Микробиологические процессы в рубце жвачных при скармливании им мочевины

Студент должен знать, что рубец крупного рогатого и мелкого скота содержит большое количество различных видов микроорганизмов, среди которых имеются виды, способные усваивать азотистые вещества из различных аммонийных солей и из мочевины и строить белок своего тела из этих веществ. В результате изложенного в рубце жвачных накапливается микробная масса с большим содержанием белка, которая в сычуге и тонком отделе кишечника переваривается и тем самым обеспечивает белком организм животного.

Необходимо знать, что различные виды микробов рубца обладают различной способностью расщеплять мочевину. На какие группы делятся микробы рубца по способности расщеплять мочевину и накапливанию микробной массы? Необходимо также знать, какие корма создают благоприятные условия для мочевинорасщепляющих микробов при добавлении к ним мочевины.

Вопросы для самопроверки

1. Почему мочевина, добавленная к кормам, бедным белками, может восполнить потребность животного в белках?

2. Какая группа микробов наиболее эффективно использует мочевину?

3. Какие корма создают наиболее благоприятные условия для мочевинорасщепляющих микробов?

3. Роль микроорганизмов в круговорое веществ в природе

При изучении этой темы необходимо уяснить, что микробы играют большую роль в жизни природы. Они являются связующим звеном между органическим и неорганическим миром. Разлагая в процессе гниения сложные органические вещества на простые соединения, они этим самым очищают поверхность земли от трупов животных и растительных остатков. В процессе гниения происходит минерализация сложных органических веществ, что имеет большое санитарное значение. Кроме того, в процессе разложения сложных органических веществ образуются неорганические вещества, необходимые для жизни растений. Таким образом, процесс разложения сложных органических веществ, происходящий в природе под влиянием жизнедеятельности микробов, способствует естественной очистке почвы и воды.

Необходимо обратить внимание на то, что возникновение, глубина и направление гнилостного процесса зависят от определенных видов микробов, участвующих в этом процессе и условий их жизнедеятельности. Одни виды микробов вызывают глубокий распад белковой частицы, другие – действуют на белок слабее. Необходимо знать виды микробов, относящихся к группе сапрогенных, и характер вызываемого ими гнилостного процесса. Глубина гнилостного процесса зависит также от степени доступа кислорода воздуха. В связи с этим необходимо уяснить характер разложения белковых веществ при тлении и гниении. Определение понятия гниения.

Гниение может возникать лишь в условиях, благоприятных для развития и жизнедеятельности гнилостных микробов. К числу этих условий относятся соответствующая температура и наличие влаги. При низких температурах и отсутствии влаги гниение задерживается или не возникает. Процесс гниения задерживается также под влиянием различных физических и химических факторов, что широко используется в пищевой промышленности.

Кишечник животных является благоприятной средой для развития гнилостных микробов; при сильном размножении их происходит интоксикация организма продуктами распада белков. Необходимо запомнить перечень преобладающих видов гнилостных микробов кишечника, а также их антагонистов.

Важно учесть, что при гниении трупов образуются продукты распада белковых веществ, ядовитые для организма (трупный яд), с чем необходимо считаться при вскрытии трупов.

В процессе гниения органических веществ происходит обогащение почвы азотистыми соединениями – солями азотистой и азотной кислот, пригодными для питания растений, поэтому изучение превращений азота имеет большое практическое значение.

Необходимо уяснить, что превращение органического азота в неорганические соединения происходит под влиянием различных групп микробов и не сразу, а последовательно. Под влиянием гнилостных микробов происходит аммонификация белковых веществ с образованием аммонийных солей. Необходимо усвоить сущность аммонификации мочевины. Образовавшиеся аммонийные соли под влиянием нитрифицирующих микробов подвергаются нитрификации с образованием солей азотистой и азотной кислот. Необходимо иметь четкое представление о сущности процесса нитрификации; о нитрозной и нитратной фазах нитрификации, о морфологических и биологических особенностях нитрозных и нитратных бактерий. Обратите внимание на то, что открытие нитрозных и нитратных микробов и установление фазности нитрификации принадлежит русскому ученому – проф. С. Н. Виноградскому (1889).

Наряду с нитрификацией, т.е. с накоплением азота в почве в виде азотисто- и азотнокислых солей, происходит процесс денитрификации. Необходимо четко знать, в чем заключается сущность процесса денитрификации, какие виды микробов вызывают этот процесс и в чем заключается вред, причиняемый сельскому хозяйству денитрифицирующими микробами. Некоторые виды микробов обладают способностью фиксировать азот непосредственно из воздуха и накапливать его в почве в связанном виде. Необходимо уяснить, что процесс фиксации азота микробами имеет большое значение в азотном балансе почвы, значительно повышает ее урожайность. Благодаря этому процессу происходит компенсация потерь азота, которые несет почва в результате процесса денитрификации.

Необходимо знать морфологические и биологические свойства азотфиксирующих микробов – клубеньковых и свободноживущих, взаимоотношение клубеньковых бактерий и бобовых растений. Практическое использование азотфиксирующих микробов в сельском хозяйстве и принцип приготовления и использования бактериальных землеудобрительных препаратов (нитрагин, азотобактерин).

При изучении превращений углерода необходимо уяснить, что главным резервуаром его является атмосфера, где он находится в виде углекислоты. Углекислота атмосферы является источником углеродного питания для зеленых растений, которые при помощи солнечной энергии синтезируют сложные органические вещества. Для нормальной жизни растений необходимо постоянное пополнение атмосферы углекислотой. Расходуемый растениями углерод частично возвращается в атмосферу в виде углекислоты при дыхании животных. Главная же масса углерода возвращается в атмосферу при распаде органических веществ, происходящем под влиянием жизнедеятельности микробов. Определение понятия брожения.

Необходимо иметь четкое представление о следующих видах брожения:

Спиртовое брожение есть процесс разложения углеводов (сахаров) с образованием спирта и углекислоты. Возбудителями спиртового брожения являются дрожжевые грибки, а также некоторые виды мукоровых плесеней и бактерий. Необходимо знать биологические особенности культурных и диких дрожжей, условия возникновения и прекращения брожения, в частности, влияние кислорода. Использование спиртового брожения в различных отраслях промышленности; уясните, в чем сущность дрожжевания кормов и какие дрожжи для этого используются.

Уксуснокислое брожение есть процесс окисления углеводов не до конечных продуктов, а до стадии органической кислоты. Наибольший выход уксусной кислоты получается при уксуснокислом брожении, т. е. при окислении этилового спирта особой группой уксуснокислых бактерий. Необходимо изучить морфологические особенности основных видов возбудителей уксуснокислого брожения и дифференциацию их по степени накопления уксусной кислоты в средах их обитания. Уксусная кислота получается также при различных брожениях углеводов как побочный продукт. Небольшие количества ее образуются при спиртовом, молочнокислом и масляном брожениях, а также при гниении. Ознакомьтесь с методами промышленного получения уксуса (из вина и спирта).

Молочнокислое брожение есть процесс расщепления сахаров на две частицы молочной кислоты. Необходимо знать морфологические и биологические свойства микробов возбудителей типичного и нетипичного молочнокислого брожения. Значение молочнокислых бактерий в молочном производстве. Биологические особенности молочнокислых бактерий, применяемых при изготовлении лактобациллина и ацидофилина. Состав закваски, применяемой при изготовлении кефира и кумыса и особенности брожения при изготовлении этих продуктов. Микробиологические процессы при изготовлении и созревании сыров и роль молочнокислых бактерий.

Основательно усвойте микробиологические процессы, протекающие при силосовании кормов в различных фазах. Особенности холодного и горячего метода силосования. Основные возбудители молочнокислого брожения при силосовании и условия, необходимые для их развития. Искусственное обогащение растительной массы заквасками культур молочнокислых бактерий.

Маслянокислое брожение. Масляная кислота есть продукт расщепления углеводов, а в ряде случаев – жиров и белков. Возбудители маслянокислого брожения широко распространены в природе, они встречаются в почве, навозе, на растениях, в молоке и сыре. Необходимо знать условия жизнедеятельности возбудителей маслянокислого брожения и факторы, тормозящие этот вид брожения при силосовании кормов и в молочном производстве.

Обратите внимание на то, что этот вид .брожения вызывает порчу силоса и молочных продуктов. Накопление в силосе и молочных продуктах определенного количества масляной кислоты снижает качество этих продуктов. Дайте характеристику наиболее распространенных маслянокислых бактерий, анаэробов и аэробов.

Брожение клетчатки. Необходимо уяснить, что процесс брожения клетчатки играет большую роль в жизни природы. В клетчатке растений содержится большое количество углерода, под влиянием жизнедеятельности ряда бактерий и грибков происходит расщепление клетчатки до углекислоты. Брожение клетчатки происходит как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Нужно иметь представление о морфологических и биологических свойствах микробов-целлюлозоразрушителей, встречающихся в желудке жвачных, об их роли в пищеварении и о том, в каких случаях они могут оказывать вред.

В аэробных условиях, кроме бактерий, разложение клетчатки вызывают некоторые актиномицеты и плесневые грибы. Какой целлюлозоразрушающий гриб вызывает отравление лошадей?

Уясните, что процесс брожения клетчатки, происходящий в природе под влиянием жизнедеятельности микробов, играет большую роль в образовании почвы. Процесс брожения клетчатки используется в промышленности.

Вопросы для самопроверки

1. Какой процесс называется гниением?

2. Аэробное и-анаэробное гниение.

3. Роль гнилостных процессов в природе.

4. Методы сохранения продуктов от гниения.

5. Минерализация органических веществ и ее санитарное значение.

6. Что такое процесс аммонификации белков?

7. Сущность процессов нитрификации и денитрификации.

8. Нитрифицирующие и денитрифицирующие микробы.

9. Какие группы микробов обладают азотфиксирующими свойствами, их характеристика и значение в сельском хозяйстве?

10. Бактериальные землеудобрительные препараты, их изготовление и применение.

11. Что называется брожением?

12. Возбудители спиртов ого брожения, их характеристика и практическое применение.

13. Микробиологические процессы при дрожжевании кормов.

14. Возбудители молочнокислого брожения, их характеристика и практическое применение в молочном производстве.

15. Лактобациллин, кефир, кумыс и принцип их приготовления.

16. Микробиологические процессы при холодном и горячем методе силосования кормов.

17. Фазы развития микрофлоры при силосовании кормов.

18. Основные возбудители молочнокислого брожения при силосовании кормов.

19. Возбудители уксуснокислого брожения.

20. Возбудители маслянокислого брожения, их характеристика и значение в молочном производстве и при силосовании кормов.

21. Возбудители брожения клетчатки и их роль в пищеварении жвачных.