ბუნება ყველაფერი ისე ჰარმონიულად არის მოწყობილი, რომ ამ სამყაროში ყველას თავისი ადგილი აქვს და დაკავებულია იმ ფუნქციებით, რაც მას აკისრია, იქნება ეს ბუნების გვირგვინი - წარმოუდგენლად რთული ადამიანი თუ ყველაზე მიკროსკოპული ორგანიზმი. ყველა თავის როლს თამაშობს, რომ ჩვენი სამყარო უკეთესი ადგილი გახდეს. ეს ასევე ეხება სხვადასხვა ბაქტერიებს, რომლებიც, სამყაროს შემოქმედის დიდი გეგმის მიხედვით, ადამიანებს არა მხოლოდ სარგებელს, არამედ გარკვეულ ზიანს მოაქვს. განვიხილოთ რა არის თერმოფილური რძემჟავა ბაქტერიები და რა ადგილი უკავია მათ ჩვენს ცხოვრებაში. ისინი კარგები არიან თუ ცუდი?
თვისებები და არსი
ჩვენს პლანეტაზე ცხოვრობს სხვადასხვა მიკროორგანიზმების მთელი არმია, თვალისთვის უხილავი, მაგრამ ძალიან აქტიური და არა ყოველთვის სასარგებლო. ერთ-ერთი ასეთი სასარგებლო მიკროფორმაციაა თერმოფილური ბაქტერია. ბაქტერია ცხელ წყაროებში ცხოვრობს და მრავლდება საკმაოდ მაღალ ტემპერატურაზე - 45 გრადუსზე მაღლა. ამ მიკროორგანიზმების მთელი კოლონიები იდენტიფიცირებულია ჩვენი პლანეტის სხვადასხვა გეოთერმულ ზონაში.როგორიცაა ცხელი ბუნებრივი წყაროების წყლები. თერმოფილური ბაქტერიები გადარჩებიან მათში სპეციალური ფერმენტების არსებობის გამო, რომლებსაც შეუძლიათ მაღალ ტემპერატურაზე ფუნქციონირება. მათთვის ყველაზე ხელსაყრელი ტემპერატურული რეჟიმი 50-65 გრადუსიანი დერეფანია. ასეთ პირობებში ბაქტერიები თავს კომფორტულად გრძნობენ და თავისუფლად მრავლდებიან.
ბევრ ადამიანს სურს იცოდეს რა ტემპერატურაზე კვდებიან თერმოფილური ბაქტერიები, რათა გააკონტროლონ მათი რაოდენობა. ამასთან დაკავშირებით, მინდა აღვნიშნო, რომ მეცნიერებმა ჯერ ვერ მიიღეს ზუსტი მონაცემები ამის შესახებ. მეცნიერების განვითარების ამჟამინდელ ეტაპზე მხოლოდ ცნობილია, რომ თერმოფილებისთვის მაქსიმალური ტემპერატურის მაჩვენებელი 68-75 გრადუსია. თუმცა, ეს არ ნიშნავს, რომ ბაქტერიები იღუპებიან ასეთი გაცხელებით - ოპტიმალური რეჟიმიდან გადახრა ხდის მათ ცხოვრებას ნაკლებად კომფორტულს და ინტენსიურს, ანელებს უჯრედების ზრდას და ამცირებს მეტაბოლური პროცესების ტემპს.
შესაძლებელია თუ არა ბაქტერიების მოკვლა? რა გავლენას ახდენს მათზე?
იმისთვის, რომ თერმოფილური ბაქტერიები მოკვდეს, საჭიროა ზედა ზღურბლის გაცილებით მეტი გადაჭარბება. დღეს მეცნიერებმა შეძლეს დაედგინათ, რომ ყველაზე მაღალი ტემპერატურა, რომელზეც ამ მიკროორგანიზმებს შეუძლიათ ცხოვრება, არის 122 გრადუსი ცელსიუსი. ლაბორატორიულ პირობებში უფრო მაღალი გათბობის შექმნა შეუძლებელია. აქედან გამომდინარე, ჯერ არ არის შესაძლებელი იმის დადგენა, თუ რა ტემპერატურაზე დაიღუპება თერმოფილური ბაქტერიები. ცნობილია მხოლოდ, რომ ტემპერატურის მკვეთრი რყევები ძალიან საზიანო გავლენას ახდენს ბაქტერიების სიცოცხლეზე: კულტურის განვითარება შეიძლება შეჩერდეს, მაგრამმოკვდება ის არის კითხვა.
ჯიშები და მათი აღწერა
მიკროორგანიზმების ტემპერატურული უპირატესობების შეფასებისას ისინი შეიძლება დაიყოს სამ ძირითად ჯგუფად: ფსიქოფილურ, მეზოფილურ და, ფაქტობრივად, თერმოფილურ. ყველა მათგანი დამოკიდებულია სითბოზე, მაგრამ განსხვავდება ტემპერატურის რეჟიმის მიხედვით.
ამგვარად, ფსიქოფილური ბაქტერიები ყველაზე ნაკლებად თერმოდამოკიდებულნი არიან და ურჩევნიათ ტემპერატურის დიაპაზონი ნულიდან +10 გრადუსამდე. ეს მათთვის განვითარების ოპტიმალური დერეფანია, მაგრამ მათ შეუძლიათ გამრავლება -5 გრადუსზეც და +15-ზეც.
შემდეგი - მეზოფილური თერმოფილური ბაქტერია, რომლის კომფორტის ზონა მდებარეობს 30-დან 40 გრადუს ცელსიუსამდე. ბაქტერიები შეიძლება კარგად გაიზარდოს და გამრავლდეს, როდესაც ტემპერატურა 10 გრადუსამდე დაიკლებს ან 50 გრადუსამდე მოიმატებს. ამ ორგანიზმებში ზრდის ოპტიმალური დონეა 37 გრადუსი.
და ბოლოს, თერმოფილური ბაქტერიები - მათი აქტიური ზრდა შეინიშნება, როდესაც ტემპერატურა 50 გრადუსს აჭარბებს. მათი მთავარი განმასხვავებელი ნიშანია მეტაბოლიზმის დაჩქარებული ტემპი. ბოლო კვლევების მიხედვით დადგინდა, რომ ტემპერატურის გავლენით მნიშვნელოვანი ცვლილებები ხდება ცილებსა და ლიპიდებში, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ცხოვრების ყველა პროცესში.
თერმოფილების ქვეჯგუფები
ამის ნათელი ილუსტრაციაა თერმოფილური ბაქტერიების მაგალითები, რომლებიც ასევე იყოფა რამდენიმე დამოუკიდებელ ქვეჯგუფად:
- ექსტრემალური თერმოფილები ოპტიმალური ტემპერატურით 80 გრადუსით, მინიმალური 60 და მაქსიმუმ 105 გრადუსით.
- სტენოთერმოფილები, ანუ ფაკულტატური, 55-65 გრადუსიანი დიაპაზონით, მაგრამ აჩვენებენ გამრავლების უნარს მაშინაც კი, როცა ტემპერატურა 20 გრადუსამდე ეცემა. ზრდის ყველაზე მაღალი უნარი შეინიშნება 20-40 გრადუსზე.
- ევრითერმოფილებს ურჩევნიათ 37-48 გრადუსი. ობლიგატური თერმოფილების თავისებურება ის არის, რომ ისინი 70 გრადუსზეც კი არ კარგავენ ზრდის უნარს, მაგრამ არ იზრდებიან 40 გრადუსზე დაბლა.
- თერმოტოლერანტები ოპტიმალური მაჩვენებლით არაუმეტეს 48 გრადუსი, მინიმალური ტემპერატურა, რომელზედაც ისინი შეიძლება გაიზარდონ არის 10 გრადუსი, მაქსიმალური კი 55-60. ისინი განსხვავდებიან მეზოფილებისგან იმავე ოპტიმალური ტემპერატურით, რადგან ტემპერატურის ზღურბლის მატებასთან ერთად ბაქტერიები აგრძელებენ ზრდას.
ანაერობული თერმოფილები
თერმოფილური ორგანიზმების სწრაფი ზრდის უნარი აძლევს მათ შესანიშნავ შესაძლებლობას გამოიყენონ ცხოვრების სხვადასხვა სფეროში - მრეწველობაში თუ სოფლის მეურნეობაში და თუნდაც საყოფაცხოვრებო დონეზე. ამავდროულად, მეზოფილურ და თერმოფილურ რძემჟავას ბაქტერიებს აქვთ იზოლაციის მსგავსი მეთოდები. განსხვავება შეინიშნება მხოლოდ ზრდის ტემპერატურაში. ზუსტი ოპტიმალური ტემპერატურის დონის დასადგენად, კულტურა უნდა იყოს პასივირებული ერთი ან ორი თვის განმავლობაში, ან სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ხელახლა დათესვა გარკვეული ტემპერატურის დიაპაზონში.
ბუნებაში თერმოფილური ბაქტერიების მრავალი სახეობაა გავრცელებული და ცხოვრობს სხვადასხვა პირობებში. მათ უყვართ სითბო და თავს ძალიან კომფორტულად გრძნობენ ადამიანის მუცელში, ასევე გვხვდება ცხოველებში, მცენარეებში, ნიადაგში, წყალში და სხვადასხვა გარემოში.განვითარებისათვის ხელსაყრელი პირობების შექმნა. ზოგიერთ ბაქტერიას ესაჭიროება ჰაერი ზრდისთვის, ზოგს კი საერთოდ არ სჭირდება ჟანგბადი. ჟანგბადზე დამოკიდებულების ამ ნიშნის მიხედვით თერმოფილური ორგანიზმები იყოფა აერობულ და ანაერობულებად.
ანაერობული მოიცავს რამდენიმე ცალკეულ ჯგუფს:
- ბუტირინი - დუღილის დროს გამოიმუშავებენ ბუტირიუმის მჟავას, იკვებებიან შაქრით, პექტინებით, დექსტრინებით და გამოიმუშავებენ მჟავებს - ძმარმჟავას და ბუტირიუმს, აგრეთვე წყალბადს და ნახშირორჟანგს. სასარგებლო თვისებებიდან შეიძლება გამოიყოს აცეტონის, ეთილის, ბუტილის და იზოპროპილის სპირტების წარმოება. გვხვდება თერმოფილური და მეზოფილური ფორმებით.
- ცელულოზა ცხოვრობს მდინარის სილაში, კომპოსტში, მცენარეთა ნარჩენებში. ეს თერმოფილური კომპოსტის ბაქტერიები იდეალურია და ფართოდ გამოიყენება სოფლის მეურნეობის სექტორში. ნიადაგში ან ჰუმუსში ყოფნისას ეს ბაქტერიები აქტივობას იძენენ 60-65 გრადუსზე. ასევე არსებობს მეზოფილური ფორმა - ომელიანსკის ჯოხი. ეს ბაქტერიები სპეციალური ფერმენტის დახმარებით ანადგურებენ ცელულოზას, გამოყოფენ ნახშირორჟანგს, წყალბადს, ეთილის სპირტს, რიგ მჟავებს - ფორმიან, ძმარმჟავას, ფუმარულ, რძემჟავას და სხვა ორგანულ მჟავებს.
- მეთანის წარმომქმნელი ცხოვრობს იმავე ადგილას, როგორც ცელულოზა და იქ კულტივირებულია. ამ ჯგუფში ყველაზე შესწავლილი სახეობებია მეთანობაქტერიები და მეთანობაცილები. მათ არ შეუძლიათ სპორულაცია და მათი სარგებლობა მდგომარეობს ანტიბიოტიკების, ვიტამინების, ფერმენტების წარმოქმნის უნარში, კანალიზაციისა და საყოფაცხოვრებო ნარჩენების საკვებად გამოყენებაში.
- გოგირდის გამწმენდები ყველაზე ხშირად გვხვდება გვერდითცელულოზა და ცხოვრობს სულფატების შემცირებით. მათ აქვთ ოვალური სპორები, რომლებიც განლაგებულია ბაცილის ბაცილის ერთ-ერთ ბოლოთან - ბოლო ან ქვედაბოლო.
- რძის მჟავა - ბაქტერიების განსაკუთრებული დიდი ჯგუფი, რომელიც ცხოვრობს რძეში. ეს თერმოფილური რძემჟავა ბაქტერიები შეიძლება იყოს როგორც სასარგებლო ადამიანებისთვის, ასევე ძალიან საზიანო. მათ ზოგიერთ სახეობას შეუძლია სპეციალური არომატული ნივთიერებების სინთეზირება. სწორედ ისინი აძლევენ რძის ზემოქმედების შემდეგ ხაჭოს ან ნაღებს სასიამოვნო გემოს და არომატს. ასეთი თერმოფილური რძემჟავა ბაქტერიები ფაკულტატური ანაერობულია, ამიტომ მათ შეუძლიათ ოპტიმალურად გამრავლება ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში ან გარემოში, სადაც არის მისი დიდი დეფიციტი.
რძის მჟავა
რძემჟავა ბაქტერიები იყოფა კოკებად და წნელებად. პირველი შედგება რამდენიმე უჯრედისგან, რომლებიც დაკავშირებულია ჯაჭვში - სტრეპტოკოკები და აქვთ ჰომო- და ჰეტეროგენული დუღილი. ჰომოფერმენტული სტრეპტოკოკები ადუღებენ რძეში არსებულ შაქარს ცოცხალი იოგურტის მისაღებად. ჰეტეროენზიმური პარალელურად ასევე გამოყოფს ისეთ არომატულ ნივთიერებებს, როგორიცაა დიაცეტინი და ციტოინი. მათი უჯრედები მრგვალი ან ოვალური ფორმისაა, კარგად იღებება გრამის მიხედვით და არ წარმოქმნის სპორებსა და კაფსულებს. ისინი აეროტოლერანტები არიან და შეიძლება არსებობდნენ ჰაერის არსებობისას. თუმცა მათ არ აქვთ აერობული სუნთქვის უნარი და ურჩევნიათ გააგრძელონ რძემჟავა დუღილის ჩვეულებრივი პროცესი. საჭმელად მათ სჭირდებათ ბევრი ვიტამინი, ცილა, ორგანული მჟავები. რძეშიბაქტერიები იწვევენ მის კოაგულაციას, მკვრივი, თანაბარი შედედების წარმოქმნას შრატის მცირე რაოდენობით. სწორედ არომატის გამომწვევი რძემჟავა სტრეპტოკოკის წყალობით ყველში ჩნდება მაცდური ბუშტები დამახასიათებელი სუნით და მჟავების წარმოქმნის დაბალი უნარით. კოკები ძალიან მდგრადია ალკოჰოლის მიმართ და საჭიროებს მაღალ მჟავიანობას.
რძის მჟავის ჩხირები
რძის მჟავას ჩხირები - მათ სხვაგვარად ლაქტობაცილებს უწოდებენ - შეიძლება იყოს როგორც ერთჯერადი, ასევე დაწყვილებული. ყველაზე ხშირად გამოიყენება აციდოფილური ლაქტობაცილები, განსაკუთრებით ბულგარული ჩხირი, რომელიც შემადგენელი კულტურების ნაწილია და შესაძლებელს ხდის გემრიელი და ჯანსაღი იოგურტის წარმოებას. რძის მრეწველობაშიც კი პოპულარულია სტრეპტობაქტერიები და ბეტა ბაქტერიები. ეს ორგანიზმები სრულიად უმოძრაოა და არ წარმოქმნიან სპორებს ან კაფსულებს, ისინი კარგად იღებება გრამით.
რძემჟავა თერმოფილები ფაკულტატური ანაერობებია. ისინი შეიძლება გახდეს მონოფერმენტული, მჟავას წარმოქმნის მაღალი სიჩქარით, ან ჰეეროენზიმური ფრუქტოზის პარალელურად გადამუშავების უნარით, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ჰექსაჰიდრული სპირტი მანიტოლი, აცეტატები, ლაქტატები და ნახშირორჟანგი. ცილები საკმაოდ სუსტად არის დამუშავებული, ამიტომ, იმისათვის, რომ გაიზარდოს, მათ სჭირდებათ ამინომჟავების არსებობა გარემოში. ზოგიერთ ჩხირს აქვს კატალაზას გამომუშავების უნარი, ფერმენტი, რომელიც ანგრევს წყალბადის ზეჟანგს ან აცეტალდეჰიდს, რომელიც ყველს გემოს და არომატს აძლევს.
რძემჟავა სითბოს მდგრადი ჩხირები შეიძლება გადარჩეს რძეში პასტერიზებისას 85-90 გრადუს ტემპერატურაზე. ისინი ძალიან მდგრადია სადეზინფექციო საშუალებების მიმართ და ამით მნიშვნელოვან ზიანს აყენებენ კვების საწარმოებს. ისინი ეშერიხია კოლის ანტაგონისტები არიან. გვხვდება მაწონში ან დაბალ პასტერიზებულ რძეში.
თერმოფილები, რომლებსაც არ შეუძლიათ სუნთქვა ჟანგბადის გარეშე
აერობული თერმოფილები, რომლებსაც არ შეუძლიათ სუნთქვა ჟანგბადის გარეშე, ასევე იყოფა ორ ცალკეულ ჯგუფად:
- ექსტრემალური თერმოფილური - გრამუარყოფითი ღეროები, რომლებსაც არ შეუძლიათ გადაადგილება, დაკავშირებული ობლიგატურ ბაქტერიებთან, რომელთა ზრდა ხდება ოპტიმალურ ტემპერატურაზე 70 გრადუსზე. ტემპერატურის მატებასთან ერთად ჩხირები თხელ ძაფებად გარდაიქმნება. ცხოვრობენ მასობრივად ცხელი წყლის წყაროებში და მიმდებარე ნიადაგში.
- სპორის წარმომქმნელი ფორმები მეზოფილური ფორმების მსგავსია. ცხოვრობენ და ვრცელდება კარგად გაფხვიერ ნიადაგში ან გაზიან წყლებში.
ყველა ამ ტიპის მიკროორგანიზმების განხილვის შემდეგ, უნდა აღინიშნოს, რომ თერმოფილური ბაქტერიების გამოჩენა არის მათი არომორფოზი ჰაბიტატში. სხვა ცოცხალი ორგანიზმების მსგავსად, ბაქტერიებსაც შეუძლიათ შესანიშნავად მოერგოს გარემო პირობების ცვლილებას მათი ევოლუციის პროცესში. ამავდროულად, ისინი მნიშვნელოვნად ამაღლებენ თავიანთი ორგანიზაციის დონეს და იძენენ ახალ შესაძლებლობებს.
სარგებელი და ზიანი
რა ზიანი და სარგებელი მოაქვს თერმოფილურ ბაქტერიებს? კვების მრეწველობაში გამოყენებული რძემჟავა ჩხირები უდავო სარგებელს მოაქვს ადამიანს. როგორც სხვადასხვა სასტარტო კულტურის ნაწილი, ისინი აწარმოებენ გემრიელ დასასარგებლო რძემჟავა პროდუქტები, რომლებიც ძალიან დადებითად მოქმედებს ადამიანის ორგანიზმის ყველა სისტემაზე, ხელს უწყობს მეტაბოლური პროცესების რეგულირებას, საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის ნორმალიზებას და ყოველმხრივ ეხმარება ორგანიზმს იცავს სხვადასხვა დამპალი ბაქტერიებისგან, ასუფთავებს მას პარალელურად დაგროვილი ტოქსინებისა და ტოქსინებისგან.. გარდა მიკროფლორის შემადგენლობის გაუმჯობესებისა, თერმოფილური ბაქტერიები ამშვიდებს ნერვულ სისტემას, თრგუნავს ანტიბიოტიკების მოქმედებას და ამაღლებს იმუნიტეტს.
გარდა კვების მრეწველობისა, ამ ტიპის ბაქტერია საკმაოდ ფართოდ გამოიყენება ფარმაკოლოგიურ და კოსმეტიკურ სფეროში. მათ საფუძველზე მზადდება სხვადასხვა პრობიოტიკები, ასევე კოსმეტიკა, რომელიც ანიჭებს კანს მოვლისა და ელასტიურობას და ასევე გამოიყენება მის გასათეთრებლად და აღდგენისთვის. ცოცხალი იოგურტის ნიღბებს შეუძლიათ სასწაულების მოხდენა.
თერმოფილური და მეზოფილური ბაქტერიები, რომლებიც ცხოვრობენ ნიადაგში და კომპოსტში, ხელს უწყობენ ორგანული ნივთიერებების გადამუშავებას, ნიადაგის განაყოფიერებას მცენარის კარგი ზრდისთვის. გამოსხივებული მეთანი წარმატებით გამოიყენება სახლებისა და სამრეწველო ობიექტების გასათბობად. სარგებლის ასეთი უზარმაზარი მასშტაბით, მცირე ზიანი, რომელსაც თერმოფილური წნელები აწვდიან კვების მრეწველობას, მცირდება ბაქტერიციდულ პრეპარატებზე ზემოქმედებით და საკვების წარმოების აღჭურვილობის მუდმივი მონიტორინგით.
დასკვნა
ამ სტატიაში ჩვენ მივეცით ისეთი დიდი და ნაკლებად შესწავლილი კლასის ძირითადი ცნებები, როგორიცაა ბაქტერიები. ზემოაღნიშნული მასალისგან გამომდინარეობს, რომ თერმოფილური ბაქტერიებიუკვე დღეს ფართოდ გამოიყენება ადამიანის მიერ საკუთარი სასიკეთოდ. მაგრამ ეს პროცესი შორს არის დასრულებული და კიდევ ბევრი სასიამოვნო და სასარგებლო აღმოჩენა გველოდება.
