SdelanoRI.ru

Ваш адвокат

Грамотрицательные бактерии споры

Содержание:

Флороценоз — что это такое? Анализ на флороценоз: расшифровка

Многие женщины когда-нибудь задавались следующим вопросом: «Флороценоз – что это такое?». Данный анализ является диагностикой нового поколения для обнаружения заражения женского урогенитального канала. Она характеризуется отличной информативностью результатов и правильностью назначения. Обследование вмещает сбор главных возбудителей половых инфекций, разрушающих флору влагалища, способствует установке точного диагноза, а также помогает подобрать соответствующую тактику терапии. Выявление облигатных патогенных микроорганизмов – это одно из направленностей теста флороценоз.

Какие есть показания для сдачи анализа

Заражение венерическими инфекциями идет при сумбурных половых контактах и сексуальной связи без барьерного противозачатия. Инфекции зарождаются при сбоях в биоценозе влагалища, которые сопровождаются понижением числа лактобацилл (палочки Дедерлейна), а также повышением содержания условно-патогенной микрофлоры (кандиды, гарднереллы, аэробы, уреаплазмы). Какие должны быть показания для того, чтобы назначить флороценоз влагалища?

  • боли при мочеиспускании, половом контакте, внизу живота;
  • дискомфорт, раздражение, жжение;
  • бесплодие;
  • воспалительные недомогания мочеполовых путей;
  • выделения из влагалища;
  • затрудненный гинекологический либо акушерский анамнез.
  • В категорию теста флороценоз NCMT включены разновидности микроорганизмов, провоцирующие половые инфекции:

    Как осуществляется исследование

    С понятием «флороценоз» — что это такое, и какие есть показатели для его проведения, мы разобрались. Теперь необходимо выяснить, как проводится сам анализ. Мазок на флору является бактериоскопическим обследованием соскоба, взятого из определенных мест. Тест дает возможность установить присутствие воспалительного действия, найти простейшие организмы, патогенную микрофлору, а также заподозрить нарушения гормонального состояния.

    Как правило, врач-гинеколог для исследования производит забор содержимого из уретры, шейки матки и влагалища. Для такого мероприятия применяются дополнительные влагалищные зеркала и одноразовая лопатка с кругловатым краем. Со всех сомнительных областей берется проба, затем наносится небольшим мазком на стекло и отправляется в лабораторию.

    Флороценоз: расшифровка анализа

    Кроме указанного обозначения места забора соскоба, можно в бланке еще обнаружить такие символы:

    1. Trich — означает простейший организм возбудителя трихомониаза.
    2. L — число лейкоцитов, которые находятся в области видимости микроскопа.
    3. Gn — определение возбудителя гонококка (гонореи).
    4. Эп — количество эритроцитов плоского эпителия в мазке.

    Обычно специалисты, когда хотят сообщить о недостатке какого-либо элемента, записывают abs, что значит –» не выявлено».

    Светлые тельца, призванные оберегать человека от всевозможных инфекций. В норме число лейкоцитов в мазке не должно быть выше значения 15. Если количество белых телец больше этого предела, можно допускать воспалительную болезнь половых органов. Зачастую врач-гинеколог устанавливает такие диагнозы: цервицит, кольпит и вагинит, и может понадобиться провести дополнительный анализ на флороценоз.

    Чем больше в мазке лейкоцитов, тем сильнее воспалительный процесс. К примеру, немалое число таких элементов обычно находят при трихомониазе или гонорее.

    Плоский эпителий

    Это наружный слой эритроцитов, покрывающий вход в шейку матки и влагалище. Эпителий в обязательном порядке должен находиться в мазке у женщин репродуктивного возраста. При уменьшении числа эстрогенов в женском организме количество эритроцитов плоского эпителия сокращается.

    С приходом климакса в мазке на микрофлору можно обнаружить эпителий внутренних покровов слизистой стенки влагалища – пара- и базальные клетки. Нахождение их у представительницы слабого пола детородного возраста может указывать на повышение уровня мужских гормонов и о воспалительных процессах.

    Золотистый стафилококк

    Такие бактерии также может показать тест флороценоз (что это такое, уже было сказано выше). Если количество золотистого стафилококка не больше 5%, тогда тревожиться не стоит. Лишь в той ситуации, когда есть возрастание численности этих бактерий и понижение процента палочек Додерлейна, можно свидетельствовать о воспалении цервикального канала либо влагалища.

    В незначительном количестве ее выявляют в пробе, взятой из влагалища. Это не считается отступлением от нормы. Если налет обнаруживают в соскобе из канала, можно исключить недомогание мочевой системы. Повышение слизи в мазке обычно замечается при воспалительных процессах.

    Гарднереллы

    Являются очень маленькими палочками, и для их обнаружения требуется анализ флороценоз. Бактериальный вагиноз и дисбиоз влагалища – это заболевания, при которых они хорошо размножаются. Также палочки считаются возбудителями болезни под названием гарднереллез.

    Дрожжеподобные грибки

    Такие бактерии можно встретить при влагалищном кандидозе (молочнице). О закрытом кандидозе дают знать споры грибков. Если женский иммунитет нарушается, то это ведет к оживлению патогенной влагалищной микрофлоры, а также грибка рода кандида. Когда молочница обостряется, в мазке находятся нити мицелия Candida.

    Кокковая флора

    Данные бактерии отличаются шаровидной формой. Низкое число кокков вовсе не опасно, однако когда количество таких микроорганизмов превосходит процент молочнокислых палочек, то это уже говорит о понижении иммунитета либо присутствии воспаления. Кокковые бактерии разделены на грамотрицательные (кишечная палочка, гонококки, протей) и грамположительные (лактобациллы, стрепто- и стафилококки) организмы. Если произведен тест флороценоз (расшифровка его была описана в данной статье), и мазок показал наличие грамотрицательных кокков, расположенных внутри клеток, можно подозревать гонорею.

    Ключевые клетки

    Еще они называются атипическими эритроцитами. Обнаруживаются при нарушении влагалищной микрофлоры и гарднереллезе. Являются клетками плоского эпителия, которые соединены с мелкими палочками.

    Подготовка к проведению обследования

    Анализ выполняется способом ПЦР, который имеет отличную степень точности. При исследовании лаборант находит место ДНК бактерии, неоднократно его увеличивает, считает численность генома после каждого периода копирования. Для теста производится соскоб шеечного канала матки и слизистой стенки вагины.

    Обследование не проводится на этапе менструального цикла. За двое суток до забора биоматериала не советуют использовать вагинальные средства, спермициды, вступать в половой контакт и спринцеваться. По согласованию с гинекологом пациент должен прекратить терапию антибактериальными препаратами за 30 дней до исследования. Анализ флороценоз (что это такое – уже понятно всем) способствует определению заражения венерическими болезнями, которые могут разрушать фертильную функцию женщины.

    fb.ru

    Фармайод: действие, показания, дезинфекция и лечение заболеваний растений

    Йод достаточно широко используется в сельском хозяйстве как биоцид и необходимый растениям микроэлемент. Но аптечный спиртовой раствор йода для целей агрикультуры мало пригоден вследствие как химической активности, так и высокой стоимости растворителя. Для агротехники выпускается фармайод. При его изготовлении активное вещество сначала связывается в комплексные соединения с химически нейтральными поверхностно-активными веществами (ПАВ). ПАВ для фармайода выбирают не диссоциирующие на ионы, т.е. не ионообразующие. Чаще всего комплексообразователями для фармайода берут органические соединения сапонины и их производные; на той же основе производятся шампуни, средства для мыться посуды, бытовые чистящие и т.п. Сейчас даже хозяйственное мыло делают на основе сапониновых ПАВ, а не производных жирных кислот, как старое коричневое.

    Форма выпуска и меры безопасности

    Фармайод в продажной расфасовке

    Фармайод для растений выпускается в виде маточного водного раствора 10% концентрации в пластиковой и стеклянной таре емкостью от 50 мл до 5 л, см. рис. Рабочие растворы приготовляются разбавлением маточного раствора водой. Маточный раствор хранится долго, до 3-х лет; из вскрытой тары может неоднократно отбираться порциями. Но в рабочем растворе при доступе воздуха комплексы йод-ПАВ распадаются и он должен использоваться немедленно; максимум в течение суток. Однако свежеприготовленный 1% рабочий раствор фармайода в плотно закрытой стеклянной посуде в темном месте при температуре не выше +25 может храниться до года.

    Маточный 10% и тем более слабые рабочие растворы про попадании на кожу негативное действие оказывают не большее, чем медицинский Йодинол, но окрашивают кожу и вызывают ожоги слизистых. Смертельная доза активного йода при приеме внутрь человеком – 3 г. Поэтому фармайод относится к веществам 3-го класса опасности. Работать с ним нужно в латексных перчатках, защитных очках и респираторе-лепестке. При попадании в глаза немедленно промыть из открытыми большим количеством чистой воды и обратиться к врачу. Также неотложная медицинская помощь нужна при появлении признаков отравления йодом: жжение и сухость во рту, рези в животе, боли в груди, кашель, головная боль, помрачение сознания.

    Примечание: емкости из-под фармайода не подлежат любому последующему использованию. Выбрасывать их также нельзя, нужно сдавать на утилизацию.

    Действие и активность

    Йод, как известно, галоген, т.е. химически весьма активный элемент. Проникая в живые клетки или белковые оболочки вирусов, он «вклинивается» в их аминогруппы, высвобождая связанный кислород, и вся биохимия клетки «идет вразнос». В результате клетка погибает.

    Как биоцид йод совершенно не избирателен – он губит все живое. Поэтому основная сфера применения фармайода профилактическая: дезинфекция почвы, помещений для растений (теплиц, парников) до высадки продуктивных культур и после сбора урожая, а также обработка инвентаря и садового инструмента.

    Примечание: если фармайод использовался для дезинфекции зараженной почвы (см. далее), спустя неделю после обработки в нее нужно внести полезные бактерии в виде ЭМ-препаратов Байкал ЭМ-1, Восток ЭМ-1 и т.п. или самодельного ЭМ компоста.

    Йод – галоген с большим атомным весом. Свободный йод – твердое вещество серого цвета; он много пассивнее газообразных фтора, хлора и жидкого брома. В сухом воздухе свободный йод стабилен, а с понижением температуры его химическая активность резко падает. Поэтому применение фармайода наиболее эффективно для культур закрытого грунта, а на открытом воздухе при наружной температуре не ниже +10 градусов.

    На воздухе свободный йод активно сублимирует – улетучивается не плавясь. Сублимация йода усиливается с повышением температуры и под действием света. Как следствие, на открытом грунте обработка фармайодом достаточно эффективна при температуре не выше +20 градусов для защиты и лечения отзывчивых на йод растений, см. далее. Также на открытом грунте внесение фармайода проводится только на ночь.

    Йод из почвы и на воздухе полностью улетучивается и/или вступает в стабильные химические соединения в течение 2-3 суток. В растениях йод как активное вещество действует 2-3 нелели. Для гарантии срок ожидания после обработки фармайодом устанавливается в 3 недели. Фармайод совместим с другими средствами агрохимии, кроме имеющих щелочную реакцию, но в кислой среде его активность падает, так что обработку фармайодом лучше проводить отдельно от прочих.

    Следующая достаточно значимая область применения фармайода – протравливание семян. Однако их всхожесть после обработки фармайодом заметно падает, поэтому протравливать йодом нужно семена, подозрительные на ношение патогенов. Напр., от своих переболевших растений.

    Что касается лечения растений йодом, то оно несколько похоже на лечение онкозаболеваний – убиваются все клетки, но свои собственные здоровые растение в какой-то степени восстанавливает, а болезнетворным микроорганизмам деваться некуда. Усилить восстановительную способность растений поможет лечение йодом совместно с молочной сывороткой, см. видео:

    Видео: применение Фармайода в сочетании с молочной сывороткой

    или, еще лучше, с клеточными экстрактами растительного происхождения, напр. фитоплазмином:

    Видео: Фармайод и Фитоплазмин

    Показания и противопоказания

    Йод также не панацея. Сильнее всего сравнительно с клетками пораженного растения он действует на грамположительные и грамотрицательные бактерии родов Clavibacter, Erwinia, Pseudomonas, Xanthomonas и вирусы ВЗКМО, ВОМ, ВТМ, ВТоМ. Все они поражают пасленовые и тыквенные, но поражаемые растения существенно различаются по физиологии, от чего также немало зависит действенность фармайода как лечебного средства.

    Симптомы поражения огурца вирусной крапчатой мозаикой

    Часть из потенциально поражаемых указанными патогенами растений вступает в симбиоз с почвенными бактериями. Не такой тесный, как растения-азотфиксаторы, но им в той или иной степени необходимый. Поэтому из тыквенных лечить йодом можно только огурцы, а бахчевые бесполезно – вреда будет больше, чем пользы. Для огурцов фармайод эффективен от вирусной крапчатой мозаики. Неопытному растениеводу ее симптомы легко спутать с начальной стадией магниевого хлороза. Подкормка магнием в таком случае только усугубит положение: корни огурцов слабые, стебли длинные и потому восстановительная способность огурцов невелика, а патогены в зеленых тканях получат более питательную среду. Однако есть довольно четкие отличительные признаки вирусной мозаики и хлороза. Во-первых, ее вирус поражает преим. взрослые плодоносящие растения. Во-вторых, плоды при этом приобретают характерную дугообразную форму, см. рис. справа.

    Примечание: завирусованные огурцы товарность, конечно, теряют, но для употребления свежими и консервирования пригодны. Вирус крапчатой мозаики для человека не патогенен, а в человеческом организме мгновенно разрушается. Не погибает – современная наука не признает вирусы живыми существами. Соответственно в природе стало на одно живое царство меньше, а вирусологи превратились из биологов в кого-то вроде токсикологов, хотя на биофаках вирусология преподается.

    Из огородно-тепличных пасленовых йод противопоказан овощному (сладкому) перцу, а его использование для томатов в теплице дает нестабильные результаты: чем более истощен и/или неправильно рекультивируется почва, тем хуже. Поэтому лечить тепличные помидоры фармайодом нужно только при сильном поражении патогенами, а у многих растениеводов-любителей сложилось мнение, что помидоры йод «не любят», см. ролик:

    Видео: о применении Фармайода для томатов

    Дезинфекция

    Профилактическая дезинфекция оптимальный способ использования йода в индивидуальном хозяйстве. Фармайод в таком случае выступает как универсальный биоцид, уничтожающий кроме микроорганизмов споры и гифы грибов и покоящиеся стадии вредителей. Дезинфекцию проводят 1% или 2% рабочим раствором (10 мл маточного на 990 мл воды или 20 мл и 980 мл соотв.) следующим образом:

    • Инвентарь, оборудование, инструмент – протирают чистой ветошью, обильно пропитанной 2% раствором.
    • Строительные конструкции и стекла теплиц/парников – обрызгивают 2% раствором из распылителя, дающего самую мелкую «туманную» струю. Расход – 100-200 мл на 1 кв. м. После опрыскивания помещение закупоривают на 1-2 недели: плотно закрывают окна, двери, вентиляционные люки. Стекла снаружи (по крайне мере с солнечной стороны) закрывают мешковиной и т.п.
    • Влажная уборка полов и обработка технологических емкостей: 2% раствор, швабра, чистая половая тряпка. Норма – 0,3-0,4 л/кв. м. Проветривать помещение начинают сразу после обработки. Время проветривания – 2-5 суток.
    • Профилактическая дезинфекция почвы: опрыскивание 1% раствором по норме 100-200 мл/кв. м. Спустя 2-3 недели – внесение бактериальных препаратов (см. выше), гумата натрия или калия.
    • Дезинфекция почвы из-под переболевших растений: полив без лейки 2% раствором из расчета 3-5 л на 1 куб. м грунта. Срок ожидания – 4-5 недель.
    • Спилы древесных растений протирают ватным тампоном, смоченным маточным 10% раствором.
    • Срезы кустарников и не вполне одревесневшие ветви древесных – то же, но 2% раствором.
    • Прищипки травянистых – то же, 1% раствор.

    Примечание: йодную дезинфекцию производят при температуре выше нуля. Растворы готовятся в химически нейтральной и стойкой посуде (стеклянной, полиэтиленовой, пропиленовой). Пищевой ПВХ не годится!

    Протравливание семян

    Семена протравливают полчаса в 0,05% растворе (5 мл на 1 л воды). По окончании обработки сразу, еще влажными, промывают 10 мин под струей воды или в 5-ти сменах воды по 5 мин каждая.

    Лечебная профилактика и лечение

    Йод как лечебное средство растений действен не только для пасленовых и тыквенных. Фармайод применим как для профилактики заболеваний, так и для лечения заболевших растений. Однако нужно учитывать, что йод подавляет жизнедеятельность не только патогенов, но также самих растений и почвенных микроорганизмов. Не менее важно точно определить этиологию (природу, происхождение) заболевания. Если растения просто голодают на тот или иной элемент питания, то обработка йодом принесет только вред. И наоборот, если больное растение подкормить, то патогены, получив более питательную среду, только «разбушуются». Тут полная аналогия с нами самими: обильное несбалансированное питание вредит больному. Особенно опасно сочетать лечение растений с применением стимуляторов роста и вообще фитогормонов. Поэтому фармайод для растений в лечебных целях нужно использовать, соблюдая след. условия:

  • Профилактическая обработка фармайодом проводится на след. год если в текущем растения болели. Если нет, для обработки раневых поверхностей (см. ниже) нужно использовать средства защиты мягкого действия: садовый вар, толченый древесный уголь;
  • Профилактическую обработку фармайодом можно проводить самостоятельно;
  • Лечить йодом больные растения можно только если этиология заболевания точно установлена. Лучше всего – специалистом-фитопатологом;
  • Заболевшие растения нельзя истощать плодоношением. Если болезнь началась до цветения, бутоны и цветоносы лучше удалить. Если после него – удалить часть или полностью завязей либо урожая. Незрелые помидоры и огурцы можно пустить на консервирование;
  • Ботву отболевших травянистых и обрезки многолетников ни в коем случае нельзя компостировать, нужно сжигать;
  • Картошку, подхватившую вирусную инфекцию, лучше выкопать молодой и продать, чтобы хоть как-то компенсировать потери урожая. Завирусованная вполне съедобна, но очень плохо хранится.
  • Инструкция по применению фармайода для растений в лечебных целях приведена в табл.:

    Инструкция по применению фармайода для растений в лечебных целях

    Профилактические фазы, не требующие тщательной диагностики, выделены зеленым. В почву участка, на котором применялся фармайод, под зиму нужно внести биопрепараты (см. выше) и гуматы. Возможная замена – самодельный компост одного сезона. Нужно также получше подготовить растения к зиме. Это в сочетании с текущей рекультивацией почвы многократно уменьшит опасность рецидива заболевания в следующем году.

    udobreniya.info

    Мазок на флору у женщин: для чего нужно сдавать и что он показывает

    Исследование влагалищной флоры производится для выявления и идентификации бактерий и определения степени их опасности. Такой способ считается наименее затратным и наиболее популярным для диагностирования воспалительных процессов и болезней, которыми можно заразиться при половых сношениях.

    К плюсам метода следует отнести также и то, что взятие мазка на анализ совершенно безболезненно. При заборе мазка могут быть лишь незначительные субъективно неприятные ощущения. Мазок берется при осмотре гинекологом, после чего образец влагалищного содержимого помещают на специальное лабораторное стеклышко.

    Позже, по прибытии в лабораторию, образец окрашивается особым способом для различения и идентификации микробов.

    Так что показывает гинекологический мазок на флору из влагалища у женщин и о каких инфекциях может идти речь? Обсудим в нашей статье!

    Основные показатели в гинекологическом анализе

    Среда влагалища у женщин в норме не является стерильной.

    Там проживает большое количество разнообразных микроорганизмов, все вместе они и представляют собой флору влагалища. Среди этих микроорганизмов постоянно ведется конкурентная борьба за место и пищу.

    Самыми распространенными представителями влагалищной флоры являются лакто- и бифидобактерии.

    Во многом они сами определяют среду своего обитания, выделяя в процессе своей жизнедеятельности спирты, пероксид, кислоты, в том числе молочную, в результате чего рН влагалищной среды имеет значение в мазке на флору, характеризующее кислую среду.

    Помимо этого, указанные бактерии выделяют ферменты, которые не позволяют другим микробам размножаться.

    Так что выявляет мазок на флору у женщин?

    Лейкоциты и эритроциты

    В первую очередь в отобранном мазке выясняют количество белых и красных кровяных телец. Норма у здоровой женщины – лейкоцитов – 10 – 15, а эритроцитов – около 2.

    Если анализ взят сразу после месячных, то количество лейкоцитов может быть вплоть до 25. Если пациентка в положении, то допускается уровень лейкоцитов не более 30.

    Множество белых кровяных телец свидетельствует об инфекционном заболевании, поэтому в таком случае нужно пересдать анализ.

    Здесь также следует учитывать все состояния, дополнительно влияющие на уровень лейкоцитов — беременность, менструация, простудные заболевания. Если все эти случаи исключены, то подозревают воспалительный процесс.

    На страницах нашего сайта вы также узнаете о лечении хронического эндометрита! Расскажем о методах диагностики и об эффективных препаратах.

    В следующей статье предлагаем узнать о причинах развития эндометрита после родов, его основных симптомах и схемах лечения заболевания.

    А в чем заключается отличие эндометриоза и эндометрита? Особенности каждой из этих болезней читайте вот тут: http://beautyladi.ru/endometrit-i-endometrioz-v-chem-raznica/.

    Что значит фагоцитоз в мазке на флору? Фагоцитоз – это процесс захвата и уничтожения чужеродных клеток (например, болезнетворных бактерий) лейкоцитами. В мазке может быть обнаружен незавершенный фагоцитоз – наличие непереваренных микробных клеток внутри лейкоцитов. Это случается при инфицировании, а также если организм пациентки подвергается:

  • стрессу;
  • неблагоприятной экологии;
  • нерациональному питанию.
  • Цитолиз в анализе означает наличие во влагалище невоспалительного процесса, обусловленного чрезмерным размножением особого типа лактобацилл, которые выделяют водород. Их неконтролируемый рост приводит к ощелачиванию влагалищной среды и цитолизу (разрушению) клеток эпителия.

    О чем говорит большое количество эпителия в мазке на флору у женщин и что делать, если его много?

    Наличие плоского эпителия в мазке на флору у женщин является нормой при условии определенного его вида и количества.

    Нормальным считается нахождение в отобранном образце от 5 до 10 клеток плоского эпителия.

    При сдаче мазка на флору у гинеколога отклонениями от нормы считаются:

  • Снижение количества или отсутствие эпителиальных клеток, что показывает отмирание эпителия в связи с повышением уровня тестостерона и/или понижением уровня эстрогена.
  • Значительное превышение содержания эпителиальных клеток в мазке может появиться по следующим причинам:

    • воспаление в слизистом слое стенок влагалища;
    • болезни, которыми можно заразиться при коитусе;
    • вагинит;
    • кандидоз;
    • воспаление шейки матки и мочеиспускательного канала;
    • почечные и мочеполовые инфекционные и другие заболевания.
    • Заболеванием эктопия не является, но требует наблюдения.

      Фибрин представляет собой белок плазмы крови. Его обнаружение в мазке означает наличие воспалительного процесса.

      Слизь может быть у здоровых пациенток исключительно в мазке из влагалища. Если слизь обнаруживается, например, в уретре, то это говорит о воспалении. В образце из влагалища слизи может быть в норме умеренное или малое количество, что обозначается соответственно ++ и +.

      Палочки Додерлейна

      Палочки Додерлейна должны в норме преобладать в микрофлоре влагалища.

      Это так называемые лактобациллы, выделяющие молочную кислоту, необходимую для образования нормальной влагалищной микрофлоры.

      Если лактобактерии присутствуют во влагалище в достаточном количестве, там не развиваются инфекции, поскольку молочная кислота не дает размножаться другим бактериям.

      Если же количество этих полезных микроорганизмов снижено, то рН влагалища сдвигается в щелочную сторону.

      Вследствие этого может возникнуть воспаление.

      В нормальном мазке лактобактерии составляют 95 % от всей флоры.

      Хотите узнать об особенностях лечения эндометриоза у женщин? На нашем сайте расскажем о проведении гормональной терапии и других методах!

      А как проявляется эндометриоз у женщин после 50 лет? О симптомах и лечении заболевания при климаксе и в менопаузе читайте в этой статье.

      beautyladi.ru

      Бетадин раствор: инструкция по применению

      Раствор Бетадин относится к препаратам широкого спектра действия и используется в качестве антисептика для местного и наружного применения.

      Форма выпуска и состав

      Препарат Бетадин выпускают в виде 10% раствора темно-коричневого цвета объемом 30 мл, 120 мл и 1000мл. Лекарство не должно содержать осажденных или взвешенных частиц.

      В 1 мл раствора содержится в качестве активного вещества 100 мг повидон-йода.

      В качестве вспомогательных веществ используют глицерол, лимонную кислоту, ноноксил 9, натрия гидроксида р-р 10%, динатрия гидрофосфат, очищенную воду.

      Фармакологическое действие

      Дезинфицирующее и антисептическое свойство препарата проявляется благодаря йоду, который освобождается из комплекса с поливинилпирролидоном при взаимодействии с кожей и слизистыми оболочками. В результате йод связывается с белками клеток бактерий и приводит к гибели микроорганизмов. Проявляет высокий бактерицидный эффект на грамотрицательные и грамположительные бактерии. Также оказывает губительное действие на вирусы, грибы, споры и простейшие.

      Фармакокинетика

      Длительное использование препарата Бетадин на большие участки кожных покровов при обширных ранах и ожогах, приводит к всасыванию большого количества йода. Повышенное содержание йода в крови проходит через 7-14 дней после последнего приема препарата. У людей, имеющих здоровую щитовидную железу, подобное повышение йода не влияет на гормональный фон. Из организма йод выводится только почками.

      Фармакодинамика

      Йод, вступающий в реакцию с белками микроорганизмов, теряет свой цвет. Соответственно, показателем эффективности препарата является интенсивность коричневого окрашивания. После исчезновения цвета можно повторно нанести препарат. Раствор Бетадин легко смывается и растворяется в воде.

      Показания к применению

    • лечение вирусных, грибковых и бактериальных инфекций кожи, профилактика суперинфекций при дерматологических заболеваниях;
    • профилактика и лечение раневых инфекций в травматологии, хирургии, стоматологии, комбустилогии;
    • дезинфекция слизистых оболочек и кожи перед инвазивными исследованиями (биопсия, пункция, инъекция) и перед хирургическими операциями;
    • обработка трофических язв, пролежней, диабетической стопы;
    • дезинфекция кожи вокруг катетеров, дренажей, зондов;
    • антисептическая обработка полости рта при стоматологических операциях;
    • дезинфекция родовых путей во время проведения несложных гинекологических операций (введение внутриматочной спирали, искусственное прерывание беременности), полипа, коагуляции эрозии;
    • разбавленный раствор Бетадина применяется при профилактике офтальмии у новорожденных.
    • Способ применения

      Раствор Бетадин используется в неразбавленном и разбавленном виде для наружного нанесения на кожные покровы. Препарат не следует разбавлять горячей водой. Допускается не длительный нагрев раствора да температуры 36-37°С. Во время предоперационной обработки нужно проследить за тем, чтобы под пациентом не остались излишки раствора, что может привести к раздражению кожи.

      При обработке ожогов и ран, кожи и рук перед хирургической операцией, катетеризации мочевого пузыря, перед пункциями и инъекциями применяют неразбавленный раствор Бетадин.

      Допускается применение раствора Бетадин несколько раз в день.

      Необходимо соблюдать следующие правила при обработке рук:

      Гигиеническая дезинфекция рук: по 3 мл неразведенного раствора 2 раза – каждая порция жидкости должна оставаться на коже рук в течение 30 секунд.

      Хирургическая дезинфекция рук: по 5 мл неразведенного раствора 2 раза – каждая порция жидкости должна контактировать с кожей в течение 5 минут.

      Для полного эффекта дезинфекции кожи, нанесенный раствор оставляют до высыхания.

      Для вышеперечисленных показаний используется раствор Бетадин разведенный водопроводной водой. При хирургических вмешательствах, при обработке ран и ожогов для разведения используют изотонический раствор натрия хлорида или раствор Рингера. Разведенный раствор готовят непосредственно перед применением.

      Противопоказания

    • индивидуальная непереносимость компонентов лекарства;
    • беременность и лактация;
    • аденома или нарушение функции щитовидной железы;
    • гипертиреоз;
    • почечная недостаточность;
    • герпетиформный дерматит Дюринга;
    • детям до 1 года.
    • Побочные действия

      При повышенной чувствительности к компонентам препарата возможна аллергическая реакция в виде отека, зуда, жжения или гиперемии. Такие проявления требуют отмены препарата.

      При долгом применении препарата у предрасположенных лиц может возникнуть гипертиреоз.

      Интенсивное нанесение раствора на обширные участки при ожогах может привести к нарушению электролитного баланса, осмолярности сыворотки крови, метаболическому ацидозу, нарушению функции почек.

      В редких случаях возможны острые генерализованные реакции, сопровождающиеся удушьем или гипотензией.

      Особенности применения

      Разрешается использование препарата при беременности или лактации только при условии абсолютных показаний и в малых дозах.

      Новорожденным и детям до 6 месяцев допускается применение раствора Бетадина только при строгих показаниях. В дальнейшем необходимо контролировать деятельность щитовидной железы.

      Передозировка

      При избыточном использовании препарата возможны следующие симптомы интоксикации: привкус металла во рту, усиленное слюноотделение, боль во рту и глотке, раздражение глаз, изжога, кожные реакции, желудочно-кишечные нарушения, анурия, отек легких.

      Лечение осуществляется при помощи незамедлительного введения пищевых продуктов, содержащих белок или крахмал (раствор крахмала в молоке или воде). Желудок промывается раствором натрия тиосульфата или вводится внутривенно. Необходимо тщательно наблюдать за деятельностью щитовидной железы для раннего выявления или устранения гипертиреоза.

      Лекарственное взаимодействие

      Препарат не совместим с другими антисептиками, содержащими ферменты, щелочи и ртуть.

      Условия хранения

      Препарат рекомендуется хранить в сухом, темном, прохладном и недоступном для детей месте.

      Аналоги раствора Бетадин

      Аналоги по действующему веществу: Аквазан, Браунодин Б.Браун, Повидон-йод

      bezboleznej.ru

      Спиртовые дрожжи в промышленном производстве спирта

      Общая характеристика дрожжей

      Спиртовые дрожжи Saccharomyces cerevisiae, представляют собой одноклеточные микроорганизмы, относящиеся к классу аскомицетов (сумчатых грибов) и предназначены для сбраживания сахаров, содержащихся в осахаренном сусле, в спирт.

      Спиртовые дрожжи обычно размножаются почкованием и очень редко (при большом дефиците питательных веществ) дрожжи размножаются спорообразованием.

      Дрожжевые клетки бывают яйцевидной, эллипсоидальной, овальной или вытянутой формы, которая, как и их величина (6— 11 мкм), зависит от вида дрожжей и условий развития. Отношение поверхности клетки к ее объему влияет на скорость массообменных процессов между клеткой и питательной средой и, следовательно, на интенсивность жизнедеятельности дрожжей.

      Дрожжевая клетка (рисунок ) состоит из оболочки, цитоплазмы и ядра. Наружная часть оболочки дрожжевой клетки образована полисахаридами типа гемицеллюлоз, преимущественно маннаном и небольшим количеством хитина, внутренняя часть — белковыми веществами, фосфолипидами и липоидами. Оболочка регулирует состояние клеточного содержимого и обладает избирательной проницаемостью, чем существенно отличается от обычных полупроницаемых мембран.

      Рис. Электронная микрофотография дрожжевой клетки:

      1 — клеточная стенка;

      2 — цитоплазматическая мембрана дрожжевой клетки;

      Цитоплазма дрожжевой клетки имеет гетерогенную структуру и вязкую консистенцию. Коллоидный характер ее обусловлен белковыми веществами. Кроме них цитоплазма содержит рибозонуклеопротеиды, липоиды, углеводы и значительное количество воды. Цитоплазма молодых клеток внешне гомогенна, при старении клеток в ней появляются вакуоли, равномерная зернистость, жировые и липоидные гранулы. В цитоплазме с ее органоидами (хондриосомами, микросомами, вакуолями) и включениями протекают важнейшие ферментативные процессы.

      Митохондрии (хондриосомы) дрожжевой клетки имеют форму зернышек, палочек или нитей. Питательные вещества, проникающие в клетку, адсорбируются и аккумулируются хондриосомами и подвергаются быстрым превращениям вследствие концентрации в этих участках клетки соответствующих ферментов. В митохондриях полностью осуществляются цикл трикарбоновых кислот и важнейшая энергетическая реакция — окислительное фосфорилирование, почему их рассматривают как основную «силовую станцию» клетки. Здесь же происходят реакции активирования аминокислот в процессе синтеза
      белка, липидов и других соединений.

      Микросомы (рибосомы) дрожжевой клетки представляют собой включения в виде субмикроскопических зернышек, состоящих из липоидов, белков и рибоиуклеиновых кислот (РНК), которые обеспечивают синтез белков за счет активированных аминокислот, поступающих из митохондриальной системы.

      Ядро дрожжевой клетки — небольшое шаровидное или овальное тело, окруженное цитоплазмой и нерастворимое в ней. В ядерных структурах обособлены в виде включений дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и ее протеид (ДНКП), содержится большое количество РНК. ДНК способствует передаче наследственной информации, сохранению свойств микроорганизмов.

      Обязательный органоид дрожжевой клетки вакуоли — полости, образующиеся в плазме при старении дрожжевых клеток, наполненные клеточным соком и отделенные от цитоплазмы вакуолярной мембраной, т.е. тонопластом — слоем из белков и липидов. Форма вакуолей изменяется вследствие движения и контракции цитоплазмы. Вакуоль в молодых клетках состоит из множества мелких полостей, в старых — из одной очень большой. Клеточный сок представляет собой водный раствор различных солей, углеводов, белков, жиров и ферментов. В вакуолях сосредоточиваются различные соединения, которые должны подвергаться ферментативным превращениям, образуются продукты жизнедеятельности и отбросы.

      В молодых дрожжевых клетках жира обычно нет, в зрелых он содержится лишь в немногих клетках в виде очень мелких капелек, в старых — крупных капель.

      Гликоген (полисахарид структурно подобный амилопектину) является запасным питательным веществом дрожжей.

      Гликоген накапливается при культивировании спиртовых дрожжей на средах, богатых сахаром, и при недостатке сахара быстро расходуется. В молодых клетках гликогена мало, в зрелых — значительное количество (до 40%).

      По внешнему виду дрожжевых клеток можно определить физиологическое состояние дрожжей. Для определения физиологического состояния дрожжей микроскопически определяется содержание гликогена путем окрашивания. В производственных средах одновременно присутствуют молодые, зрелые, почкующиеся, старые и отмершие дрожжевые клетки. Наибольшей бродильной энергией обладают зрелые дрожжевые клетки.

      Спиртовые дрожжи, применяемые в производстве спирта, должны обладать высокой бродильной энергией (быстро и полно сбраживать сахара), иметь анаэробный тип дыхания, быть устойчивыми к продуктам своего обмена и к продуктам обмена посторонних микроорганизмов, а также к изменению состава среды, переносить большую концентрацию солей и сухих веществ, содержащихся в сусле, при переработке мелассы полно сбраживать раффинозу. При выделении дрожжей из зрелой бражки и использовании их в качестве хлебопекарных они должны отвечать требованиям, предъявляемым к хлебопекарным дрожжам по стойкости при храпении, подъемной силе, зимазной и мальтазной активности.

      На спиртовых заводах, перерабатывающих мелассу, широкое распространение получили спиртовые дрожжи расы Я, при использовании дрожжей в качестве хлебопекарных — рас лохвицкая (Ял) и венгерская (В). Эти расы дрожжей хорошо сбраживают сахарозу, глюкозу, фруктозу и лишь 1/3 раффинозы. Поэтому при большом содержании раффинозы в мелассе недобор спирта составляет значительную величину. Каждый процент раффинозы при полном сбраживании увеличивает выход спирта на 1,46%.

      Повышение бродильной активности дрожжей может быть достигнуто различными способами: мутагенезом, гибридизацией и др. Для получения рас дрожжей с требуемыми свойствами наиболее перспективным оказался метод гибридизации, так как при скрещивании двух родительских видов дрожжей можно подобрать расы с заранее известными свойствами. Этим методом был получен ряд гибридов, имеющих преимущества перед дрожжами рас Я и В. В отличие от последних гибриды дрожжей содержат фермент а-галактозидазу, при помощи которого раффиноза полностью превращается в сбраживаемые сахара. Кроме того, у отдельных дрожжевых гибридов повышена генеративная способность и лучше хлебопекарные свойства. Мальтазная активность выше у гибрида 112, хотя спирта он накапливает на 1% меньше, чем дрожжи расы В. Гибриды 67 и 105 обеспечивают одинаковый выход спирта по сравнению с расой В, но проявляют высокую генеративную способность. Дрожжи расы Г-67 устойчивее к пониженному рН, при котором образуется больше спирта в результате сокращения расхода сахарозы на по­бочные продукты.

      При сбраживании сусла из крахмалсодержащего сырья применяют спиртовые дрожжи расы XII. Они хорошо сбраживают мальтозу, сахарозу и фруктозу, но не сбраживают конечные декстрины. Гидролиз конечных декстринов продолжается во время сбраживания сусла под действием декстриназы солода или глюкоамилазы микробного происхождения. Поэтому скорость сбраживания сусла из крахмал­содержащего сырья лимитируется скоростью гидролиза конечных декстринов.

      УСЛОВИЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ СПИРТОВЫХ ДРОЖЖЕЙ

      К условиям, обеспечивающим нормальную жизнедеятельность спиртовых дрожжей, относятся прежде всего: температура, рН и состав питательной среды, т.е. бражки .

      Температура и рН бражки

      Спиртовые дрожжи живут и размножаются в широких температурных пределах, но для нормальной их жизнедеятельности необходима температура 29—30°С. При очень высокой или очень низкой температуре жизнедеятельность дрожжей ослабляется или прекращается. Максимальная температура для развития дрожжей 38°С, минимальная —5°С; при температуре 50°С дрожжи погибают.

      Оптимальные температуры для развития и проявления максимальной бродильной активности не всегда совпадают. Дрожжи, выращенные при температуре, например, 17—22°С, имеют большую бродильную энергию. Сбраживание мелассного сусла при температурах выше 30°С отрицательно отражается на выходе и качестве дрожжей, выделяемых из зрелой бражки и используемых в качестве хлебопекарных. Ферментативная активность, подъемная сила и стойкость таких дрожжей при хранении понижаются, поэтому рекомендуется следующий температурный режим выращивания дрожжей и сбраживания мелассного сусла: в дрожжегенераторах 28—29°С, в двух головных бродильных аппаратах 30—31°С и в концевых аппаратах 28—29°С. Сусло из крахмалсодержащего сырья сбраживают при температуре 28—32°С.

      При повышении температуры дикие дрожжи и бактерии размножаются значительно быстрее сахаромицетов. Если при температу­ре 32°С коэффициент размножения диких дрожжей в 2—3 раза больше коэффициента размножения сахаромицетов, то при 38°С — уже в 6—8 раз больше.

      Ускоренное развитие бактерий приводит к повышению кислотности бражки. В обоих случаях уменьшается выход спирта.

      На жизнедеятельность спиртовых дрожжей значительно влияет активная кислотность среды. Водородные ионы изменяют электрический заряд коллоидов плазменной оболочки клеток и в зависимости от концентрации могут увеличивать или уменьшать проницаемость плазменной оболочки дрожжевой клетки для отдельных веществ и ионов. От величины рН зависят скорость поступления питательных веществ в дрожжевую клетку, активность ферментов, образование витаминов. При изменении рН среды изменяется и на­правление самого брожения. Если рН бражки сдвигается в щелочную сторону, то увеличивается образование глицерина.

      Дрожжи сохраняют жизнеспособность в пределах рН среды от 2 до 8. Для их выращивания оптимальным является рН 4,8—5.

      При рН ниже 4,2 дрожжи продолжают развиваться, тогда как развитие молочнокислых бактерий прекращается. Это свойство дрожжей используют для подавления развития бактерий в инфицированной среде, которую подкисляют до рН 3,8 — 4 и выдерживают определенное время.

      СОСТАВ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ДЛЯ СПИРТОВЫХ ДРОЖЖЕЙ

      О потребности спиртовых дрожжей в питательных веществах судят по их химическому составу, который зависит от питательной среды, условий культивирования дрожжей и их физиологических особенностей. Средний элементарный состав дрожжевых клеток (в %): углерод 47, водород 6,5, кислород 31, азот 7,5—10, фосфор 1,6—3,5. Содержание других элементов незначительно: кальция 0,3—0,8%, калия 1,5—2,5, магния 0,1—0,4, натрия 0,06—0,2, серы 0,2%. В дрожжах найдены микроэлементы (в мг/кг): железо 90—350, медь 20—135, цинк 100—160, молибден 15—65.

      Спиртовые дрожжи в отпрессованном виде содержат 68—76% воды и 32 — 24% сухого вещества. Внутриклеточной влаги в зависимости от со стояния коллоидов дрожжевой клетки содержится 46—53% и меж­клеточной 22-27%. При изменении общей влажности дрожжей меняется соотношение между количеством внутриклеточной и межклеточной влаги. Удаление 85% воды из дрожжей при температуре не выше 50°С почти не влияет на их жизнеспособность.

      Сухие вещества дрожжей включают 23—28% органических ве­ществ и 5—7% золы. Органические вещества состоят из 13—14% белка, 6—8% гликогена, 1,8—2% целлюлозы и 0,5—2% жира.

      Белок. Дрожжи содержат в среднем 50% «сырого» белка в пересчете на сухие вещества и около 45% истинного белка. В состав сырого белка входят все соединения азота, к которым относятся производные нуклеиновых кислот — пуриновые и пиримидиновые основания, азот свободных аминокислот.

      Гликоген. При отсутствии питательных веществ в среде гликоген дрожжевой клетки превращается в спирт и диоксид углерода.

      Трегалоза. Наряду с гликогеном содержится трегалоза — очень мобильный резервный углевод, обусловливающий стойкость хлебопекарных дрожжей. Содержание трегалозы возрастает с уменьшением азота и при рН ниже 4,5.

      Жир. В состав жира входят в основном олеиновая, линолиновая и пальмитиновая кислоты. Он содержит 30—40% фосфатидов.

      Зола. Зола состоит из следующих основных окислов (в %): Р2О5 — 25—60, К2О — 23—40, СаО — 1—8, МgО — 4—6, Nа2О — 0,5—2, SО3 — 0,5—6, 5Ю2 — 1—2, Ре2О3 — 0,05—0,7.

      Фосфор. Фосфор содержится преимущественно в виде органических и неорганических орто-, пиро- и метафосфатов. Они входят в состав молекул нуклеиновых кислот, фосфолипидов и коферментов типа аденозинфосфата и тиамина. Так, ядерное вещество клетки (нуклеопротеиды) содержит фосфор в видеортофосфата. В виде ортофосфата фосфор входит также в состав флавиновых ферментов; в виде пирофосфата — во многие коферменты (кодегидразы Кох и Коц, карбоксилазы), В виде различных соединений фосфор принимает важное участие в энергетических процессах клетки.

      Сера. Сера входит в состав очень важных соединений — амино­кислот (цистеин, цистин, метионин и глютатион) и витаминов (биотин, аневрин). В ферментах сера находится в виде сульфидных и тиоловых групп.

      Железо. Железо содержится в цитохромах, цитохром-оксидазе, пероксидазе, каталазе и других ферментах, участвующих в процессе дыхания. Оно участвует в работе других ферментов (зимогеназа, пирофосфатаза).

      Магний. Магний активирует действие многих фосфатаз и энолазы. Ионы магния влияют на сохранение активности ферментов при нагревании. Магний и марганец ускоряют потребление дрожжами глюкозы. Влияние магния тем сильнее, чем ниже концентра­ция глюкозы в среде. Питательные среды должны содержать 0,02-0,05% магния в виде сульфата. Процессы брожения регулируются изменением концентрации ионов магния в результате присоединения его к органическим веществам.
      Калий. Калий необходим не только как питательный элемент, но и как стимулятор размножения дрожжей. Стимулирующее действие объясняется его существенной ролью в окислительном фосфорилпровании и в процессах гликолиза. Движение неорганического фосфора внутрь дрожжевой клетки специфично стимулируется калием. Калий активирует дрожжевую альдолазу, необходим для действия фермента пируваткарбоксилазы и влияет, так же как азот и сера, на липидный обмен дрожжевых клеток.

      Кальций. Кальций играет роль активатора в микробной клетке и обнаруживается в ней как в свободной форме, так и в связанной с протеинами, углеводами и липидами. Ионы Са 2 + могут связываться с АТФ наряду с Мg 2 + и Мn2+. Кальций является кофактором транскетолазы хлебопекарных дрожжей и ингибитором некоторых ферментов, например пирофосфатазы, энолазы и адено-зинтрифосфатазы. Повышенное содержание солей кальция угнетает размножение дрожжей, снижает накопление в них гликогена и повышает содержание стеринов. Так, при содержании Са 2 + до 40 мг на 1 л среды стимулируется размножение дрожжей, при большем оно угнетается.

      Микроэлементы. Микроэлементы также имеют важное значение для размножения и жизнедеятельности дрожжей, входя в со­став ферментов, витаминов и других соединений, участвующих в их синтезе. Они влияют на скорость и характер различных биохимических процессов. Например, кобальт стимулирует размножение дрожжей, повышает содержание в клетках азотистых веществ небелковой природы, прежде всего ДНК, РНК и свободных амино­кислот. Он стимулирует также синтез витаминов — рибофлавина и аскорбиновой кислоты. Стимулирующее действие микроэлементов объясняется тем, что они образуют с ферментами металлорганические и внутрикомплексные соединения. Получаемый эффект зависит от прочности связи фермента с молекулой субстрата или активации субстрата в промежуточном активном комплексе.

      Витамины и другие факторы роста дрожжей. Для нормального развития и спиртового брожения дрожжи нуждаются в витаминах, которые являются кофакторами многих ферментов. Дрожжи (сахаромицеты) в большей или меньшей мере могут синтезировать все витамины, за исключением биотина, который должен обязательно содержаться в питательной среде.

      Ненасыщенные жирные кислоты с 18 атомами углерода, особенно олеиновая, также являются важными ростовыми факторами. Стимулирующее влияние олеиновой кислоты наблюдается только при малой ее концентрации, не превышающей 0,5 мг/мл. При увеличении концентрации рост дрожжей намного замедляется.

      Источники питания спиртовых дрожжей

      Различают экзогенное и эндогенное питание спиртовых дрожжей. При экзогенном питании питательные вещества поступают в дрожжевую клетку из внешней среды, при эндогенном дрожжи используют (в основном при голодании) свои резервные вещества: гликоген, трегалозу, липиды, азотистые соединения.

      Углеродное питание. Спиртовые дрожжи (Sacch. cereviesiae) используют углерод из различных органических соединений: глюкозы, маннозы, галактозы, фруктозы (D-формы). Пентозы Sacch. cereviesiae не ассимилирует. В отсутствие гексоз источником углерода для дрожжей могут служить также глицерин, маннит, этиловый и другие спирты, органические кислоты (молочная, уксусная, яблочная, лимонная).

      Следует учитывать полиауксию — последовательность потребления различных источников углерода дрожжевой клеткой. При периодическом культи­вировании в первую очередь потребляются глюкоза и фруктоза. Последовательность усвоения жирных кислот зависит от расы применяемых дрожжей и состава этих кислот. Например, уксусная кислота препятствует потреблению молочной, а молочная — гликолевой. Уксусная кислота и глюкоза усваиваются одновременно. Как правило, в первую очередь усваивается из смеси тот источник углерода, который обеспечивает большую скорость роста дрожжей.

      При непрерывном культивировании спиртовых дрожжей с увеличением скорости разбавления среды в ней остается больше углеродного компонента, который усваивается в последнюю очередь.

      Различные виды спиртовых дрожжей неодинаково относятся к ассимиляции одних и тех же веществ. Например, дикие дрожжи Cand. natalensis, Cand. parapsilosis хорошо усваивают галактозу, а Cand. clausseni совсем не усваивают ее. Дрожжи Sacch. cereviesiae начинают сбраживать галактозу только со вторых суток.

      Дисахариды, из которых спиртовые дрожжи усваивают мальто­зу и сахарозу, предварительно подвергаются гидролизу соответствующими ферментами дрожжей до моносахаридов. При переходе дрожжей от анаэробных условий к аэробным ослабляется их способность сбраживать глюкозу и мальтозу, а сахаразная активность повышается в 2,5 раза. Дрожжи потребляют мальтозу только при отсутствии в среде фруктозы и глюкозы. Мальтоза сбраживается почти полностью в стационарную фазу роста дрожжей.

      Органические кислоты имеют важное значение в метаболизме углерода, энергетическом обмене микроорганизмов, синтетических и диссимиляционных процессах. Использование кислот жирного ряда в качестве источника углерода зависит от вида и расы дрожжей, концентрации кислоты, длины ее углеродной цепи и степени электролитической диссоциации. Хорошими субстратами служат кислоты с длиной углеродной цепи от С2 до С4 (уксусная, пировиноградная, молочная, масляная и др.) при сравнительно низкой концентрации. Калийные соли кислот, содержащих в молекуле от 2 до 5 атомов углерода, стимулируют рост дрожжей в 1,4—3,3 раза по сравнению с соответствующими кислотами.

      Жирные кислоты со средней длиной углеродной цепи (от С6 до С10) в меньшей мере потребляются дрожжами и при очень низких концентрациях в среде (0,02—0,05%). Более высокие концентрации их подавляют развитие дрожжей. Жирные кислоты с 12—17 атомами углерода в молекуле потребляются избирательно в зависимости от рода и вида дрожжей.

      Любой из промежуточных продуктов цикла Кребса (пировиноградная, лимонная, янтарная, фумаровая, яблочная кислоты) дрож­жи могут использовать в качестве единственного источника угле­рода.

      Азотное питание. Дрожжи способны синтезировать все аминокислоты, входящие в состав их белка, непосредственно из неорганических азотистых соединений при использовании в качестве источника углерода органических соединений — промежуточных про­дуктов распада углеводов, которые образуются при дыхании и брожении.

      Спиртовые дрожжи Sacch. cereviesiae усваивают лишь две формы азота: аммиачный и органических веществ. Они эффективно используют азот сульфата и фосфата аммония, мочевины, аммиачных солей уксусной, молочной, яблочной и янтарной кислот. В присутствии сбраживаемых Сахаров аммиачные соли являются для дрожжей источником лишь азота; однако при потреблении его освобождаются кислоты, изменяющие рН среды. Аммиачный азот усваивается дрожжами лучше, чем азот многих аминокислот.

      Аминокислоты являются одновременно источником азота и углерода, причем последний усваивается из кетокислот, образующихся в результате отщепления аминогрупп. Возможна и непосредственная ассимиляция аминокислот из питательной среды, содержащей их полный набор и какой-либо сбраживаемый сахар. Вследствие этого снижается расход сахара среды на питание дрожжей и несколько увеличивается выход спирта при брожении.

      Ассимиляция аминокислот обеспечивает синтез белка, в том числе и ферментов, активирует некоторые уже имеющиеся в клет­ке ферменты, ускоряет процесс почкования дрожжевых клеток.

      Для потребления органического азота (аминокислот, амидов) многим дрожжам необходимы витамины (биотип, пантотеновая кислота, тиамин, пиридоксин и др.). Такие азотистые соединения, как белки, бетаин, холин, пурины и амины в виде этиламина, пропил- и бутиламина, дрожжи не усваивают. Пептиды занимают среднее положение между аминокислотами и белками. Потребление пептидов снижается с повышением их сложности. Присутствие не­которого количества пептидов в среде наряду с другими формами азота способствует потреблению аминокислот.

      На образование 10 млрд. дрожжевых клеток расход азота в условиях анаэробиоза составляет 66—77 мг, в условиях аэробиоза 37—53 мг. По содержанию азота в дрожжах судят об условиях их культивирования и физиологическом состоянии. Содержание азота в дрожжах кроме аэрации зависит от состава среды, коли­чества дополнительно вводимых питательных веществ и от расы дрожжей. Общего азота в дрожжах спиртовых заводов содержится 7—10% (иногда до 12%) на сухое вещество.

      Фосфорное питание. В анаэробных условиях дрожжи усваивают фосфор главным образом в начальный период брожения, когда потребление его составляет 80—90% от максимального содержания в дрожжах. Молодые, энергично размножающиеся дрожжевые клетки богаче фосфором по сравнению с непочкующимися старыми. Например, после 6 часов брожения дрожжи содержат 2,15% фосфора на сухое вещество, к концу брожения — только 1%.

      В сусле из крахмалистого сырья содержится достаточное количество усваиваемых спиртовыми дрожжами фосфорсодержащих соединений, в мелассном сусле их недостаточно, и приходится добавлять ортофосфорную кислоту.

      ПРОЧИЕ ФАКТОРЫ РАЗМНОЖЕНИЯ СПИРТОВЫХ ДРОЖЖЕЙ

      Скорость роста дрожжей зависит от разности осмотического давления в клет­ке и в сусле. Чем она больше, тем быстрее размножаются дрожжи. Поэтому более активное физиологическое состояние дрожжей наблюдается при сбраживании мелассы по двухпоточному способу.

      При обработке спиртовых дрожжей ультразвуком в несколько раз возрастает активность инвертазы, в некоторых случаях стимулируется их рост. Воздействием на хлебопекарные дрожжи ультразвуком частотой 425 кГц в течение 1 ч повышают бродильную энергию и подъемную силу на 15—18%; при частоте 380 и 740 кГц увеличивается содержание в дрожжах эргостерина на 45—60%.

      Под влиянием Y-лучей у винных дрожжей повышается бродильная, у хлебопекарных — мальтазная активность. Если дрожжи облучать ультрафиолетовыми УФ-лучами, то они теряют способность синтезировать лейцин, изолейцин и валин. Таким образом, были получены мутанты, не образующие изоамилового и изобутилового спирта. При обработке хлебопекарных дрожжей УФ-лучами и этиленймином селекционированы мутанты, превышающие в 2—5 раз контрольные дрожжи по мальтазной активности.

      Спирты, эфиры и слабые растворы щелочей растворяют липоидные вещества клеток дрожжей. Спирты даже в небольших концентрациях (3—4%) тормозят почкование дрожжей. Однако в непрерывном потоке сбраживаемой среды дрожжи способны размножаться при относительно высокой концентрации спирта (7— 8 об. %) и продолжать сбраживать сахара до концентрации спирта 10—12 об. %. Размножение дрожжей при непрерывном брожении зависит главным образом от содержания питательных веществ, а не от содержания спирта в среде.

      Для снижения отрицательног влияния высоких концентраций спирта на размножение дрожжевые клеток была разработана схема сбраживания сусла под вакуумом.

      Формалин, кислоты и соли тяжелых металлов относятся к плазматическим ядам. Небольшое количество формалина (0,09%) нарушает нормальную жизнь и ­деятельность дрожжей, а доза формалина 0,001% тормозит почкование дрожжевых клнток. Обычно дозы веществ, снижающие бродильную энергию дрожжей, значительно выше доз, задерживающих почкование.

      Сернистая, азотистая и фтористо-водородная кислоты и их соли в очень малых концентрациях препятствуют нормальному росту дрожжей: диоксид серы п концентрации 0,0025%, нитриты — 0,0005%. При содержании в мелассе 0,02% диоксида серы качество дрожжей значительно ухудшается — они быстро темнеют, понижаются их подъемная сила и стойкость при хранении.

      В растворах серной кислоты концентрацией 0,35—0,6% через 15 мин все клетки дрожжей сохраняют жизнеспособность; через 24 ч насчитывается лишь 2% мертвых клеток. Молочнокислые бактерии в 0,15%-ном растворе серной кис­лоты уже через 2 часа погибают, в 0,5%-ном растворе в течение такого же времени погибают все бактерии. Дикие дрожжи могут переносить воздействие 1,3%-коп. серной кислоты в течение 2 часов.

      Свободные органические кислоты оказывают большее ингибирующее действие на дрожжи, чем их соли. Летучие органические кислоты даже в незначительных концентрациях подавляют размножение и ускоряют отмирание дрожжевых клеток. Наиболее силь­ными ингибиторами для дрожжей являются масляная и капроновая кислоты. Особенно чувст­вительны дрожжи к летучим органическим кислотам при снижении рН среды до 4. При этом через одни сутки в дрожжевой популяции наблюдается большое коли­чество плазмолизированных клеток и почек.

      При большом засеве дрожжей (120—150 млн. клеток на 1 мл) и при рН бражки 5,1 дрожжи расы В имели коэффициент размножения в контроле 2,1, а при содержании 0,02% масляной кислоты — 1,2; при содержании 0,02% капроновой кислоты — 1,15. Количество мертвых клеток дрожжей рас В и Я составляло 21 — 52%. В присутствии пропионовой кислоты коэффициент размножения дрожжей рас В и Я в 1,5, а количество мертвых клеток — в 2 раза меньше, чем в контроле.

      Муравьиная кислота снижает коэффициент размножения дрожжей, не вызы­вая отмирания клеток. Сравнительно слабым ингибитором для дрожжей является уксусная кислота.

      Снижение выхода спирта при сбраживании синтетической среды Ридер с 13% сахарозы дрожжами расы В и Я наблюдается при следующих концентрациях летучих органических кислот в сбраживаемой среде (в масляной 0,045, капроновой 0,055, муравьиной 0,09, пропионовой 0,12 и уксусной 0,45. В этих же условиях не снижается спиртообразование у дрожжей рас Г-176 и Г-202. Указанным концентрациям кислот в 22%-ной мелассной рассиропке соответствует содержание их в мелассе (в %): масляной 0,2, капроновой 0,5 и уксусной 2,0. Наиболее часто в мелассе органических кислот значительно меньше, лишь в некоторых случаях содержание муравьиной и пропионовой кислот близко к концентрациям, при которых снижается выход спирта.

      В присутствии масляной и капроновой кислот процесс образования высших спиртов в значительной мере блокируется независимо от расы дрожжей.

      Некоторые тяжелые металлы в весьма малых концентрациях убивают дрожжевые клетки (серебро—0,000001%, медь — 0,005%), а в концентрациях, не поддающихся определению химическим анализом, тормозят рост дрожжей. Бактерицидное действие тяжелых металлов зависит от состава среды, ее кислотности, температуры и плотности дрожжевой популяции. Например, соли меди в кислых средах более ядовиты, соли серебра проявляют более сильное бактерицидное действие в виде аммиачных растворов.

      Присутствие фурфурола в сбраживаемой среде уменьшает количество почкующихся клеток и их размер. Даже незначительное содержание фурфурола снижает мальтазную и зимазную активность выделенных из мелассной бражки дрожжей.

      Сульфонол в небольших концентрациях (70—100 г на 1 тонну мелассы) не влияет на жизнедеятельность дрожжей и подавляет молочнокислую микрофлору. Хлор, хлорная известь, марганцовокислый калий, сильно окисляя органические вещества, разрушают их.

      В бражках с повышенным содержанием ионов Са, Мg, Fе у дрожжевых клеток теряется водная оболочка, в связи с чем уменьшаются ионная сфера и электрический заряд на поверхности клеток и создаются условия для агглютинации дрожжей.

      Спиртовые расы дрожжей имеют отрицательный электрокинетический потенциал — от —7 до —13 мВ, вследствие чего они адсорбируют на своей поверхности меланоидины, которые имеют положительный потенциал. С понижением рН среды электрокинетический потенциал меланоидинов возрастает, в связи с чем увеличивается степень адсорбции их на дрожжевых клетках. Меланоидины придают дрожжам темный цвет, способствуют отмиранию дрожжевых клеток и, следовательно, снижению их ферментативной активности, в частности активности инвертазы и каталазы. При содержании в сбраживаемой среде меланоидинов от 0,005 до 0,3 г на 100 мл через 24 ч популяция дрожжей уменьшается в 1,3—2 раза. Следует помнить, что меланоидины образуются в процессе разваривания крахмалистого сырья.

      Десорбция красящих веществ с поверхности дрожжевой клетки проходит интенсивно при рН промывной воды выше 9. При рН около 3 красящие вещества не десорбируются.

      Многие ферменты дрожжей активируются в присутствии незначительных количеств сульфгидрильных соединений, содержащих SH-группы, таких, как цистеин, глютатион. Эти соединения легко превращаются одно в другое, имеют важное значение в активировании и регулировании действия многих окислительно-восстановительных и гидролитических ферментов, определяющих жизнедеятельность и обменные процессы микроорганизмов.

      S Н-группы играют важную роль в цепи окислительно-восстановительных реакций и являются необходимым звеном в передаче электрона от сукцината к кислороду воздуха через цитохром. Активность многих дегидрогеназ, флавиновых и Восстановленный глютатион и цистеин ускоряют спиртовое брожение вследствие восстановления SH-группы тиоловых ферментов, принимающих участие в аэробном и анаэробном окислении Сахаров. Однако применение этих дорогостоящих веществ экономически нецелесообразно; в качестве их заменителя может быть использован дрожжевой автолизат.

      БИОХИМИЯ БРОЖЕНИЯ И ДЫХАНИЯ ДРОЖЖЕВОЙ КЛЕТКИ

      АНАЭРОБНЫЙ РАСПАД УГЛЕВОДОВ

      Ферментативная диссимиляция углеводов в анаэробных условиях, происходящая с выделением энергии и приводящая к образованию продуктов неполного окисления, называется брожением.

      При брожении акцептором водорода служат органические соединения, получающиеся в реакциях окисления (например, уксусный альдегид при спиртовом брожении); кислород в этих реакциях не участвует.

      На рисунке приведена схема химических превращений при спиртовом брожении глюкозы.

      1. Образуются фосфорные эфиры Сахаров. Под действием фермента гексокиназы и адениловых кислот, являющихся донаторами и акцепторами фосфорной кислоты, глюкоза превращается в глюкопиранозо-6-фосфат. Адениловые кислоты в дрожжах содержатся в виде аденозинмонофосфата (АМФ), аденозиндифосфата (АДФ) и адеыозинтрифосфата (АТФ). Гексокиназа катализирует перенос одной фосфорной группы с АТФ на глюкозу. При этом АТФ превращается в АДФ, а остаток фосфорной кислоты присоединяется по месту шестого углеродного атома. Действие фермента активируется ионами магния. Подобным образом происходит превращение D-фруктозы и D-маннозы. Глюкокиназная реакция определяет скорость процесса брожения.

      2. Глюкозо-6-фосфат под действием фермента глюкозофосфат — изомеразы подвергается изомеризации — превращению в фруктозо-6-фосфат. Реакция обра тима и сдвинута в сторону фруктозо-6-фосфата.

      3. Фруктозо-6-фосфат под действием фермента фосфофруктокпназы присоединяет по месту первого углеродного атома второй остаток фосфорной кислоты за счет АТФ и превращает в фруктозо-1,6-дифосфат. Эта реакция практически необратима. Молекула сахара переходит в оксоформу и становится лабильной, способной к дальнейшему превращению, так как ослабляется связь между третьим и четвертым углеродными атомами.

      4. Под действием фермента альдолазы (активируемой ионами Zn 2+ , Со 2+ и Са 2 +) фруктозе-1,6-дифосфат распадается на две фосфотриозы — З-фосфоглице­риновый альдегид и фосфодиоксиацетон. Эта реакция обратима.

      5. Между фосфотриозами происходит реакция изомеризации, катализируемая ферментом триозофосфатизомеразой. Равновесие устанавливается при 95% 3-фосфоглицеринового альдегида и 5% фосфодиоксиацетона.

      6. В индукционный период, пока в качестве промежуточного продукта не образовался уксусный альдегид, между двумя молекулами 3-фосфоглицеринового альдегида под действием фермента альдегидмутазы при участии молекулы воды происходит реакция дисмутации. При этом одна молекула фосфоглицеринового альдегида восстанавливается, образуя фосфоглицерин, другая окисляется в 3-фосфоглицериновую кислоту. Фосфоглицерин в дальнейших реакциях не участвует и после отщепления фосфорной кислоты является побочным продуктом спиртового брожения.

      При установившемся процессе окисление 3-фосфоглицеринового альдегида в 3-фосфоглицериновую кислоту происходит сложным путем. Вначале он превраща­ется в 1,3-дифосфоглицериновый альдегид, присоединяя остаток неорганической фосфорной кислоты, затем под действием фермента триозофосфатдегидрогеназы в присутствии НАД (никотинамидадениндинуклеотида) окисляется в 1,3-дифосфо-глицсриновую кислоту. НАД, вступая в соединение со специфическим белком, образует анаэробную дегидрогеназу, обладающую способностью отнимать водород непосредственно от фосфоглицеринового альдегида и других органических соединений.

      7. При участии фермента фосфотрансферазы остаток фосфорной кислоты, содержащий макроэргическую связь, передается с 1,3-дифосфоглицериновой кислоты на АДФ с образованием АТФ и 3-фосфоглицериновой кислоты. Энергия, освобождающаяся при окислении фосфоглицеринового альдегида, резервируется в АТФ.

      8. Под действием фермента фосфоглицеромутазы 3-фосфоглицериновая кислота изомеризуется в 2-фосфоглицериновую кислоту.

      9. В результате отдачи воды, вызываемой перераспределением внутримолекулярной энергии, 2-фосфоглицериновая кислота превращается в фосфоэнолпировиноградную кислоту, содержащую макроэргическую связь. Реакцию катализирует энолаза, активируемая ионами Мg 2 +, М n 2 + и Zn 2 +.

      Максимальное действие энолазы проявляется в интервале рН 5,2—5,5. При рН 4,2 молекулы энолазы агрегируются, при рН 3—4 необратимо денатурируются.

      10. Под действием фермента фосфотрансферазы в присутствии ионов К + остаток фосфорной кислоты передается от фосфоэнолпировиноградной кислоты на АДФ, резервируя энергию в АТФ.

      11. Образовавшаяся энолпировшюградная кислота превращается в более стабильную кетоформу.

      12. Под действием фермента карбоксилазы от пировиноградной кислоты отщепляется диоксид углерода и образуется уксусный альдегид.

      13. Фермент алкогольдегидрогеназа переносит водород с восстановленного НАД-Н2 на уксусный альдегид, в результате чего образуется этиловый спирт и регенерируется НАД.

      АЭРОБНЫЙ РАСПАД УГЛЕВОДОВ

      В условиях аэробиоза распад углеводов до образования пировиноградной кислоты происходит так же, как и при анаэробиозе, но в отличие от него пировиноградная кислота полностью окисляется до диоксида углерода и воды в цикле трикарбоновых кислот — ЦТК (цикле Кребса, лимоннокислотном цикле). В этом цикле по­следовательно протекают окислительно-восстановительные реакции, в которых под действием специфических дегидрогеназ происходит перенос водорода на молекулярный кислород — конечный его акцептор. Однако перенос осуществляется не непосредственно, а через молекулы-переносчики, образующие так называемую дыхательную цепь. Схема химических превращений при аэробном распаде глюкозы приведена ниже.

      При катаболизме глюкозы образуют­ся две молекулы пировиноградной кис­лоты. Вначале одна из них подвергается реакциям окислительного декарбоксилирования, в результате которых образуется ацетил-КоА (активированная уксусная кислота):

      СНз · СО · СООН + КоАSН + НАД — СНз-СО

      КоАSН + НАД · Н2 + СО2

      Вторая молекула пировиноградной кислоты под действием фермента пируваткарбоксилазы конденсируется с молекулой диоксида углерода с образованием щавелевоуксусной кислоты:

      С H з · CO · COOH + CO2 + АТФ ↔ HOOC · CH2 · CO · COOH + АДФ + Ф

      При установившемся цикле щавелевоуксусная кислота образуется из яблочной (малата).

      Собственно ЦТК начинается с конденсации ацетил-КоА с молекулой щавелевоуксусной кислоты (оксалоацетата), катализируемой ферментом цитратсинтазой. Продуктами реакции являются лимонная кислота (цитрат) и свободный кофермент А:

      Дальнейшие превращения видны из схемы на рисунке.

      За один оборот молекулы пировиноградной кислоты присоединяется 3 молекулы Н2О, выделяется 5 Н2 и образуется 3 молекулы СО2:

      СН з · СО · СООН + ЗН2О — > ЗС0 2 + 10 Н.

      В ЦТК «сжигаются» не только углеводы, но и жирные кислоты (после предварительной деградации до ацетил-КоА), а также многие аминокислоты (после удаления аминогруппы в реакциях дезаминирования или переаминирования).

      Аэробный и анаэробный распад углеводов доставляет дрожжам энергию и обеспечивает процессы синтеза биомассы различными предшественниками. Из щавелевоуксусной и а-кетоглутаровой кислот в результате восстановительного аминирования и переаминиро вания образуются соответственно аспарагиновая и глютаминовая кислоты. Аспарагиновая кислота может образовываться также из фумаровой кислоты. Синтез этих двух аминокислот занимает главное место в синтезе белков из углеводов. При конденсации фосфодиоксиацетона с альдегидами могут образовываться пентозы, гексозы и различные полисахариды. Для синтеза биомассы дрожжи используют и другие — анаплеротические — пути, например пентозофосфатный путь. Пентозофосфаты являются предшественниками нуклеотидов и нуклеиновых кислот.

      Так как при полном окислении сахара значительно больше освобождается энергии и образуется реакционноспособных метаболитов для синтетических процессов, то возрастает скорость размножения и увеличивается биомасса дрожжей.

      РАСХОД САХАРА НА БИОСИНТЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ПРОДУКТЫ БРОЖЕНИЯ

      Дрожжегенерирование — сложнейший биохимический процесс, состоящий из взаимосвязанных и тесно переплетающихся биохимических реакций, поэтому точно рассчитать расход питательных ве­ществ на продукты дрожжегенерирования невозможно. В приближенных теоретических расчетах пользуются суммарными уравнениями процессов брожения и биосинтеза.

      Анализ различных способов получения дрожжей из мелассы показывает, что наибольший экономический коэффициент — процент сахара, израсходованного на получение товарной продукции, за вычетом потерь — получается при спиртовом брожении с утилизацией дрожжей (64,6%). На специализированных дрожжевых заводах экономический коэффициент ниже (42—45%).

      В процессе дрожжегенерирования сахар расходуется на получе­ние трех основных продуктов: дрожжей, спирта и диоксида углерода. Чтобы максимально использовать сахар, необходимо утилизировать все названные продукты. При спиртовом брожении сахар, например, содержащийся в мелассе, расходуется на образование следующих веществ: этилового спирта (46—47,6%); диоксида углерода [в соответствии с количеством этилового спирта (44 — 45,5%)]; биомассы дрожжей (1,8—4%); глицерина (3,2—4,5%); высших спиртов (0,28—0,7%); альдегидов (0,1—0,2%); органических кислот (0,2—1%). Потери несброженного сахара в бражке 2,1—2,8%. Общие потери сахара в процессе сбраживания 7—12% к введенному в производство. Соответственно и выход спирта составляет 88—93% к теоретическому.

      На количество образовавшегося при спиртовом брожении глицерина влияют состав сбраживаемой среды и ее физико-химические показатели.

      Расход сахара на образование биомассы дрожжей и их жизне­деятельность зависит от направленности процесса. Так, при работе по схеме с выделением дрожжей из зрелой мелассной бражки и использованием их в качестве хлебопекарных стремятся накопить возможно больше дрожжей. Дрожжи можно многократно возвращать на сбраживание, что сокращает расход сахара на образование биомассы дрожжей. Энергия брожения дрожжей при их 2— 4-кратном возврате не только не снижается, но даже несколько повышается. Кроме того, при многократном использовании увеличивается общее число дрожжевых клеток и возрастает интенсивность брожения.

      При сбраживании сусла в зрелой бражке содержится 20—35 г дрожжей 75%-ной влажности в 1 л. В условиях анаэробного дыха­ния на образование 1 г дрожжей указанной влажности расходу­ется 0,4 г сахарозы, следовательно, на получение 20—50 г дрожжей потребляется 8—14 г сахара, или 6—11%.

      На дыхание дрожжей при дрожжегеперировании в спиртовом производстве расходуется значительное количество сахара — 6—15% от общего его расхода в этом процессе, или 2—5% от всех сбраживаемых Сахаров, содержащихся в среде дрожжегенераторов. Расход сахара на дыхание при различных условиях дрожжегенерирования неодинаков и зависит от его концентрации в среде, скорости насыщения среды кислородом, температуры и других условий. Поэтому есть еще значительные резервы повышения выхода спир­та при переработке мелассы.

      Согласно уравнению брожения в этиловый спирт переходит 66,7% углерода сахара, в CO2 — 33,3%. Соотношение между количе­ствами углерода, идущими на построение биомассы и на дыхание, непостоянно и зависит от концентрации сахара в среде, температу­ры и других условий. С повышением концентрации сахара от 1 до 4% количество углерода, используемого на построение биомассы, увеличивается с 52—55 до 60-61% и соответственно уменьшается на образование С02 при дыхании, т. е. процесс становится более экономичным.

      С понижением температуры среды значительно уменьшается удельный расход сахара на дыхание: при 30°С он равен 0,22, при 20°С — 0,13, при 15°С — 0,075 г на 1 г прессованных дрожжей. При 36°С удельный расход сахара на дыхание также ниже, чем при 30°С (0,2 г/г).

      Коэффициенты полезно использованного углерода при концент­рации сахара в среде 2,2% и температурах 15, 20, 25, 30 и 36°С соответственно равны 71,6; 67,4; 60,7; 58,5 и 62,7%.

      С повышением интенсивности окислительных процессов (с увеличением интенсивности аэрации) выход дрожжей по массе сахара, израсходованного в процессе биосинтеза, уменьшается.

      МИКРООРГАНИЗМЫ — СПУТНИКИ ДРОЖЖЕЙ

      При сбраживании сусла дрожжами необходимо предохранять их от посторонних микроорганизмов — бактерий и «диких» дрожжей, вносимых с сырьем, водой и воздухом. Попадая в дрожжевые и бродильные аппараты, они могут накапливаться в значительных количествах и даже вытеснить производственную культуру дрожжей. Инфицирующие микроорганизмы потребляют из сусла часть питательных веществ, что снижает выход спирта. Кроме того, они образуют органические кислоты и другие продукты, инактивирующие ферменты осахаривающих материалов и снижающие бродильную энергию дрожжей, в результате чего в зрелой бражке повышается количество несброженных Сахаров и крахмала. Хлебопекар­ные дрожжи, выделенные из инфицированной мелассно-спиртовой бражки, имеют низкую ферментативную активность и стойкость-

      ОПИСАНИЕ ПОСТОРОННИХ МИКРООРГАНИЗМОВ

      Молочнокислые бактерии

      Молочнокислые бактерии бывают цилиндрические или палочковидные и сферические или шаровидные (кокки), грамположительные, неподвижные, неспорообразующие. Гетероферментативные молочнокислые бактерии наряду с молочной кислотой образуют летучие кислоты, спирт, диоксид углерода и водород.

      Оптимальная температура для роста большинства молочнокислых бактерий 20—30°С. Термофильные виды их лучше развиваются при 49—51°С. Молочнокислые, как и другие бесспоровые, бактерии погибают при 70—75°С.

      Наиболее часто встречаются следующие виды молочнокислых бактерий: Lacto. bacillius plantarum, Lact. breve, Lact. fermentii, Leuconostoc mesenterioides, leuc. agglutinans. Первые три — палочки различной длины, последние два — очень короткие палочки, чаще дипло- и стрептококки. Бактерии Leuconostoc mesenterioides имеют слизистую капсулу, поэтому очень устойчивы к высокой температуре и кислотам. В жидких средах погибают при 112—120°С в течение 20 мин; в 0,5%-ном: растворе серной кислоты жизнеспособны в течение 1 часа. Бактерии Leuc. agglutinans обладают способностью прилипать к дрожжам и склеивать (агглютинировать) отдельные их клетки.

      Уксуснокислые бактерии

      Уксуснокислые бактерии — грамотрицательные, палочковидные, бесспоровые, строго аэробные организмы, развивающиеся в тех же условиях, что и дрожжи. Бактерии способны окислять этиловый спирт в уксусную кислоту, пропиловый спирт — в пропионовую кислоту, бутиловый спирт — в масляную кислоту. Некоторые виды бактерий способны окислять также глюкозу в глюконовую кислоту, ксилозу и арабинозу — в ксилоновую и арабановую кислоты. Этиловый спирт является главным источником жизнедеятельности уксуснокислых бактерий.

      Наиболее распространенные виды Уксуснокислых бактерий — Acetobacter aceti, Acet. Pasteurianium, Acet. oxydans. Они имеют форму палочек длиной 1—3 мкм, часто соедине­ны в цепочки. Оптимальная температура для роста 20—35°С. Acetobacter aceti выдерживает 10—11%-ную концентрацию спирта.

      При накоплении в сбраживаемом сусле 0,01% уксусной кислоты задерживиется, а при 0,2% подавляется жизнедеятельность дрожжей.

      Маслянокислые бактерии

      Маслянокислые бактерии — строгие анаэробы, имеющие подвижные крупные спорообразующие палочки длиной до 10 мкм. Споры маслянокислых бактерий цилиндрической или эл­липсоидальной формы. Наряду с масляной кислотой они могут образовывать (в меньших количествах) уксусную, молочную, капроновую, каприловую и другие кислоты, а также этиловый и бутиловый спирты. Возбудители этого брожения развиваются главным образом в трубопроводах, насосах и других скрытых местах. Оптимальная температура для роста маслянокислых бактерий 30—40°С, при рН ниже 4,9 маслянокислые бактерии не развиваются.

      Маслянокислые бактерии опасны для спиртового производства, так как выра­батываемая ими масляная кислота даже в очень малых концентрациях (0,0005%) подавляет развитие дрожжей.

      Наиболее распространены следующие виды маслянокислых бактерий: Clostridium butyricum, Clostr. Pasterianinum, Clostr. saccharobutyricum.

      Гнилостные бактерии

      Гнилостные бактерии вызывают распад белковых веществ. В аэробных условиях происходит полная минерализация белка, вплоть до диоксида углерода, аммиака, сероводорода, воды и минеральных солей. В анаэробных условиях накапливаются различные органические дурнопахнущие и ядовитые вещества.

      К аэробным гнилостным бактериям относятся Вас. Subtilius (сенная палочка), Вас. mesentericus (картофельная палочка). Они подвижны, образуют споры, отличающиеся высокой термоустойчивостью. Температурный оптимум для развития бактерий 36—50°С. К факультативным анаэробам относятся Escherichia coli (кишечная палочка) и Proteus vulgaris, к анаэробам — Clostr. Putrificum и Clostr. sporogenes. Особенно большой вред гнилостные бактерии приносят хлебопекарным дрожжам, сокращая срок их хранения.

      Вас. Subtilius (сенная палочка), Вас. mesentericus (картофельная палочка), Вас. megatherium являются также нитритобразующими бактериями (редуцирующими нитраты в нитриты). Нитриты в концентрации даже 0,0005% задерживают размножение дрожжей.

      Дикие дрожжи

      Эти дрожжи представляют значительную опасность для спиртового производства. Они потребляют много сахара и образуют мало спирта. В большом количестве дикие дрожжи отрицательно отражаются на хлебопекарных свойствах культурных дрожжей. Многие из них превращают сахар в органические кислоты и окисляют спирт.

      МИКРОФЛОРА ВОДЫ И ВОЗДУХА

      Микрофлора зернового сырья и мелассы была рассмотрена раньше.

      Вода для приготовления мелассного сусла должна содержать не более 100 бактерий в 1 мл. На спиртовых заводах часто используют воду из открытых водоемов микроорганизмов: Esch. coli, Esch. freundi (Bact.citrovorus), Klebsiella aerogenes, Acrobacter cloacae, Bac. Subtilis, Bac. Mesentericus, Pseudomonas nonliguefaciens.

      В 1 мл прудовой воды может содержаться несколько сот кислотообразующих бактерий.

      Наиболее распространенным, надежным и дешевым способом обеззараживания воды является ее хлорирование. Для этого используют гипохлорит натрия, хлорную известь, двух- и трехосновную соль гипохлорита кальция, хлорамин и др.

      Для обеззараживания воды, применяемой для технологических целей, требуется 20—39 мг активного хлора на 1 л (экспозиция 0,5 ч).

      Может быть применен также новый хлорсодержащий препарат — дихлорантин (С5Н6М2С1202).

      Препарат малотоксичен, содержит до 70% активного хлора, легко растворим в спирте, хлорированных углеводородах, плохо — в воде. При концентрации активного хлора в воде 20 мг/л остаются жизнеспособными только спорообразующие бактерии.

      Процесс спиртового брожения даже стимулируется и несколько увеличивается выход спирта.

      Воздух для аэрирования сусла в дрожжегенераторах очищают, иначе вместе с ним вносится значительное количество микроорганизмов, вредных для спиртово­го брожения и ухудшающих качество хлебопекарных дрожжей. Очистка воздуха особенно необходима на заводах, имеющих цехи кормовых дрожжей (во избежа­ние заражения бродящей среды дрожжеподобными грибами).

      В воздухе часто встречаются Вас. Mesentericus, Вас. mycoides, Вас. megatherium, Вас. subtilis, бактерии рода Pseudomonas, сарцины (Sarcina lutea), споры плесневых грибов рода Pennicilium и Aspergillus, дрожжеподобные грибы рода Candida и редко — молочнокислые бактерии.

      Воздуходувки забирают воздух из наиболее удаленных от земли мест (выше крыши завода). Для удаления из воздуха грубых частиц на всасывающем возду­ховоде устанавливают масляные (висциновые) фильтры. При использовании мокровоздушных насосов (РМК, ВВН) фильтры окончательной очистки размещают на всасывающем воздуховоде, при использовании турбовоздуходувок ТВ-50 — на нагнетательной линии.

      Для очистки воздуха от микроорганизмов применяют фильтры «Лаик» СП-6/21А и «Лаик» СП-6/15А производительностью соответственно 756 и 540 м 3 /ч, площадью фильтрации 21 и 15 м 2 . Фильтрующим материалом служит гидрофобная ткань марки ФПП-15-30.

      При удельной нагрузке воздуха на фильтрующую поверхность 36 м 3 /(м 2 -ч) он очищается на 97—99% в течение 3 месяцев без замены ткани. Применяют также фильтры, наполненные стеклянной ватой.

      ЕСТЕСТВЕННО — ЧИСТАЯ КУЛЬТУРА ДРОЖЖЕЙ

      Для засева сусла в бродильных аппаратах используют дрожжи естественночистой культуры, отличающейся от чистой культуры тем, что выращивается в условиях ограниченного попадания посторонних микроорганизмов, развитие которых подавляют.

      Температура роста посторонних микроорганизмов почти не отличается от оптимальной температуры роста дрожжей и спиртового брожения, поэтому бактериостатические условия для них создают снижением активной кислотности сусла до рН 3,8—4,0 с помощью серной или молочной кислоты.

      Хотя этот рН менее благоприятен для размножения дрожжей, чем рН 4,7—5,0, он обеспечивает получение микробиологически достаточно чистой культуры.

      www.sergey-osetrov.narod.ru

  • Опубликовано в Блог