Распространение аэробных спорообразующих бактерий
Спорообразующие бактерии широко распространены в природе в связи с тем, что они являются типичными космополитами, способны образовывать споры и имеют высокие адаптивные свойства. Бациллы прекрасно себя чувствуют в самых различных условиях и активно участвуют в биологических процессах [84].
В большом количестве они находятся в почве. Бациллы, содержащиеся в почве, отличаются меньшими размерами клеток, чем в лабораторной культуре. Наряду с обычными палочковидными клетками встречаются клетки в виде кокков, которые жизнеспособны и при определенных условиях приобретают форму палочки, свойственную данному виду [231]. Экология и содержание бацилл в почвах зависят от состава почвы, ее адсорбционных свойств, температуры, уровня почвенных вод, растительного покрова и др.
В почвах на юге страны, где активно идут процессы нитрификации, преобладают Bac. subtilis, Bac. mesentericus, Bac. megaterium, Bac. idosus и другие виды, легко усваивающие минеральные источники азота
[275, 272, 281].
Эти бациллы в большом количестве содержатся в черноземе (Mishustin, 1968). В бурых и сероземных почвах сухих степей их количество не превышает 10 %. В дерново-подзолистых почвах и в тайге бациллы встречаются редко и их количество не превышает 1%. Bac. subtilis активно размножаются в почвах с глубоким уровнем почвенных вод, а в почвах с низким уровнем (35–84 см) преобладает Bac. ctreus [183].
По данным Э.К. Африкян (1954), с увеличением содержания в почве Bac. subtilis количество Bac. mуcoides уменьшается. По мнению автора, это связано с антагонистическими взаимоотношениями между этими бациллами. Спорообразующие бактерии могут находиться в почве, как в состоянии спор, так и в виде вегетативных клеток. При уменьшении в почве органических веществ образуются споры. При увеличении в почве органических соединений споры могут трансформироваться в вегетативные клетки. Понижение температуры почвы до 0°С также сопровождается образованием спор [281]. Поэтому максимальное количество спор наблюдается в почве в осенне-зимний период.
В кислых почвах Bac. subtilis преимущественно (до 70%) находится в виде вегетативных клеток, а в щелочных их количество составляет всего 10–30%. В присутствии почвенных грибов активизируется размножение клеток бацилл и прорастание спор [589].
Аэробные спорообразующие бактерии входят в состав эпифитной микрофлоры многих растений [159]. Распространение этих бактерий зависит от видового состава растений. В ризосфере риса, ячменя, кукурузы активно развивается Bac. subtilis.
Бациллы довольно часто встречаются в воде озер, морей и океанов. Согласно исследованиям Denis (1971), от общего количества штаммов бактерий, выделенных в водах Атлантического океана, Северного и Средиземного морей бацилл содержится до 8%. Спектор выделенных бацилл включает 17% морских экотипов Bac. Subtilis и 42% Bac. cereus, Bac. pumilus, Bac. polymyxa, Bac. macerans.
По результатам исследований Коцур и Мартинеу (1961), Е.Н. Мишустина (1974), Bac. cereus, Bac. subtilis и Bac. megoterium в большом количестве содержатся в воде рыбоводных прудов. Из воды открытых водоемов в 80% случаев выделяется Bac. cereus [330]. Аэробные бациллы в значительных количествах содержатся и в микрофлоре воздуха. В воздухе имеются бациллы, способные вызывать гемолиз эритроцитов человека и лабораторных животных.
Таким образом, аэробные спорообразующие бактерии широко распространены в природе благодаря тому, что обладают высокими адаптивными свойствами и могут существовать в экстремальных условиях.
Изучению спорообразующих бактерий, находящихся в пищевых продуктах, посвящено много работ. По данным В.А. Мерзаева (1959), Bac. subtilis и Bac. mesentericus содержатся в молочных, зерновых и других продуктах.
Из общего количества бацилл, обнаруженных в мясных полуконсервах, 26% составляют Bac. subtilis [326].
Согласно исследованиям Afifi и Muller (1975), Bac. subtilis выделялись из колбас, кондитерских изделий, рыбных продуктов. Термическая обработка продуктов даже при температуре 120°С в течение 1 ч не убивает споры.
По данным Jonescu (1966), Bac. subtilis в молоке содержались в количестве 103 микробных клеток в 1 мл. Отдельные штаммы Bac. subtilis, выделенные из молока, обладали устойчивостью к антибиотикам. Bac. subtilis, выдерживающие пастеризацию, при охлаждении молока активно размножаются и отрицательно влияют на его качество [708].
Бациллы выделяли и из вареных колбас [664]. После термической обработки в вареной колбасе преобладала Bac. subtilis [662].
Согласно исследованиям [162], в фарше бактерий содержалось от 106 до 1010 клеток/г, а при хранении в течение 48 ч при температуре 4°С их количество увеличивалось в 2–8 раз.
Rogers (1988) выделил 95 штаммов бацилл из теста, пшеничной муки и зерен пшеницы.
Bac. subtilis. и Bac. mesentericus выделяли из алкогольных напитков, кондитерских изделий, консервов, пищевых дрожжей, сахара, хлебобулочных изделий [202, 263, 617, 655, 1963].
На основе Bac. coagulans производятся пробиотические йогурты торговой марки enLiven (Enliven), а также безмолочный кефир серии KeVita (США) (Kevita).
Таким образом, бактерии рода Bacillusимеют широкое распространение не только в природе, но и в пищевых продуктах. Анализ данных литературных источников указывает на то, что в продуктах питания из бацилл преобладает Bac. subtilis.
Аэробные спорообразующие бактерии – перспективная для современной биотехнологии группа микроорганизмов, среди которых обнаруживаются все новые и новые продуценты самых разнообразных биологически активных веществ. Особый интерес для создания новых пробиотических препаратов представляет Bac. subtilis. С использованием этой бациллы созданы десятки новых пробиотических препаратов. В связи с этим возникает необходимость в дальнейшем изучении влияния Bac. subtilis на обменные процессы, иммунный статус человека и животных, микробиоценозы органов пищеварения, в выяснении природы токсинов этих бактерий и их генной регуляции, возможности обмена генетической информацией с другими видами бактерий.