В настоящем разделе мы останавливаемся на некоторых общих вопросах, связанных с питанием термофильных бактерий.
Бегло сообщаем и сведения о процессах, вызываемых данными микроорганизмами. Физиология термофилов, обладая некоторыми специфическими чертами, в общем весьма близка к физиологии мезофильных бактерий. Тождественны и процессы, вызываемые этими группами микроорганизмов, но при высоких температурах они в основном проводятся спорообразующими бактериями.
Совершенно очевидно, что в физиологическом отношении термофильные бактерии не представляют монолитной группы, и отдельные формы их довольно сильно отличаются друг от друга. Тем не менее, начиная с вопроса об отношении изучаемых нами микроорганизмов к источникам азота, можно отметить несколько общих положений. Так, большинство сапрофитных бактерий, развивающихся при повышенных температурах, довольно требовательно к питательному материалу. Нередко они не развиваются без наличия биологически активных веществ. Это особенно рельефно выявляется у анаэробов.
Подтверждение сказанного мы видим в исследованиях Имшенецкого. Изучая амилолитические термофильные бактерии, он, установил, что эти микробы без добавления к среде дрожжевой воды размножаются лишь на субстратах, содержащих белки и пептон. Аспарагин и хлористый аммоний ими усваиваются лишь при наличии витаминов или близких к ним веществ.
Выделенная Имшенецким же чистая культура анаэробной целлюлозной бактерии хорошо развивалась лишь на белковых веществах. Пептон и аминокислоты не ассимилировались даже при добавке к среде разнообразных добавочных факторов.
Вместе с тем у многих термофильных бактерий была отмечена способность питаться аминокислотами жирного и ароматического рядов.
Некоторые представители термофильных бактерий вызывают аммиачную ферментацию мочевины (Мишустин, 1926).
Описаны сапрофитные термофилы, могущие ассимилировать аммонийный азот (Имшенецкий, Егорова, Крон и др.). Этой способностью обладал вид Bac. thermophenolicus Egorova, окисляющий фенол. Данный микроб наряду с аммонийными солями мог усваивать аспарагин и пептон.
Некоторые термофильные бактерии, как это показал Прингсгейм (Pringsheim, 1913), способны ассимилировать газообразный азот. Автотрофные термофильные бактерии (окисляющие серу, железо и т. д.) хорошо ассимилируют минеральный азот.
Таким образом, по отношению к источникам азотного питания у теплолюбивых бактерий может быть найдено не меньшее разнообразие, чем у мезофильных форм этих существ.
Не менее резко отличаются между собой сапрофитные термофилы по отношению к источникам углерода. Среди них встречаются формы, которые потребность в углероде полностью покрывают за счет азотсодержащих органических соединений и не ассимилируют даже простых сахаров.
Подавляющее большинство анаэробных термофильных бактерий, а также значительная часть аэробных форм этих микробов нуждается в углеводах (моно- и дисахаридах). Попыток установить, какая часть сахаров при этом используется в качестве пластического и какая в качестве энергетического материала, пока не предпринималось.
У некоторых термофилов ферментативная активность по отношению к сахарам довольно слаба, у других же при сбраживании углеводов отмечается более или менее сильное накопление кислот. Бродильная же функция более сильно выражена у анаэробных термофилов.
Накопляющиеся при распаде углеводов кислоты представлены преимущественно уксусной, муравьиной, молочной или масляной кислотами.
Так как эти кислоты имеют значение в практике, то термофильные бактерии могут быть использованы для получения органических кислот при сбраживании различного рода материалов, преимущественно отходов производств, содержащих углеводы.
Газы, состоящие преимущественно из углекислоты и водорода, образуются при сбраживании сахаров довольно редко. Тем не менее газообразующие термофилы нередко приносят в пищевой промышленности вред, вызывая бомбаж консервов и порчу сахарного сиропа. Они имеют также большое значение, в процессах, происходящих в метан-тэнках.
Термофилы, сбраживающие углеводы, но не дающие газов, обусловливают так называемую плоско-кислотную порчу консервов.
По мере усложнения химической структуры сахара уменьшается число усваивающих его форм термофильных бактерий. Однако весьма многие теплолюбивые бактерии используют крахмал, разрушая его с образованием кислот, а иногда и газа.
Существует группа термофильных бактерий, сбраживающая клетчатку и представленная преимущественно строго анаэробными формами. Более подробно возбудители данного процесса, как и некоторых других, рассматриваются в следующей главе.
Некоторые термофильные бактерии могут использовать для питания спирты — винный, глицерин, маннит и др.
Найдены бактерии, ассимилирующую жирные кислоты и ароматические углеводороды. Последние из отмеченных микроорганизмов были способны развиваться на бензоле и бензине. Существующие автотрофные теплолюбивые бактерии ассимилируют углекислоту,