cwiczenia nr 13

Mikrobiologia – II rok Towaroznawstwo i Dietetyka
Ćwiczenia 13
Część teoretyczna
I. WŁAŚCIWOŚCI ENZYMATYCZNE MIKROORGANIZMÓW
• aktywność proteolityczna – aby białka mogły być wykorzystywane przez mikroorganizmy, muszą zostać
najpierw rozłożone. Drobnoustroje wydzielają w tym celu proteinazy, enzymy zewnątrzkomórkowe, które
hydrolizują białka, początkowo do peptydów, a w końcowym efekcie do aminokwasów. Aminokwasy mogą
dalej ulegać reakcjom dekarboksylacji lub/i dezaminacji. W pierwszym przypadku powstają aminy biogenne
– typowe produkty gnilnego rozkładu białek. Aktywność proteolityczną mikroorganizmów badamy na
podłożach zawierających żelatynę. Wynikiem pozytywnym jest rozpuszczenie pożywki, wokół posiewu.
• aktywność lipolityczna – drobnoustroje rozkładające tłuszcze tworzą lipazy, za pomocą których
hydrolizują je do gliceryny i kwasów tłuszczowych. Kwasy tłuszczowe (szczególnie nienasycone), mogą
dalej ulegać przemianom tzw. jełczeniu, w wyniku, czego tworzą się związki o bardzo nieprzyjemnym
zapachu. Aktywność lipolityczna badana jest na podłożu z margaryną. Wynikiem pozytywnym jest
rozpuszczona pożywka wokół kolonii (strefa przejaśnienia).
• aktywność celulolityczna – enzymatyczne rozszczepienie celulozy katalizowane jest przez celulazę, na
której aktywność składają się co najmniej trzy enzymy: endo-β-1,4-glukanaza (atakuje wiązania wewnątrz
łańcuchów, tworzą się krótsze łańcuchy celulozowe), egzo-β-1,4-glukanaza (odcinająca disacharyd celobiozę
od końców łańcuchów celulozy) oraz β-glukozydazy (hydrolizuje celobiozę do glukozy). Aktywność
celulolityczną bada się na podłożu zawierającym karboksymetylocelulozę. Wynikiem pozytywnym jest
upłynnienie pożywki.
• aktywność amylolityczna – skrobia hydrolizowana jest przez enzymy amylazy. W wyniku jej rozpadu
powstają coraz krótsze łańcuchy dekstryn, a w końcowym etapie maltotrioza, maltoza i glukoza. Aktywność
tę bada się na podłożu zawierającym skrobie rozpuszczalną. Na posiew po tygodniu inkubacji nanosi się
płynu Lugola, przejaśnienia wokół kolonii świadczą o reakcji pozytywnej.
II. MIKROBIOLOGICZNY ROZKŁAD MATERIAŁÓW (BIODEGRADACJA)
Wśród czynników niszczących materiały ważną rolę odgrywają mikroorganizmy, co jest związane z ich
naturalnym procesem odżywiania. Pod wpływem działania drobnoustrojów zmieniają się właściwości
celulozy i papieru, drewna, włókien naturalnych i syntetycznych, skóry, ale także farby, lakiery, kauczuk
naturalny i syntetyczny, kleje, smary, oleje, tłuszcze, mydła, tworzywa sztuczne oraz niektóre syntetyczne
wyroby
farmaceutyczne
i
kosmetyki.
Drobnoustroje
nie
są
w
stanie
przyswoić
związków
wielkocząsteczkowych dlatego rozkładają je do związków niskocząsteczkowych za pomocą enzymów
wydzielanych do podłoża. Powstające związki proste są przyswajane przez drobnoustroje, częściowo przez
inne organizmy, reszta włączana jest w obieg pierwiastków w przyrodzie. Jeżeli proces rozkładu zachodzi w
surowcach i materiałach ekonomicznie ważnych dla człowieka, to określa się go nazwą biodeterioracji. W
tym procesie biorą udział bakterie, promieniowce oraz grzyby. Szybkość rozkładu i wielkość strat zależą od
kompleksu czynników: temperatury, wilgotności, intensywności światła, składu chemicznego i reaktywności
materiałów oraz składu atmosfery.
1
Mikrobiologia – II rok Towaroznawstwo i Dietetyka
Zmiany właściwości materiałów:
zmiany własności mechanicznych (spadek wytrzymałości, sprężystości, elastyczności)
zmiany własności chemicznych (rozkład celulozy, składników farby)
zmiany właściwości organoleptycznych (odrażający zapach związany z procesem rozkładu)
zmiany w postaci różnokolorowych plamistości, wzrost grzybów, ubytek materiałów.
Mikroorganizmy rozkładające materiały
- celulozę – Cellulomonas, Streptomyces, Trichoderma, Penicillium, Aspergillus
- wełnę – Bacillus mesenteroides i B. subtilis
- włókna syntetyczne – Aspergillus, Penicillium, Stachybotrys
- skórę – Clostridium, Penicillium, Cladosporium, Trichoderma, Fusarium, Streptomyces.
Część praktyczna
Wszystkie doświadczenia wykonać w warunkach sterylnych!
1. Odczyty posiewów z mikroflory surowców pochodzenia zwierzęcego i roślinnego
a) policzyć ilość kolonii na szalkach Petriego (jeżeli będą policzalne), albo opisać zmiany, obserwacje
umieścić w tabeli zbiorczej (na ćwiczeniach)
b) omówić wyniki w grupach i zreferować kolegom oraz prowadzącemu.
2. Posiew Bacillus na podłoża do zbadania właściwości enzymatycznych
a) za pomocą ezy pobrać próbki z hodowli Bacillus i posiać na każde z podłóż: Fraziera (proteolityczna), z
margaryną (lipolityczna), ze skrobią (amylolityczna), z karboksymetylocelulozą (celulolityczna)
b) opisane szalki pozostawić do inkubacji
3. Rozkład celulozy
a) odszukać próbki celulozy
b) po inkubacji przeprowadzić obserwacje przy użyciu lupy lub mikroskopu stereoskopowego i opisać
zmiany, jakie nastąpiły w krążku bibuły filtracyjnej (wytrawienia, zmiany barwy)
c) ze zmienionych miejsc pobrać ezą materiał, wykonać preparaty
• bakteryjny barwiony fuksyną
• grzybowy w płynie Lugola
d) oglądać pod mikroskopem, podać morfologię występujących bakterii i grzybów
4. Rozkład tkanin
a) oszukać, wyjąć paski i oczyścić z gleby
b) używając lupy lub mikroskopu stereoskopowego zaobserwować i opisać zmiany wyglądu tkanin
c) sprawdzić wytrzymałość tkanin w porównaniu z kontrolą
2
Mikrobiologia – II rok Towaroznawstwo i Dietetyka
5. Wpływ grzybów na skórę
a) badane próbki wyjąć z płytek, zmyć bieżącą wodą wodociągową, usunąć nadmiar wody przy użyciu
bibuły; paski pozostawić do wyschnięcia w temperaturze pokojowej
b) wysuszone paski oglądać pod lupą lub mikroskopem stereoskopowym i zaobserwować zmiany w
porównaniu z próbką kontrolną (próbka nie poddana działaniu grzyba)
c) zanotować wyniki eksperymentu
6. Wpływ grzybów na tworzywa sztuczne
a) ocenić wzrost grzyba nieuzbrojonym okiem lub za pomocą lupy czy mikroskopu
Wizualną ocenę intensywności wzrostu grzyba przeprowadzić wg skali podanej w tabeli poniżej
Skala oceny wizualnej
Skala ocen
Wyniki badań
0
Brak widocznego pod mikroskopem wzrostu grzybów na próbce
1
Wzrost grzybów na próbce słabo widoczny nieuzbrojonym okiem,
ale dobrze widoczny pod mikroskopem
2
Wzrost grzybów na próbce widoczny nieuzbrojonym okiem, ale
mniej niż 25% powierzchni pokryte grzybem
3
Wzrost grzybów na próbce widoczny nieuzbrojonym okiem
i ponad 25% powierzchni pokryte grzybem
3