Биология
Почему бактерии могут быть «кулинарами», «фармацевтами», «помощниками земле дельца».
Технологическое применение биологических агентов, а именно использование бактерий с целью получения конкретных продуктов или проведения контролируемых направленных изменений, является основой биотехнологии.
Тысячи лет назад человек, ничего не зная о биотехнологиях, использовал их в своем хозяйстве – он варил пиво, занимался виноделием, пек хлеб и делал молочнокислые продукты и сыры.
В современном мире практическое значение методов биотехнологии с использованием бактерий трудно переоценить – они применяются в пищевой промышленности и сельском хозяйстве, в медицине и фармакологии, при добыче полезных ископаемых и их переработке, в процессе очистки воды в природе и в септиках, во многих сферах жизни человека.
Вот несколько примеров тогг, как бактерии проявляют себя в различных областях:
- Бактерии кулинары — бактерии, которые вызывают брожение (ферменты — молочно-кислое, тестовое, спиртовое). Используются в кулинарии для приготовления различных продуктов питания — кисло-молочных (кефир, сметана, сыр), выпечки и алкоголя (вино, пиво, спирт).
Так же квашеные продукты — являются результатом действий бактерий -кулинаров. Молочно-кислые бактерии осуществляют процессы скисания молока, а значит помогают человеку в изготовлении кефира, ряженки, йогуртов. - Бактерии помощники земледельца — все бактерии, которые находятся в почве участвуют в распаде растительных остатков образуя естественное удобрение — перегной или гумус, азотфиксирующие (клубеньковые) бактерии фиксируют азот из атмосферы и перерабатывают его в молекулы, которые хорошо всасываюся растениями. Так же эти бактерии накапливают органические вещества в организме и после их смерти белковое тело бактерии служит отличным удобрением (источником питания для всех растений, так как легкоусваиваемые). Почвенные бактерии помогают повысить плодородие почвы, т.е помогают земледельцам.
- Бактерии-фармацевты — кишечная палочка не только помогает человеку переваривать целлюлозу в толстом кишечнике, синтезируя при этом некоторые витамины, но и в результате методов генной инженерии и биотехнологий производит многие лекарства, например, инсулин. Фармацевты- антибиотики такие как пенициллин (наиболее распространенный, стрептомицинт и др), лечение бактериальных заболеваний, производство витаминов
Пищевая индустрия
Наибольшее распространение в пищевой промышленности получили молочнокислые бактерии и дрожжи.
Механизм воздействия бактерий и дрожжей состоит в переработке молочного сахара в молочную кислоту, в результате чего нейтральный продукт превращается в молочнокислый.
Молочнокислые бактерии и дрожжи используют при сквашивании молочных продуктов и овощей, переработке какао-бобов, изготовлении дрожжевого теста. Способность прокариотов оказывать влияние на продукты определяется их высокой ферментативной активностью и определяется выделяемыми ферментами.
Одна из самых древних биотехнологий, используемых человеком, – производство сыров. Использование пропионовокислых бактерий при изготовлении твердых сычужных сыров позволяет получить продукт высокого качества с заданными свойствами.
Использование в технологической схеме пропионовокислых бактерий придает готовым сырам типичный для них цвет, вкус и аромат, обогащая продукт биологически активными веществами.
Бактерии способны в процессе своей жизни избирательно извлекать вещества из сложных соединений, растворяя их в воде. Этот процесс носит название бактериального выщелачивания и имеет большое практическое значение:
- позволяет извлекать полезные химические вещества из руд, производственных отходов;
- удалять ненужные примеси – мышьяк из руд цветных и черных металлов.
В промышленности большое практическое значение имеет бактериальное выщелачивание полезных ископаемых (уран, медь) непосредственно на месторождениях.
Современная медицина успешно использует препараты, для производства которых применяются бактерии:
- инсулин и интерферон получают с использованием генно-инженерных технологий на основе кишечной палочки;
- ферменты сенной палочки разрушают продукты гнилостного разложения.
Применение человеком методов биотехнологии в сельском хозяйстве успешно решает целый ряд вопросов:
- создание болезнестойких и высокоурожайных сортов растений;
- производство удобрений на основе бактерий (нитрагин, агрофил, азотобактерин и др.), в том числе компосты и сброженные (метановое брожение) отходы животноводства;
- разработка безотходных технологий для сельского хозяйства.
Растениям в природе необходим азот, но усваивать азот из воздуха они не способны, а вот некоторые бактерии, клубеньковые и цианобактерии, в природе производят около 90% от общего числа связанного азота, обогащая им почву.
В сельском хозяйстве используют растения, содержащие на свои корнях клубеньковые бактерии: люцерна, люпин, горох, бобовые культуры.
Эти культуры используют в севообороте для обогащения почвы азотом.
В сельском хозяйстве силосование является одним из основных методов консервации растительной массы и осуществляется путем регулируемого сбраживания под воздействием молочнокислых, кокковидных и палочковидных форм бактерий.
Бактерии разлагают навоз животных, в результате получая метан – углеводородное соединение, которое используется в органическом синтезе.
Источник
Что можно приготовить с помощью бактерий помощников
Пробиотики — это живые бактерии, которые содержатся в определенных пищевых продуктах или биологически активных добавках. Эти бактерии полезны для человека, они не вызывают каких-либо заболеваний (то есть являются непатогенными) и не продуцируют токсины (то есть нетоксигенные). При регулярном употреблении пищевых продуктов, богатых пробиотиками, они оказывают благоприятное воздействие на организм человека, улучшая состав и биологическую активность микрофлоры кишечника.
Йогурт является одним из лучших источников пробиотиков.
Натуральный йогурт делают из молока, которое сбраживается бактериями, главным образом молочнокислыми и бифидобактериями.
Употребление йогурта положительно влияет на здоровье человека, а именно на опорно-двигательный аппарат (особенно кости). Употребление йогурта также полезно для людей с высоким кровяным давлением. У детей йогурт может помочь уменьшить диарею, вызванную антибиотиками. Также йогурт полезен для облегчения симптомов синдрома раздраженного кишечника. Кроме того, йогурт может подойти людям с непереносимостью лактозы, поскольку бактерии превращают часть лактозы в молочную кислоту, значительно снижая содержание лактозы в конечном продукте. Кстати, именно из-за молочной кислоты йогурт обладает кисловатым вкусом. Однако следует помнить, что не все йогурты содержат живые пробиотики, в некоторых случаях живые бактерии могут быть убиты во время термической обработки продукта. По этой причине обязательно читайте этикетку на йогурте, прежде чем купить его, и выбирайте йогурт с активной или живой культурой, не содержащий добавленный сахар.
Кефир — это кисломолочный пробиотический напиток. Его делают, добавляя кефирные «грибки», которые представляют собой симбиоз нескольких видов микроорганизмов (молочнокислых стрептококков и палочек , уксуснокислых бактерий и дрожжей (всего около двух десятков)) к коровьему или козьему молоку. Слово кефир предположительно происходит от турецкого слова keyif, что означает «чувствовать себя хорошо» после еды.
Действительно, употребление кефира помогает поддержать здоровье всего организма. Кефир полезен для костной системы человека, для желудочно-кишечного тракта, а также может помочь защитить от некоторых инфекций.
В то время как йогурт, вероятно, является самым известным пробиотическим продуктом, кефир на самом деле более полезен. Кефир содержит несколько основных штаммов поелзных бактерий и дрожжей, что делает его мощным пробиотиком. Как и йогурт, кефир обычно хорошо переносится людьми с непереносимостью лактозы.
3. Квашеная капуста
Всем известная, многими любимая и нередкий гость на наших столах — квашеная капуста — это мелко нашинкованная капуста, сбраживаемая молочнокислыми бактериями. Это один из старейших известных человеку продуктов, который является традиционным и популярным для многих стран. Помимо пробиотических свойств, квашеная капуста богата клетчаткой, а также витаминами С, В и К. Она также содержит натрий, железо и марганец. Обязательно выбирайте непастеризованную квашеную капусту, так как пастеризация убивает живые и активные бактерии.
Темпе — ферментированный соевый продукт. Темпе производится из целых соевых бобов . Соевые бобы размягчаются, затем раскрываются или очищаются от шелухи, и варятся, но не до готовности. Затем может добавляться подкислитель (обычно уксус ) и закваска, содержащая грибковую культуру Rhizopus oligosporus . Темпе родом из Индонезии, в настоящее время этот продукт популярен во всем мире как заменитель мяса с высоким содержанием белка. Процесс брожения на самом деле оказывает удивительное влияние на его питательный профиль.
Соевые бобы обычно содержат большое количество фитиновой кислоты, растительного соединения, которое ухудшает усвоение минералов, таких как железо и цинк. При ферментации количество фитиновой кислоты снижается, что может увеличить количество минералов, которые организм способен усваивать из темпе. При ферментации синтезируется также некоторое количество витамина B12. Учитывая выше изложенное, темпе можно считать отличным выбором как для вегетарианцев, так и для тех, кто хочет добавить в свой рацион пробиотик.
Кимчхи – блюдо корейской кухни, которое представляет собой остро приправленные ферментированные (квашеные) овощи, в первую очередь, пекинскую капусту . Кимчи приправляют смесью приправ, таких как хлопья красного перца, чеснок, имбирь, зеленый лук и соль.
Кимчи содержит молочнокислые бактерии Lactobacillus kimchii, а также другие молочнокислые бактерии, которые могут помочь пищеварению.
Кимчи, приготовленные из пекинской капусты, богаты некоторыми витаминами и минералами, включая витамин К, рибофлавин (витамин В2) и железо.
Мисо — продукт традиционной японской кухни в виде густой пасты, производится путём брожения соевых бобов , риса , пшеницы или смеси из них с помощью специального вида плесневых грибов Aspergillus oryzae. Эта паста чаще всего используется в супе мисо, популярном завтраке в Японии. Мисо является хорошим источником белка и клетчатки. Он также богат различными витаминами, минералами и растительными соединениями, включая витамин К, марганец и медь. Одно из исследований показало, что регулярное употребление супа мисо снижает риск развития рака молочной железы у женщин среднего возраста. В другом исследовании было выявлено снижение риска развития инсульта у женщин, регулярно употребляющих мисо.
7. Комбуча (чайный гриб)
Комбуча — это ферментированный напиток из черного или зеленого чая. Этот напиток ферментируется симбиозом дрожжевого гриба с бактерией (чайный гриб). В России этот напиток известен как чайный квас. Такой напиток довольно популярен во многих частях мира. В Интернете немало заявлений о полезных свойствах напитка из чайного гриба, однако качественных исследований о чайном грибе не хватает.
Существующие исследования — это исследования на животных и in vitro.
Однако, поскольку чайный гриб сбраживается бактериями и дрожжами, он, обладает пробиотическими свойствами.
Соленые огурцы популярны во всем мире. При засолке огурцы оставляют для брожения в течение некоторого времени, используя естественно присутствующие в них молочнокислые бактерии. Такие огурцы являются отличным источником полезных пробиотических бактерий, которые могут улучшить пищеварение. Они низкокалорийны и являются хорошим источником витамина К, необходимого для свертываемости крови.
Не следует забывать, что соленые огурцы также имеют высокое содержание натрия. Важно отметить, что соленые огурцы, приготовленные с уксусом, не содержат живых пробиотиков.
Термин пахта на самом деле относится к ряду кисломолочных напитков. Существует два основных вида пахты: традиционная и культурная. Традиционная пахта — это жидкость, оставшаяся от приготовления масла. Именно она содержит пробиотики, ее еще иногда называют «бабушкиным пробиотиком». Такая пахта содержит также важные витамины и минералы, такие как витамин B12, рибофлавин, кальций и фосфор, и имеет низкое содержание жира и калорий.
Культурная пахта как правило не имеет таких полезных свойств.
Натто — еще один традиционный для Японии ферментированный соевый продукт, производимый из сброженных соевых бобов. Он содержит бактериальный штамм Bacillus subtilis. Натто является одним из основных продуктов в японской кухне. Его обычно смешивают с рисом и подают на завтрак. Этот продукт имеет характерный запах, слизистую текстуру и сильный аромат. Натто богат белком и витамином К2, что важно для здоровья костей и сердечно-сосудистой системы. Натто очень полезен в пожилом возрасте, его употребление поддерживает высокую плотность костной ткани в пожилом возрасте. Также натто может помочь предотвратить развитие остеопороза у женщин после 40 лет.
11. Некоторые виды сыра
Хотя большинство видов сыра ферментируются, это не означает, что все они содержат пробиотики. Поэтому важно искать живые активные культуры на этикетках продуктов питания. Полезные бактерии выдерживают процесс старения в некоторых сырах, включая Гауду, моцареллу, чеддер. Сыр является прекрасным источником белка, он также богат важными витаминами и минералами, включая кальций, витамин B12, фосфор и селен. Умеренное потребление молочных продуктов, таких как сыр, может даже снизить риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и остеопороза.
Мы рассмотрели только 11 продуктов питания, богатых пробиотиками. На самом деле их намного больше.
Если вы не можете употреблять или просто не любите какие-то продукты, богатые пробиотиками, вы можете использовать биологически активные добавки к пище, предварительно проконсультировавшись с врачом.
Источник
Статья про бактерии (6 класс)
Сообщение подготовила : Совгачева И.В.
Это бактерии, которые используются для приготовления продуктов.
1. Молочные бактерии используются в производстве йогуртов, бифидобактерии – в производстве
биокефиров, сметан, сыров (сыры с благородной плесенью „Рокфор» и „Камамбер»).
2. Делают хлеб, с помощью процесса спиртового брожения из дрожжевого теста, пышным,
лучше пропекаемым и легкоусвояемым.
3. Сохраняют для нас квашеные и маринованные продукты.
4. Позаботились о «досуге» взрослых, изготовив алкогольные напитки, квас (уксуснокислые
5. Кулинары используют лимонную кислоту, добытую из плесневых грибков.
Это бактерии которые используются в фармакологии ( медико-биологической науке о лекарственных веществах и их действии на организм)
Они используются для производства антибиотиков (из культур полезных микроорганизмов или сами состоят из таких высушенных и законсервированных культур) , аминокислот, витаминов, ферментов и вакцин. Бактериальные продукты используются в производстве вакцин и биопрепаратов для профилактики инфекционных заболеваний. Вакцины против дифтерии, коклюша, столбняка, брюшного тифа и холеры изготавливаются из компонентов бактерий, которые вызывают эти заболевания.
«Бактерии – помощники земледельца»:
Это бактерии которые используются в земледе́лии ( науке, основанной на использовании земли с целью выращивания сельскохозяйственных культур)
1. Используют биологические удобрения, которые вырабатываются за счёт поглощения из атмосферы азота различными микроорганизмами (например: клубеньковые бактерии , фиксирующие молекулярный азот в симбиозе с бобовыми растениями; широко распространенные в почвах многочисленные и разнообразные свободнодвижущиеся азотфиксирующие бактерии)
2. бактериальные препараты для борьбы с болезнями и вредителями культурных растений, зоотехники готовят питательные и долго хранящиеся корма для сельскохозяйственных животных (такие как силос).
1. УЧЕНЫЕ ИЗ ТУЛЕЙНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ЛУИЗИАНЫ (США) ОБНАРУЖИЛИ штамм бактерий, способный производить бутанол, перерабатывая бумагу. Штамм потенциально может стать источником биотоплива для автомобилей и одновременно способом утилизации целлюлозы.
2. УЧЕНЫЕ ИЗ УНИВЕРСИТЕТА НЬЮКАСЛА (ВЕЛИКОБРИТАНИЯ) С ПОМОЩЬЮ генной инженерии на основе бактерий вида Bacillus subtilis разработали новый вид бактерий, чтобы заполнять и «клеить» трещины в бетоне или асфальте. Они проникают в самые мелкие и глубокие трещины и размножаются там, пока не заполнят весь объем.
3. Одежда: основой для ткани послужили бактерии, используемые при приготовлении напитков с содержанием кофеина. Стремительно размножаясь в присутствии дрожжей и сладкого зеленого чая, они превращаются в тонкие нити и образуют «микробную целлюлозу», пригодную для изготовления биоодежды.
4. ИЗ БАКТЕРИЙ МОЖНО ВЫРАСТИТЬ ТАКЖЕ УСТОЙЧИВУЮ УПАКОВКУ для транспортировки товаров. Для этого используются бактерии Acetobacter xylinum. Они буквально формируют бумагоподобную защитную оболочку, если покрыть ими предмет и обеспечить их питательной средой.
5. Скоро нельзя будет обойтись без бактерий и при добыче золота. Микробиологи обнаружили обитающую в средах с повышенной концентрацией ионов золота бактерию, выделяющую во внешнюю среду специальный белок, который осаждает частицы благородного металла. Поэтому вокруг ее колоний возникают темные кольца, состоящие из микроскопических золотых самородков. Возможно, в будущем эти микроорганизмы будут использованы в качестве индикаторов присутствия золота при поиске золотоносных жил.
6. Шотландские ученые разработали простой и дешевый способ обнаружения мин. С помощью генной инженерии им удалось вывести бактерию, которая поглощает тринитротолуол и светится из-за вживленного ей гена медузы. По данным специалистов, технология заключается в распылении с воздуха на минные поля жидкости, содержащей бактерии. Бактерии скапливаются вокруг мин, из которых идет незначительная, но все же утечка тринитротолуола. Во время питания бактерии как бы »загораются» под воздействием вживленных им генов светящихся медуз.
Источник