимума сократить его потери при хранении можно только при закладке корма в капитальные хранилища – башни и траншеи. Траншеи по сравнению с башнями более просты и удобны в эксплуатации. Для приготовления высококачественного сенажа в хранилища закладывают мелко измельченные растения (размер частиц 2-3 см), что обеспечивает сыпучесть и уплотнение корма, тщательно утрамбовывают массы и, что очень важно, заготовку сенажа надо провести в 2-4 дня, т.е. в сжатые сроки. Недостаточное уплотнение и продолжительные сроки закладки вызывают нежелательное повышение температуры, что ухудшает перевариваемость и потери органического вещества корма. После загрузки хранилища сенаж укрывают слоем свежескошенной травы, затем полиэтиленовой пленкой и сверху слоем земли и торфа.

    От степени герметизации хранилища зависит сохранность и качество сенажа, т.к. при доступе воздуха начинаются гнилостные процессы, приводящие к порче корма.

    В отличие от обычного силоса, сохранность которого обусловливается накоплением органических кислот до рН 4.2-4.4, консервирование сенажа достигается за счет физиологической сухости исходного сырья, сохраняемого в анаэробных условиях . Если влажность консервируемой массы будет в пределах 40-50%, то она хорошо ферментируется и даже при дефиците углеводов дает корм высокого качества. При этом рН корма может быть довольно высоким – около 5,0. Это объясняется тем, что гнилостные бактерии обладают меньшим осмотическим давлением, чем молочнокислые бактерии. При подсушивании корма в нем приостанавливаются гнилостные процессы, но продолжают действовать возбудители молочнокислого брожения. На этом основано приготовление сенажа, когда несколько подсушенную массу закладывают в специальную траншею, как при холодном силосовании.

    Сенаж по своим свойствам ближе к зеленой массе, чем обычный силос. Это пресный корм, его кислотность соответствует величине рН 4.8-5.0, в нем почти полностью сохраняется сахар, в то время как у силоса он превращается в органические кислоты.

    При указанной влажности растений интенсивно развиваться может лишь плесень. Плесени являются строгими аэробами, поэтому непременным условием приготовления сенажа, является надежная изоляция его от воздуха. Оставшийся в консервируемой массе воздух быстро используется на дыхание еще живыми клетками растений, и все свободное пространство между частицами измельченного корма заполняется углекислым газом.

    Таким образом, для приготовления доброкачественного сенажа необходимо выполнить два условия:

    1) снизить влажность растительной массы до 45-55%;

    2) создать строгие анаэробные условия , чтобы предотвратить развитие гнилостных бактерий и плесневых грибов.

    Тем не менее, технология приготовления сенажа основана не только на физических, но и на микробиологических процессах, которые протекают медленнее, чем в силосе. В силосе максимальное количество микроорганизмов накапливается уже к 7-му дню, а в сенаже их численность достигает максимума только на 15-й день, т.е. молочнокислое брожение в сенаже протекает значительно слабее, чем при силосовании и зависит от влажности и вида консервируемого сырья. Поэтому показатель рН в сенаже выше, чем в силосе и колеблется от 4,4 до 5,6. По данным А.А Зубрилина с соавторами (1967), количество молочнокислых микробов в сенаже в 4-5 раз меньше, чем в силосе. В связи с этим, в сенаже, по сравнению с силосом, содержится больше не использованного сахара . Так, если в силосе весь сахар превращается в органические кислоты, то в сенаже сохраняется около 80% сахара. В результате создания неблагоприятных условий для развития микрофлоры в консервируемом корме, исключения утечки сока и механических потерь листьев и соцветий при заготовке и хранении сенажа, общие потери питательных веществ в сенаже не превышают 13-17%. Таким образом, сенаж совмещает в себе положительные качества сена и силоса .

    В отличие от силоса сенаж, имея низкую влажность, не замерзает, что упрощает его выгрузку и скармливание животным. Сенаж можно заготавливать из всех трав, т.к. в отличие от силоса, не имеет значения, сколько в траве содержится легкосбраживаемых углеводов, и к какой группе по силосуемости относятся эти растения.

    Микробиология силосования кормов. Термин «силос» (silos) очень древнего происхождения, на испанском языке означает «яма» для хранения зерна (в настоящее время, утратившее свое первоначальное значение). Такие зернохранилища были распространены во многих местностях побережья Средиземного моря. Еще за 700 лет до нашей эры землевладельцы Греции, Турции, Северной Африки широко использовали такие ямы для хранения зерна. Со временем этот принцип был использован для хранения и консервирования зеленой массы.

    Силосование – сложный микробиологический и биохимический процесс консервирования сочной растительной массы.

    Суть силосования заключается в том, что в результате сбраживания растительных углеводов ферментами молочнокислых бактерий, в силосуемой массе накапливается молочная кислота, обладающая антимикробными свойствами , в результате чего корм не подвергается гниению и приобретает стойкость при хранении.

    Для получения силоса хорошего качества и с наименьшими потерями необходимо соблюдать определенные условия.

    1. Использовать для силосования корма, содержащие достаточное количество легкосилосующихся углеводов (кукуруза, подсолнечник, горох, зеленый овес, луговые злаки) или добавлять их в несилосующиеся растения.

    2. Необходимо хорошо изолировать силосуемую массу от воздуха для создания анаэробных условий , при которых создаются неблагоприятные условия для размножения гнилостных и плесневых микроорганизмов

    3. Силосуемый корм должен иметь оптимальную влажность - 65-75%, при которой происходит интенсивное образование органических кислот. При пониженной влажности силосуемая масса плохо уплотняется, в ней много воздуха и создаются условия для самонагревания, развития плесени и гнилостных бактерий.

    4. В силосуемой массе должна быть оптимальная температура для развитиия молочнокислых бактерий 25-30 0 , при этой температуре идет нормальный процесс заквашивания корма с небольшими потерями питательных веществ. Готовый силос получается умеренно кислый, желто-зеленого цвета, с приятным специфическим запахом.

    Биохимизм микробиологических процессов при силосовании .

    Бактерии, вырабатывающие молочную кислоту, представляют собой большую разнообразную группу, в которую входят как кокковидные, так и палочковидные формы.

    Молочнокислые бактерии по качеству конечных продуктов брожения делят на две основные группы:

    Гомоферментативны е, образующие из сбраживаемых ими углеводов в основном молочную кислоту и лишь следы различных побочных продуктов. Типичные представители этой группы – молочнокислые стрептококки и молочнокислые палочки. При таком брожении получается продукт с приятным кислым вкусом и запахом.

    Гетероферментативные, образующие, кроме молочной кислоты, значительное количество побочных продуктов (этилового спирта, уксусной кислоты, углекислого газа). Среди них имеются кокковые и палочковидные формы.

    Для развития всех молочнокислых бактерий в растительной массе должны быть легкоусвояемые углеводы. Способность вырабатывать молочную кислоту изменяется у одного и того же вида микроорганизмов от многих факторов, в том числе и от качества питательного субстрата. Так, при сбраживании гексоз они образуют в качестве главного продукта молочную кислоту, которая получается в результате расщепления одной молекулы сахара на две молекулы молочной кислоты по следующему уравнению:

    С 6 Н 12 О 6 = 2С 3 Н 6 О 3

    При сбраживании пентоз в конечных продуктах брожения будет всегда больше уксусной кислоты, чем при сбраживании, например гексоз - глюкозы или фруктозы. А так как пентозаны входят в состав растительной массы, наличие в готовом силосе уксусной кислоты также является результатом жизнедеятельности молочнокислых, а не уксуснокислых бактерий. Поэтому даже в хорошем силосе всегда находится определенное количество уксусной кислоты. (Даниленко И.А. с соавт.,1972). И, если в составе органических кислот будет не менее 65-70% молочной, а уксусной 30-35%, то значит, брожение происходило правильно. Известны два способа силосования: холодный и горячий.

    Холодный способ силосования характеризуется тем, что созревание силоса происходит при температуре 25-30 0 С. При таком силосовании измельченную растительную массу плотно укладывают в траншею, а сверху изолируют от воздуха для создания анаэробных условий, при которых развитие гнилостных бактерий и плесневых грибов подавляется. Непременным условием получения высококачественного корма является быстрая изоляция силосуемой массы от воздуха, поэтому продолжительность заполнения траншеи измельченной зеленой массой не должна превышать 3-4 дней. Для предотвращения самосогревания (термогенеза) необходимо укладывать измельченную зеленую массу быстро и непрерывно, при постоянном уплотнении.

    При горячем способе силосования зеленую массу укладывают рыхло, слоем 1,0-1,5 м на 1-2 дня, затем укладывают второй слой такой же толщины, как и первый. При доступе кислорода в растительной массе развиваются энергичные микробиологические процессы, в результате чего температура корма поднимается до 45-50 0 С. Нижний слой растений, размягченный высокой температурой, спрессовывается под тяжестью нового слоя корма. Это вызывает удаление воздуха из нижнего слоя, поэтому аэробные процессы прекращаются, и температура начинает снижаться. Последний верхний слой утрамбовывают и плотно прикрывают для защиты от воздуха. Перегретый силос имеет коричневый цвет, запах яблок или ржаного хлеба, хорошо поедается животными. Однако кормовая ценность силоса, приготовленного горячим способом, значительно ниже, чем при холодном способе.

    Процесс силосования можно условно разделить на три фазы.

    Первая фаза силосования называется фазой смешанной микрофлоры . В растительной массе начинается бурное развитие эпифитной микрофлоры (гнилостной, молочнокислой, маслянокислой, микроскопических грибов, дрожжей), внесенной с кормом. Продолжительность первой фазы зависит от качества корма, плотности укладки, температуры окружающей среды, но чаще бывает кратковременной.

    Во вторую фазу – фазу главного брожения – основную роль играют молочнокислые бактерии, выделяющие молочную кислоту. При оптимальном содержании сахара в растительной массе интенсивное молочнокислое брожение приводит к образованию значительного количества органических кислот (в основном молочной), которое необходимо для подкисления корма до рН 4,2-4,4. В начале этой фазы размножаются кокки, затем, по мере нарастания кислотности, им на смену приходят кислотоустойчивые молочнокислые палочки. Молочная кислота обладает антимикробными свойствами, поэтому большинство гнилостных бактерий погибает, но спорообразующие формы в виде спор могут длительное время сохраняться в силосованном корме.

    Третья фаза – конечная - связана с постепенным отмиранием возбудителей молочнокислого брожения в созревающем силосе. Молочная кислота при накоплении в большой концентрации становится вредной и для молочнокислых палочек, которые наряду с оставшимися кокками начинают отмирать. Таким образом, количество бактерий в корме уменьшается, и процесс силосования подходит к естественному завершению.

    В состав эпифитной микрофлоры растительного сырья входят различные микроорганизмы (микроскопические грибы, маслянокислые бактерии, кишечная палочка), которые при нарушении технологического процесса могут активизироваться и вызывать нежелательные процессы.

    Плесневые грибы хорошо переносят кислую среду (рН до 1,2) и активно размножаются в силосе при плохой изоляции от воздуха. Для своей жизнедеятельности они используют углеводы, а при их недостатке – молочную и уксусную кислоты. При этом значительно ухудшается качество силоса и отмечается токсическое воздействие заплесневелого корма на организм животного. Надежными мерами для предотвращения развития плесневых грибов в силосе являются хорошая герметизация силосохранилищ и создание благоприятных условий для развития молочнокислого брожения.

    Бактерии группы кишечной палочки являются гетероферментативными микроорганизмами, которые кроме сахаролитических выделяют и протеолитические ферменты, расщепляющие растительные белки до аммиака, таким образом, снижая ценность силосуемого корма.

    Нежелательны для процесса силосования и маслянокислые бактерии , являющиеся строгими анаэробами. В процессе жизнедеятельности они используют сахар, молочную кислоту, некоторые аминокислоты. Это сопровождается гнилостным распадом белка, накоплением масляной кислоты и других, вредных для организма животных побочных продуктов. Наличие масляной кислоты является индикатором гнилостного разложения белка при слабом нарастании в силосе молочной кислоты. Снижение рН среды до 4,2 предотвращает развитие маслянокислого брожения при силосовании кормов.

    Дрожжевание кормов. Это микробиологический метод подготовки кормов к скармливанию. В химическом составе дрожжей содержится 48-52% белков, 13-16% углеводов, 2-3% жиров, 22-40% безазотистых экстрактивных веществ и 6-10% золы. В состав дрожжей входят многие незаменимые аминокислоты: аргинин, гистидин, лизин, лейцин, тирозин, треонин, фенилаланин, метионин, валин, триптофан, которых мало в кормах растительного происхождения. В дрожжах много витаминов группы В, провитамин витамина D 2 , а также витамины Е, С и др. И в отличие от других источников белка они обладают большой скоростью размножения и нетребовательны к качеству источников питательных веществ. Применение дрожжей не случайно, например, 500 кг дрожжей дают за сутки 80 кг белков, а у быка, того же веса, суточный привес составляет в лучшем случае 500 -800 г белка.

    При дрожжевании кормов необходимо создать благоприятные условия для размножения дрожжевых клеток: наличие легкосбраживаемых углеводов, содержащих моно- или дисахариды, достаточной аэрации (иначе дрожжи перейдут на анаэробный тип дыхания, конечным продуктом которого является этиловый спирт), благоприятной температуры 25-30 0 С и рН в пределах 3,8-4,2. Для дрожжевания хорошо подходят кормовые смеси приготовленные из отходов зернового производства, корнеплодов, жома, к которым примешивают грубые корма, т.е. смеси богатые углеводами и бедные протеином (исключить корма животного происхождения, на которых развиваются гнилостные, маслянокислые и другие нежелательные микроорганизмы).

    Для дрожжевания кормов необходимо подобрать сухое и светлое помещение, чтобы предотвратить загрязнение дрожжеванного корма спорами плесневых грибов, среди которых могут быть возбудители микотоксикозов.

    Существует три способа дрожжевания кормов: безопарный, опарный и заквасочный.

    Безопарный способ характеризуется тем, что 1% разведенных дрожжей вносят сразу во всю массу корма. Смесь перемешивают каждые 30 мин в течение 8-10 часов, затем корм готов к скармливанию.

    При опарном способе , вначале готовят опару, которую потом вносят в дрожжуемый корм. Для этого дрожжи (1% от массы корма) разводят и смешивают с одной пятой корма, выдерживают 6 часов при перемешивании. Затем в опару добавляют остальной корм, двойное количество воды и процесс дрожжевания идет еще 3 часа при постоянном перемешивании для доступа воздуха.

    Заквасочный способ применяют при недостаточном количестве дрожжей, поэтому вначале готовят закваску. Для этого 0,5 кг прессованных дрожжей размножают в небольшом количестве хорошо дрожжующихся углеводистых кормов (отходы зернового производства) при 30-35 0 С, через 5 часов их можно использовать как закваску. Заготовленную порцию корма осолаживают, обливая их кипятком, – осолаживание происходит в течение 5 часов при температуре не ниже 60 0 С. К осоложенному корму добавляют такое же количество воды и половину закваски , перемешивают и оставляют на 6 часов в теплом месте, после чего корм готов к скармливанию. Вторую часть оставшейся закваски можно использовать 5-10 раз для дрожжевания новых партий корма, после чего она теряет активность.

    Дрожжевание кормов улучшает качество корма и обогащает корм витаминами, а присутствие молочной кислоты увеличивает у животных аппетит.