Microbiology

В цитоплазме клеток содержатся белковые вещества, которые в виде остатков растений и трупов животных попадают в почву, где они подвергаются разложению. В результате распада белков происходит выделение азота и виде аммиака, отчего процесс получил название аммонификации (гниение). Аммонификация белковых веществ—первый микробиологический процесс по превращению азотистых соединении в природе. Он протекает при температуре не ниже 10°С в определенной влажности. Роль гнилостных микробов в природе велика: разлагая трупы животных и остатки растений, они очищают нашу землю и дают пищу высшим растениям. Процесс аммонификации может проходить как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Аммонификация происходит при участии разнообразных микробов: бацилл, бактерий, актиномицетов, плесневых грибов. По отношению к кислороду воздуха их делят на аэробов, факультативных аэробов и анаэробов.

Аэробные микроорганизмы

1. Корневидная, или грибовидная, бацилла (Вас. mycoides) широко распространена в почве, образует споры овальной формы. Грамположительная, подвижная. Перитрих — жгутики расположены по всей поверхности клетки. На плотной питательной среде (МПА) рост колоний напоминает мицелий, откуда и название mycoides, что означает грибовидный. На жидкой питательной среде (МПБ) рост в виде кусочка ваты, который расположен на дне. Среда же прозрачная.

2. Картофельная бацилла (Вас. mesentericus) по форме напоминает предыдущую. Образует овальные споры. Окрашивается по Граму, подвижная, перитрих. На МПА образует сухие, матовые, складчатые колонии. Складки колоний напоминают складки брыжейки, откуда и название — mesentericus. На МПБ рост поверхностный в виде сухой пленки.

3.  Капустная бацилла    (Вас. megaterium)    образует споры. Окрашивается по Граму. Палочки со спорами в препаратах    чаще расположены    в виде цепочки.    На МПА колонии    блестящие    с волокнисто-бахромчатыми краями, на МПБ — слабая муть.

4.  Сенная бацилла  (Вас. subtilis) очень широко распространена в природе и является энергичным аммонификатором. Образует овальные споры,    подвижная, перитрих.    Окрашивается    по Граму.    На    МПА — сухие, складчатые, непрозрачные    колонии;    на МПБ — на поверхности среды пленка.

5.  Чудесная палочка (Serratia marcescens)    образует кроваво-красный пигмент. На МПА колонии   напоминают кровавые пятна. Округлые, с ровными   краями, приподнятые в центре, слизистой консистенции.    На МПБ образует равномерную муть    красного    цвета. Микроб подвижен. В мазках видны мелкие    грамотрицательные палочки.

Факультативно-анаэробные микроорганизмы

1. Вульгарный протеи (Proteus vulgaris)—очень полиморфная палочка, резко изменяющая форму и размеры на питательной среде. По Граму не окрашивается, подвижная, перитрих. Во время роста может перемещаться по наклонной поверхности плотной питательной среды (проба по Шукевичу).

2. Кишечная палочка (Е. coli)—грамотрицательная, подвижная, встречаются и неподвижные штаммы. Местонахождение— кишечник животных и человека, откуда попадает в почву и водоемы. Принимает активное участие в разложении белка.

Анаэробные микроорганизмы

1. Cl. putrificum — небольшая- спорообразующая палочка, по .форме напоминает барабанную. Один из наиболее распространенных возбудителей анаэробного разложения клетчатки, образует большое количество газов. Не сбраживает углеводы.

2.Cl. sporogenes —мелкая клостридия с центральным - расположением споры. В отличие от предыдущей сбраживает углеводы. В процессе аммонификации образуются аммиачные соли, которые окисляются и переходят в соли азотной кислоты (нитраты).

Другие микроорганизмы, разлагающие белок. Кроме бацилл и бактерий, белковые вещества разлагают актиномицеты и другие грибы, но аммонифицирующая способность их ниже и выражена в разной степени. Разложение белков происходит под действием экзоферментов (ферменты, выделяемые во внешнюю среду). Микроорганизмами могут усваиваться только растворимые продукты гидролиза белка: пептоны в аминокислоты. Микробы же, не образующие аминокислоты, естественными белками питаться не могут. В процессе аммонификации образуется большое количество аммиака, который идет на синтез азотистых соединений.

Аммонификация мочевины

 Животными и человеком ежесуточно выделяется в окружающую среду более 150 тыс. т, а в год более 20 млн. т мочевинного азота, или 50 млн. т мочевины. В моче содержится 47% азота, поэтому она считается одним из концентрированных азотистых удобрений. Мочевина непригодна для азотистого питания растений, и только после разложения ее уробактериями она становится усвояемой.

Уробактерии (ureae — моча) были открыты в 1862 г. Л. Пастером. Среди них встречаются как палочковидные, так и шаровидные формы микробов. Они образуют фермент уреазу. Под действием фермента уреазы происходит гидролиз мочевины с образованием карбоната аммония, который почти тотчас разлагается на составные компоненты – NH₃, H₂O, CO₂.

H₂N-CO-NH₂ + H₂O → (NH₄)₂CO₃ → 2NH₃ + H₂O + CO₂

Бактерии, разлагающие мочевину, получили название уробактерий. К ним относятся Sporosarcina ureae, Micrococcus ureae, Bacillus pasteuri и Baccilus probatus. Наиболее энергичные возбудители разложения мочевины — Вас. probatus и Вас. pasteuri, у которых жгутики расположены по всей поверхности тела. Такие микробы разлагают в 1 л раствора до 140 г мочевины. Из шаровидных микробов наиболее энергичное действие на мочевину оказывает Sporosarcina ureae. В 1 л раствора она разлагает до 30 г мочевины. Характерный признак этой сарцины — наличие у нее жгутиков.

Уробактерии аэробы и хорошо развиваются только в резкощелочной среде (pH = 9-10), что является их характерной особенностью. В качестве азота они используют аммиачные соли или свободный аммиак, образующийся при гидролизе мочевины. Углерод из мочевины уробактерии использовать не могут, так как он находится в сильно окисленной форме и при гидролизе не выделяется в виде углерода диоксида. Углерод уробактерии используют из различных органических соединений (соли лимонной, янтарной, яблочной, уксусной и других кислот, а также моносахариды, сахариды и крахмал).