ФГОУ ВПО «Астраханский Государственный Технический Университет»
Кафедра «Прикладная биология и микробиология»
Астрахань, 2007
Содержание
Введение
Глава 1
1. Характеристика рода Clostridium
1.2 Патогенные микроорганизмы рода Clostridium
1.2.1 Возбудитель ботулизма
1.2.2 Clostridiumperfringens
1.2.3 Возбудитель эмфизематозного карбункула
1.2.4 Возбудитель столбняка
1.3 Значение микроорганизмов родаClostridium в промышленности
1.3.1 Возбудители порчи баночных консервов
1.3.2 Получение ацетона и бутанола в ходе бактериального брожения представителей рода Сlostridium
1.4 Применение ботулинического токсина в медицине
Глава 2 Объекты и методы исследований
2.1. Объекты исследования
2.2 Выявление мезофильных анаэробных микроорганизмов
2.3 Выявление термофильных анаэробных микроорганизмов
2.4 Выявление возбудителей брожения пектиновых
2.5 Выявление возбудителей брожения целлюлозы
2.6 Выявление анаэробных азотфиксирующих микроорганизмов, вызывающих маслянокислое брожение
3. Выделение бактерий рода Clostridium из разных объектов
3.1 Результаты посевов в жидкую среду Китт-Тароцци для выявления мезофильных и термофильных анаэробных микроорганизмов
3.2 Результаты посевов для выявления возбудителей брожения пектиновых веществ
3.3 Результаты посевов в жидкую среду Омелянского для выявления возбудителей брожения целлюлозы
3.4 Результаты посевов на жидкую среду Виноградского
Выводы
Список литературы
Приложение
Введение
С жизнедеятельностью клостридий связаны различные процессы, протекающие в природе: разложение (гниение) азотсодержащих соединений (белков, нуклеиновых кислот) в анаэробных условиях; анаэробное разложение растительных материалов, таких как клетчатка, хитин. Еще в конце ХIX века было обнаружено, что некоторые клостридии патогенны, т. е. вызывают заболевания человека и животных. В основе патогенности клостридий лежит их способность синтезировать и выделять из клетки высокоэффективные токсины.
Некоторые бактерии рода Clostridium входят в состав нормальной микрофлоры ЖКТ и женских половых путей; иногда их обнаруживают на коже и в полости рта. Из материала, полученного от больных людей, выделены, по крайней мере, 30 видов клостридий. Подобно некоторым другим патогенным анаэробам, клостридии на воздухе не гибнут, но на питательных средах в присутствии кислорода не растут. Для бактерий этого рода характерно обильное выделение газа при культивировании и субтерминальное расположение спор (Ассонов, 1989).
Бактерии группы Clostridiumнаходят и практическое применение. Их используют в производстве масляной кислоты, необходимой для парфюмерной промышленности. Ацетонобутиловое брожение, осуществляемое некоторыми видами клостридий, используют для получения в промышленном масштабе ацетона и бутанола (Воробьева, 1989).
Целью данной курсовой работы является изучение бактерии рода Clostridium, выделенных из различных сред их обитания.
Были поставлены следующие задачи:
1. Выявление из разных типов почв азотфиксирующих микроорганизмов рода Clostridium.
2. Выявление из разных типов почв микроорганизмов рода Clostridium, участвующих в маслянокислом брожении.
3. Выявление из разных типов почв микроорганизмов рода Clostridium, участвующих в брожение целлюлозы.
4. Выявление микроорганизмов рода Clostridium, из волокон растений и вызывающих брожение пектиновых веществ.
5. Выявление мезофильных и термофильных микроорганизмов рода Clostridium из пищевых продуктов.
Глава 1
1. Характеристика рода Clostridium
Бактерии рода Clostridium, грамположительные спорообразующие облигатные анаэробы, повсеместно распространены в природе. Этот род насчитывает более 60 видов, многие из которых являются сапрофитами. Некоторые сахаролитические клостридии могут использовать в качестве субстрата брожения пектиновые вещества, составляющие покровы растительных клеток. Клостридии, принадлежащие к виду Сl. felsineum, содержат активную пектиназу и могут поэтому получать энергию, осуществляя маслянокислое брожение пектиновых веществ. Этот вид играет важную роль в процессе мацерации волокон при мочке льна.
К роду Clostridium относятся микроорганизмы, не использующие в качестве акцептора водорода молекулярный кислород воздуха. Некоторые из них могут развиваться при пониженном парциальном давлении кислорода. Оптимальными значениями окислительно-восстановительного потенциала среды для их развития являются Eh от 50 до 200 млВ. Клостридии не обладают каталазообразующей способностью.
Микроорганизмы рода Clostridium широко распространены в природе. Один из самых распространенных видов - Clostridium perfringens. Эта бактерия неподвижна, имеет капсулу и на питательных средах споры образует редко. При кипячении споры гибнут. В состав нормальной микрофлоры толстой кишки входит более 30 видов клостридий. В 1 г кала их содержится 10 в степени 9-10. Clostridium ramosum по распространенности немногим уступает Cl. perfringens. Эти два вида повсеместно обнаруживаются в почве, где их концентрация достигает 10000 1/г. Клостридии грамположительны, но в материале, полученном от больных, а также в стареющих культурах нередко бывают грамотрицательными. Поэтому результаты микроскопии окрашенных по Граму мазков следует оценивать с осторожностью.
Многие из них являются постоянными обитателями почвы [Е.Н. Мишустин, М.И. Перцовская и др. (1979); Г.В.Меренюк, Г.И. Пономаренко (1979)]. Вместе с почвой, оставшейся на сырье, клостридии попадают в процессе производства в готовые продукты — сухие картофельные и овощные.
Л.Е. Прохорович, Л.А. Салтыкова и др. (1975), Н.Н. Мазохина-Поршнякова, Л.П. Найденова (1977) сообщают о высокой обсемененности корнеплодов клостридиями.
И.Я. Овруцкая, В.Е. Новицкая (1983) обнаружили анаэробы рода Clostridium на сыром картофеле и овощах, на полуфабрикатах, в сухом картофельном пюре, сушеном картофеле и овощах.
Клетки имеют форму палочек различной длины и ширины. Длина клостридиальных клеток зависит от условий культивирования и фазы развития.
Расположение клеток в препарате иногда можно использовать как диагностический признак. Так, клетки Сl. perfringens могут располагаться параллельно одна другой, клетки Сl. beijerinkii слабо изогнуты.
Клостридии в основном подвижны, кроме Сl. perfringens. Способность к спорообразованию у них неодинакова: Сl. sporogenes хорошо образует споры (85—90% клеток дают споры), Сl. perfringens на обычных питательных средах, как правило, спор не дает, но иногда все же встречаются единичные споры, остальные клостридии в этом отношении занимают промежуточное положение.
В таблице 1приведены дифференциальные признаки микроорганизмов рода Clostridium.
Таблица 1
Дифференциальные признаки микроорганизмов рода Clostridium
| Вид бацилл | Форма и размеры колоний в анеэробных условиях | Размер клеток, мкм | споры | Общие свойства | Рост на среде Китт- Тароции | Рост на лакмусовом молоке | Температура роста, С0 | Образование токсина | ||
| форма | раздутость | Располо-жение | ||||||||
| С. botulinum типа А и В | На поверхности агара — круглые колонии диаметром 3— 8 мм, плоские, серого цвета, с уплотненным центром и ризоидны ми краями. Поверхность матовая, в глубине агара — колонии в виде комка ваты, белого цвета, диаметром 5—10 мм | 0,8—1,3Х X 4,4—8,6 | 0 | + | СТ | Строгие анаэробы грамположительные в молодой культуре, ка- талазоположнтельные, в основном подвижные, обладают суль-фитредуцнрующей способностью, индол не образуют, ферментируют глюкозу, мальтозу, сахарозу. Не ферментируют манит, рамнозу, сорбит. Разжижают желатин | Помутнение среды и газообразование через 18—24 ч. Размягчение кусочков мяса, образование облаковидного осадка | Пентонизируют, не коагулируют | 30-40 | + |
| С, beijerinkii | В глубине агара — колонии шаровидные, с гладкой поверхностью, белого или кремового цвета, диаметром 2,5—3,0 мм | 03—1,5Х Х3,0-7,5 | 0 | + | ЭКС до СТ | Помутнение среды, умеренное газообразование через 14—18 ч | Коагулируют, слабо фраг-ментируют, не пептонизируют | 25-30 | - | |
Продолжение таблицы 1
| С. pasteu-rianum | В глубине агара — колонии мелкие, в виде двояковыпуклых линз, слегка опушенные, диаметром 1,0— 1,5 мм | 0,5—0,8Х Х3,4-13,2 | 0 | + | СТ | То же | Помутнение среды, сильное газообразование через 8— 14 ч. | Не изменяют | 25-37 | - |
| С. butyri-cum | В глубине агара — колонии двояковыпуклые, плотные, желто-белые, диаметром 3,0—5,0 мм | 0,6—1,2Х X 3,0-7,0 | 0 | + | ЭКС до СТ | Строгие анаэробы, подвижные, грамположительные в молодой культуре, каталазоот-эицательные, не разжижают желатин, сероводород и индол не образуют. Ферментиуют галактозу, глюкозу, рафинозу, саха-эозу, фруктозу. Не рерментируют дульцит, рамнозу | Помутнение среды, обильное газообразование, запах масляной кислоты через 8— 14 ч. Рост слабый при отсутствии глюкозы | Бурная ферментация, фраг-ментированное свертывание, не пептонизируют | 25-37 | - |
Принятые сокращения: СТ – субтерминальное расположение; ЭКС – эксцентральное расположение, Э – эллиптические или цилиндрические; Ц –центральное; Т – терминальное и субтерминальное; ЦТ – расположение от центрального до терминального; «+» положительная реакция; «–» отрицательная реакция.
Споры в клетках расположены субтерминально, у Сl. beijerinkii и С. butyricum иногда наблюдается эксцентральное расположение спор. Споры у всех клостридии, за исключением Сl. perfringens, раздувают клетку; в зависимости от формы и расположения споры клетка приобретает вид теннисной ракетки (Сl. botulinum, Сl. sporogenes), веретена или сигары (Сl. beijerinkii, Сl. pasteurianum, Сl. butyricum).