Жизнедеятельность микробов находится в зависимости от окружающей среды. Создавая те или иные условия в среде, где развиваются микробы, можно способствовать развитию полезных и подавлять жизнедеятельность вредных микробов.

         Основными факторами, влияющими на жизнедеятельность микробов являются:

1. Температура. Все микробы имеют максимальную, оптимальную и минимальную температуру своего развития. Оптимальная температура для большинства микробов 25-35 °С. Поэтому продукты в этих условиях быстро портятся.

Минимальный температурный предел от -6 до – 20 °С. Но при такой температуре микробы не гибнут, а лишь замедляют свое развитие. При разморозке вновь начинают свою деятельность.

         Максимальная температура (45 – 50 °С) также приостанавливает размножение микробов. Дальнейшее повышение ведет к гибели.

2. Влажность. Повышенная влажность увеличивает количество растворимых питательных веществ, следовательно, способствует питанию и развитию микробов. Поэтому пищевые продукты, содержащие большое количество влаги (молоко, мясо, рыба, овощи, плоды), быстро портятся. Поэтому надежным способом сохранения продуктов от порчи является сушка.

3. Свет. Прямой солнечный луч губит микробы, в том числе и болезнетворные. Губительны ультрафиолетовые лучи солнца и специальных ламп БУВ, используемых для дизенфекции воды, воздуха.

4. Химические вещества. Многие химические соединения губительно действуют на микробы и используются для их уничтожения. Так хлорную известь применяют для дизенфекции рук.

5. Биологические факторы. Микробы в процессе жизнедеятельности могут влиять друг на друга, способствуя развитию или угнетению. Многие бактерии, плесневелые грибы выделяют в окружающую среду вещества – антибиотики, губительно действующие на развитие других микробов. Другими веществами, близкими к антибиотикам по характеру действия на микробы, являются фитонциды. Это вещества, выделяемые многими растениями (луком, чесноком, хреном, цитрусовыми), убивают болезнетворные микробы дизентерии, гнилостную палочку.

 

Распространение микробов в природе.

Микробы широко распространены в природе: в почве, в воде, воздухе.

Самой благоприятной средой для развития микробов является почва, в 1 г которой находится до нескольких миллиардов микробов. Развитию микробов в почве способствует имеющиеся в ней питательные вещества,  постоянная влажность, температура, отсутствие солнечного света. Больше всего микробов содержится на глубине от 1 до 30 см. В песчаной почве их меньше, чем в черноземе.

Для некоторых микроорганизмов вода является естественной средой обитания, особенно в открытых водоемах: реках, морях, озерах. Со сточными водами могут попадать болезнетворные микробы. Такую воду следует подвергать тщательной очистке – отстаивать, фильтровать, озонировать, обрабатывать ультрафиолетовыми лучами.

Воздух – неблагоприятная среда для жизни микроорганизмов и чистота его зависит от степени запыленности и загрязнения выбросами промышленных предприятий. Воздух чище зимой, чем летом; над океанами и морями чище, чем над сушей; над лесными массивами чище, чем над распаханной землей, в сельской местности чище,  чем в городе.

 

 

Физические факторы.

1. Температура.

По отношению к температурным условиям микроорганизмы разделяют на:

· Термофильные виды. Зона оптимального роста равна 50-60°С, верхняя зона задержки роста — 75°С. Термофилы обитают в горячих источниках, участвуют в процессах самонагревания навоза, зерна, сена.

· Психрофильные виды (холодолюбивые) растут в диапазоне температур 0-10°С, максимальная зона задержки роста 20-30°С. К ним относит большинство сапрофитов, обитающих в почве, пресной и морской воде.

· Мезофильные виды лучше растут в пределах 20-40°С; максимальная 43-45°С, минимальная 15-20°С. В окружающей среде могут переживать, но обычно не размножаются. К ним относится большинство патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.

Бактерии выживают при температуре ниже –100°С; споры бактерий и вирусы годами сохраняются в жидком азоте (до –250°С).

2. Влажность.

2.При относительной влажности окружающей среды ниже 30% жизнедеятельность большинства бактерий прекращается. Время их отмирания при высушивании различно (например, холерный вибрион – за 2 суток, а микобактерии – за 90 суток). Поэтому высушивание не используют как метод элиминации микробов с субстратов. Особой устойчивостью обладают споры бактерий.

2.

3. Излучения.

3.- Солнечный свет губительно действует на микроорганизмы, исключением являются фототрофные виды. Наибольший микробицидный эффект оказывает коротковолновые УФ-лучи. Энергию излучения используют для дезинфекции, а также для стерилизации термолабильных материалов.

3.- УФ-лучи действуют на нуклеиновые кислоты. Применение УФ-излучения для стерилизации ограничено его низкой проницаемостью и высокой поглотительной активностью воды и стекла.

3.- Рентгеновское и g-излучение в больших дозах также вызывает гибель микробов. Применяют для стерилизации бактериологических препаратов, изделий из пластмасс.

3.- Микроволновое излучение применяют для быстрой повторной стерилизации длительно хранящихся сред.

4. Ультразвук используют для стерилизации пищевых продуктов (молока, фруктовых соков), питьевой воды.

5. Давление. Бактерии относительно малочувствительны к изменению гидростатического давления.

6. Фильтрование.

Для удаления микроорганизмов применяют различные материалы (мелкопористое стекло, целлюлоза, коалин); они обеспечивают эффективную элиминацию микроорганизмов из жидкостей и газов. Фильтрацию применяют для стерилизации жидкостей, чувствительных к температурным воздействиям, разделения микробов и их метаболитов (экзотоксинов, ферментов), а также для выделения вирусов.

Химические факторы.

Способность ряда химических веществ подавлять жизнедеятельность микроорганизмов зависит от концентрации химических веществ и времени контакта с микробом. Дезинфектанты и антисептики дают неспецифический микробицидный эффект; химиотерапевтические средства проявляют избирательное противомикробное действие.

Биологические факторы.

К биологическим средствам могут быть отнесены препараты, содержащие живых особей — бактериофагов и бактерий, обладающих выраженной конкурентной активностью по отношению к патогенным и условно-патогенным для человека и животных видам микробов. Они вводятся в организм в жизнеспособном состоянии.

2. Антигены. Свойства антигенов.

Антиген – это генетически чужеродный агент для макроорганизма, вызываемый в нем иммунологические реакции, направленные на его уничтожение, устранение.

Антигенами могут являться грибы, бактерии, вирусы, простейшие, клетки животных, растений, продукты жизнедеятельности.

Свойства антигенов:

1) антигенность

2) специфичность

3) иммуногенность

Антигенность – это способность антигена индуцировать в организме иммунный ответ – выработка антител.

Специфичность – способность антигена избирательно реагировать со строго определенными антителами.

При какой температуре умирают все болезнетворные бактерии и вирусы?

(Воздействие происходит не со всей молекулой, а с небольшим участком – антигенная детерминанта или эпитоп).

Иммуногенность – это способность антигена вызывать иммунную защиту макроорганизма.

Степень иммуногенности зависит от антигена (чужеродность, природа, химический состав, молекулярная масса, структура, растворимость).

По своему генетическому происхождению выделяют три основные типа антигенов.

1. Аутоантигены.

Вызывают аутоиммунные реакции. То есть это антигены собственного организма. Они могут быть первичными, отделенными от иммунной системы гистогематическими барьерами и вызывающими иммунный ответ после их повреждения, и вторичными, вызывающими на себя иммунный ответ только после изменения своих свойств в результате тех или иных патологических процессов. К первичным аутоантигенам относят хрусталик глаза, ткань головного мозга, коллоид щитовидной железы, тестикулярную ткань.

2. Изоантигены.

Это различные антигены, различающиеся между особями одного биологического вида. Так, к изоантигенам относят группы крови (система АВО) человека.

3. Ксеноантигены.

К ним относятся антигены, различающиеся между представителями различных биологических видов, например антигены, различающиеся между человеком и лошадью.

Иммуногены или полные антигены — это вещества, вызывающие полноценный иммунный ответ и обладающие свойствами: иммуногенностью, антигенностью и специфичностью. Иммуногенами являются биополимеры — белки, их комплексы с углеводами (гликопротеиды), а также сложные полисахариды, липополисахариды с высокой молекулярной массой. Чем дальше от человека в эволюционном отношении отстоят организмы, тем бoльшую иммуногенность проявляют их белки.

Гаптены — неполные антигены, относительно простые вещества, способные участвовать в иммунологических взаимодействиях, но не способные самостоятельно индуцировать иммунный ответ. Гаптены обладают свойствами антигенностью и специфичностью, но не обладают иммуногенностью.

Гаптены после присоединения к крупным, обычно белковым молекулам (носителям), могут приобретать свойства полного антигена.

3. Хромосомные болезни – синдром Дауна, синдром Эдварса, синдром Патау.

Хромосомный комплекс нормальных соматических клеток современного человека состоит из 46 хромосом (2n = 46). В клетках индивидуума женского пола кроме 44 аутосом имеется пара половых хромосом ХХ, а у лиц мужского пола — ХУ. Принятые формулы для изображения: 46, ХХ; 46, ХУ.

Хромосомные болезни — это большая группа врожденных патологических состояний с множественными врожденными пороками развития, причиной которых является изменение количества или структуры хромосом. Хромосомные болезни возникают в результате мутаций в половых клетках одного из родителей. Из поколения в поколение передаются не более 3—5 % из них. Хромосомными нарушениями обусловлены примерно 50 % спонтанных абортов и 7 % всех мёртворождений.

Все хромосомные болезни принято делить на две группы:

1) аномалии числа хромосом. В эту группу входит три подгруппы:

— болезни, причиной которых является нарушение числа хромосом,

— болезни, связанные с увеличением или уменьшением числа половых Х и Y-хромосом

— болезни, обусловленные полиплоидией — кратным увеличением гаплоидного набора хромосом

2) нарушения структуры (аберрациями) хромосом. Их причинами являются:

— транслокации — обменные перестройки между негомологичными хромосомами

— делеции — потери участка хромосомы

— инверсии — повороты участка хромосомы на 180°

— дупликации — удвоения участка хромосомы

— изохромосомия — хромосомы с повторяющимися генетическим материалом в обоих плечах

— возникновение кольцевых хромосом — соединение двух концевых делеций в обоих плечах хромосомы

Болезни, обусловленные нарушением числа аутосом

• синдром Дауна — трисомия по 21 хромосоме, к признакам относятся: слабоумие, задержка роста, характерная внешность, изменения дерматоглифики (узоров на коже ладонной стороны кистей и стоп человека). Синдром получил название в честь английского врача Джона Дауна впервые описавшего его в 1866 году. Связь между происхождением врождённого синдрома и изменением количества хромосом была выявлена только в 1959 году французским генетиком Жеромом Леженом. Частота рождений детей с синдромом Дауна 1 на 800 или 1000. Синдром Дауна встречается во всех этнических группах и среди всех экономических классов.Возраст матери влияет на шансы зачатия ребёнка с синдромом Дауна. Если матери от 20 до 24 лет, вероятность этого 1 к 1562, от 35 до 39 лет — 1 к 214, а в возрасте старше 45, вероятность 1 к 19. Трисомия происходит из-за того, что во время мейоза хромосомы не расходятся. При слиянии с гаметой противоположного пола у эмбриона образуется 47 хромосом, а не 46, как без трисомии.

• синдром Патау — трисомия по 13 хромосоме, характеризуется множественными пороками развития, идиотией, часто — полидактилия, нарушения строения половых органов, глухота; практически все больные не доживают до одного года. Встречается с частотой 1:7000-1:14000. Оставшиеся в живых страдают глубокой идиотией.

• синдром Эдвардса — трисомия по 18 хромосоме, нижняя челюсть и ротовое отверстие маленькие, глазные щели узкие и короткие, ушные раковины деформированы; 60% детей умирают в возрасте до 3-х месяцев, до года доживают лишь 10%, основной причиной служит остановка дыхания и нарушение работы сердца. Популяционная частота примерно 1:7000. Дети с трисомией 18 чаще рождаются у пожилых матерей, взаимосвязь с возрастом матери менее выражена, чем в случаях трисомии хромосомы 21 и 13. Для женщин старше 45 лет риск родить больного ребёнка составляет 0,7 %. Девочки с синдромом Эдвардса рождаются в три раза чаще мальчиков.

•

•

Жизнедеятельность микроорганизмов зависит от условий существования. Благоприятными условиями их существования является влажность, тепло, наличие питательных веществ. Тормозят развитие микроорганизмов высушивание, кислая среда, низкие температуры, отсутствие питательных веществ и др. Искусственно регулируя условия существования микробов, можно прекратить их размножение или уничтожить их.

Большинство пищевых продуктов по химическому составу является благоприятной средой для существования микробов. Поэтому хранить пищевые продукты можно только при неблагоприятных условиях для микроорганизмов. Говоря о влиянии физических факторов окружающей среды на микроорганизмы, подразумевают условия внешней среды, влияющие на их развитие и делят таковые на три основные группы: физические, химические и биологические. К физическим условиям (факторам) относятся: температура, влажность среды, концентрация веществ, растворенных в среде; излучение.

Влияние температуры на микроорганизмы.

Развитие всех микроорганизмов возможно при определенной температуре. Известны микроорганизмы, способные существовать при низких (-8°С и ниже) и при повышенных температурных условиях, например, обитатели горячих источников поддерживают жизнедеятельность при температуре 80-95°С. Большинство микробов предпочитает температурные пределы 15-35°С. Различают:

• оптимальную, наиболее благоприятную для развития температуру;
• максимальную, при которой прекращается развитие микробов данного вида;
• минимальную, ниже которой микробы прекращают развитие.

По отношению к уровню температуры микроорганизмы разделяют на три группы:

• психрофиты – хорошо растут при пониженных температурах,
• мезофиллы – нормально существуют при средних температурах,
• термофилы – существуют при постоянно высоких температурах.

Группа микроорганизмов	Температура развития микроорганизмов, ° С
Минимальная	Оптимальная	Максимальная
Психрофилы	0-2	15-25	25-35
Мезофилы	25-37	40-45
Термофилы	45-60

Микробы сравнительно быстро приспосабливаются к значительным изменениям температуры.

Поэтому незначительное снижение или повышение уровня температуры не гарантирует прекращения развития микроорганизмов.

Влияние высоких температур.

Температуры, значительно превышающие максимальные, вызывают гибель микроорганизмов. В воде большинство вегетативных форм бактерий при нагревании до 60°С погибают за час; до 70°С — за 10-15 минут, до 100°С — за несколько секунд. В воздухе гибель микроорганизмов наступает при значительно более высокой температуре — до 170°С и выше в течение 1-2 часов. Споровые формы бактерий значительно устойчивее к нагреванию, они могут выдерживать кипячение в течение 4-5 часов.

Методы пастеризации и стерилизации основаны на свойстве микробов погибать под действием высоких температур. Пастеризация — осуществляется при температуре 60-90°С, при этом погибают вегетативные формы клеток, а споровые остаются жизнеспособными. Поэтому пастеризованные продукты следует быстро охлаждать и хранить в условиях охлаждения. Стерилизация — это полное уничтожение всех форм микроорганизмов, включая споровые. Стерилизацию осуществляют при температуре 110-120°С и повышенном давлении.

Однако споры не погибают мгновенно. Даже при 120°С гибель их наступает через 20-30 минут. Стерилизуют пищевые консервы, некоторые медицинские материалы, субстраты, на которых выращивают микроорганизмы в лабораториях. Эффект стерилизации зависит от количественного и качественного состава микрофлоры объекта стерилизации, его химического состава, консистенции, объема, массы и др.

Влияние низких температур.

Чаще всего действие низких температур связано не с гибелью микроорганизмов, а с торможением и прекращением их развития. Низкую температуру микроорганизмы переносят значительно лучше. Многие болезнетворные микробы, попадающие в окружающую среду, способны переносить суровые зимы, не теряя болезнетворности. Наиболее негативно на развитие микроорганизмов влияет температура, при которой замерзает содержимое клетки.

Тормозящее действие низких температур на микробы используют для хранения различных продуктов в охлажденном виде при температуре 0-4°С, и замороженном – при  температуре — 6-20°С и ниже. Действие низких температур в замороженных продуктах усиливает влияние повышенного осмотического давления. Поскольку большая часть воды перешла в лед, в оставшейся жидкой части воды оказались все растворенные вещества, содержавшиеся в массе продукта.

Лекция 3. Влияние внешней среды на развитие микроорганизмов и распространение их в природе

Это вызывает повышенное осмотическое давление, которое, в свою очередь, тормозит развитие микробов.

Замораживание используют для хранения мяса, рыбы, плодов, овощей полуфабрикатов, кулинарных изделий, готовых блюд и др. Прекращение развития микробов действует только до тех пор, пока продолжается действие низкой температуры. При повышении температуры начинается бурное развитие и размножение микробов, что вызывает порчу пищевых продуктов.

Следовательно, низкая температура только замедляет биохимические процессы, не имея стерилизующего эффекта. Многократное замораживание одних и тех же продуктов способствует быстрому приспособлению микробов к низким температурам и усиливает их жизнеспособность. Поэтому надо предотвращать колебания температуры во время хранения продуктов.

МИКРОБИОЛОГИЯ ОСНОВНЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Пищевые продукты являются благоприятной средой для разви­тия микробов.

Микробиология молока и молочных продуктов.

Молоко является прекрасной средой для развития микроорганиз­мов, которые попадают в него с вымени и шерсти животных, с рук доярок, подстилки скотного двора, инвентаря и т.д.

В 1 мл молока обнаруживают несколько сотен тысяч микробов. При охлаждении молока до +3″С количество микробов уменьшается под действием бактерицидных веществ свежевыдоенного молока в течение 2—40 часов. Затем наступает быстрое развитие всех микробов с преобладанием развития молочно-кислых бактерий. В молоке на­капливается молочная кислота и антибиотики выделяемые этими микробами, что приводит к уничтожению всех микроорганизмов, в том числе, к постепенной гибели и самих молочно-кислых бактерий. Молоко прокисает, создаются благоприятные условия для развития плесневых грибов, а затем и гнилостных микробов. Происходит гни­лостная порча молока.

В пастеризованном молоке (нагретогодо 63—90° С) по­чти все молочно-кислые бактерии и бактерицидные вещества поги­бают, но споровые формы микробов сохраняются. Дополнительное обсеменение молока гнилостными или болезнетворными микробами приводит к порче молока и делает его опасным для здоровья.

Поэто­му пастеризованное молоко требует определенного режима хранения (+4°Сдо36ч).

Стерилизованное молоко (нагретое до 140° С несколько секунд), приготовленное из свежего качественного молока, микро­бов не содержит и поэтому в герметичной упаковке сохраняется до 4-х месяцев.

В молоко могут попадать болезнетворные микробы — возбудители дизентерии, брюшного тифа, бруцеллеза, туберкулеза. Поэтому в общественном питании молоко обязательно кипятят.

Сгущенное молоко хорошо сохраняется, т.к. большая кон­центрация сахара или стерилизация убивает большинство микробов. Жизнеспособность сохраняют только некоторые споровые бактерии. Сильно обсемененное сырье, из которого изготовлено сгущенное молоко, может привести к забраживанию или гниению его.

Кисло-молочные продукты содержат в себе микроорга­низмы, входящие в состав заводской закваски: чистые культуры мол оч но-кислого стрептококка,, болгарской и ацидофильной пало­чек, дрожжей — для кефира и кумыса. Кроме того, микрофлора кисло-молочных продуктов зависит от микробов молока и санитар­ного состояния оборудования.

Сырысодержат микроорганизмы закваски и процесса созрева­ния, под действием которых протекает молочно-кислое и пропионово-кислое брожение внутри сыров. В зависимости от температуры, влаж­ности, солености, плотности головок сыра, количества остаточного сахара идет тот или иной процесс, от чего зависят специфические потребительские достоинства сыров. К концу созревания молочно-кислое брожение снижается, а пропионово-кислое увеличивается, вызывая гидролиз белков, накопление различных кислот, образование глаз­ков, появление вкуса, аромата, консистенции сыров.

У мягких слизистых сыров процесс созревания идет от поверхно­сти, где находятся различные бактерии, плесневые грибы, а затем проникает внутрь сырной массы.

Порчу сыров в виде неправильного рисунка, вспучивания, рас­трескивания головки, несвойственного вкуса и запаха вызывают масляно-кислые бактерии, а плесневение сыров вызывают плесне­вые грибы.

Микробиология пищевых жиров.

Сливочное масло, содержащее много воды, белков, углево­дов, обсеменено сотнями тысяч гнилостных, молочно-кислых, жирорасщепляющих и протеолетических бактерий, а в кисло-сливоч­ном масле, кроме того, содержатся и ароматообразующие кокки. Жи-рорасщепляющие бактерии могут вызывать прогоркание жиров, придавая маслу горький вкус. Поэтому сливочное масло хранится не долго (до 10 суток) при температуре + 4°С.

Жиры топленые животные и растительные мас­ла, содержащие мало влаги (до 0,3 %), стойки к воздействию мик­робов, а следовательно хорошо хранятся.

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА МИКРООРГАНИЗМЫ

Жизнедеятельность микробов находится в зависимости от окружа­ющей среды. Создавая те или иные условия в среде, где развиваются микробы, можно способствовать развитию полезных и подавлять жиз­недеятельность вредных микроорганизмов. Пищевые продукты могут хорошо сохраняться только при создании неблагоприятных условий для развития в них вредных микробов.

Основными факторами, влияющими на жизнедеятельность мик­робов, являются: температура, влажность, действие света, характер питательной среды.

— влияние физических факторов на микробы:

Температура. Все микробы имеют максимальную, оптималь­ную и минимальную температуру своего развития. Оптимальная тем­пература для большинства микроорганизмов 25—35°С.

Типичные причины гибели бактерий

Поэтому пи­щевые продукты в этих условиях быстро портятся.

Минимальный температурный предел у разных микробов разли­чен. Понижение температуры замедляет или прекращает развитие микробов, но не убивает их. Поэтому при охлаждении (6°С) и замо­раживании (от -6 до -20°С) пищевые продукты хорошо сохраняют­ся, но при оттаивании и обработке их микробы вновь начинают свою деятельность.

Максимальная температура (45—50°С) также приостанавливает раз­витие микробов. Дальнейшее повышение температуры ведет к гибели вегетативных клеток, а затем и спор. На губительном действии высо­ких температур на микробы основаны пастеризация (6О-9О°С) и стерилизация (100—120°С) пищевых продуктов.

В зависимости от температуры развития микробы делят напсихрофилъные (холодоустойчивые), у которых оптимум развития 15°С (плес­невые грибы); мезофильные (развивающиеся при средней температу­ре), у которых оптимум 25—37″ С (болезнетворные бактерии, дрож­жи); термофильные (теплолюбивые), у которых оптимум 50° С (молочно-кислые бактерии).

Влажность. Повышенная влажность увеличивает количество ра­створимых питательных веществ, следовательно, способствует пита­нию и развитию микробов. Поэтому пищевые продукты, содержа­щие большое количество влаги (молоко, мясо, рыба, овощи, пло­ды), быстро портятся.

Нижний предел влажности среды для развития бактерий 20 %, а плесневых грибов — 15 %. Поэтому надежным способом сохранения продуктов от порчи является их сушка до влажности ниже указанно­го предела.

— влияние химических факторов на микробы:

Среда с повышенной концентрацией веществ. Как уже было сказано, микробы живут в среде с небольшой концентра­цией растворимых веществ. При повышении концентрации соли (до 10—20 %) и сахара (до 60—70 %) многие микробы полностью пре­кращают свое развитие (гнилостные, молочно-кислые) в результате обезвоживания микробных клеток. Действие высокой концентрации соли на микробы используют при посоле рыбы, мяса, а сахара — при приготовлении варенья, джема, повидла.

Реакция среды. Большинство микробов развивается в нейт­ральной (рН = 7) или слабощелочной среде (рН = 8), а плесени и дрожжи — в слабокислой среде (рН = 3-6). Изменяя реакцию среды, можно влиять на ход развития микроорганизмов. На этом основаны способы консервирования овощей, плодов путем квашения (с помо­щью образующейся молочной кислоты) и маринования (с помощью добавляемой уксусной кислоты), в процессе которых подавляется жизнедеятельность гнилостных микробов.

Свет. Прямой солнечный луч губит микробы, в том числе и бо­лезнетворные. Губительны ультрафиолетовые лучи солнца и специ­альных ламп БУВ, используемых для дезинфекции воды, воздуха, помещений.

Химические вещества. Многие химические соединения гу­бительно действуют на микробы и используются для их уничтоже­ния. Они называются антисептиками или дезинфицирующими веще­ствами. Так, хлорную известь в общественном питании применяют для дезинфекции рук, посуды и оборудования (0,2 %), сорбиновую кислоту—для сохранения соков. Наличие бензойной кислоты в клюк­ве, бруснике предохраняет их от порчи.

— Влияние биологических факторов. Микробы в процессе жизнедея­тельности могут влиять друг на друга, способствуя развитию или угнетению. Последнее свойство микробов используется человеком в борьбе с болезнетворными микробами. Многие бактерии, плесневые грибы выделяют в окружающую среду вещества — антибиотики, губительно действующие на развитие других микробов. Пенициллин, стрептомицин, грамицидин, биомицин— антибиотики, широко при­меняемые в медицине.

Другими веществами, близкими к антибиотикам по характеру действия на микробы, являются фитонциды. Эти вещества, выделяе­мые многими растениями (луком, чесноком, хреном, цитрусовыми и др.), убивают болезнетворные микробы дизентерии, гнилостную палочку и др.

Вопросы:

1. Какие преимущества имеют фитонциды по сравнению с антибиотиками?

Влияние влажности среды на микроорганизмы

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Влажность среды оказывает большое влияние на жизнедеятельность микроорганизмов. Содержание свободной влаги в клетках составляет до 75…85% и может меняться в зависимости от условий внешней среды, в которой находится клетка. Обезвоживание субстрата (продукта), и клеток микроорганизмов, приводит к задержке их развития, они остаются недеятельными, хотя и могут сохранять жизнеспособность.

Влияние условий внешней среды на микроорганизмы.

При увеличении влажности жизнедеятельность микроорганизмов восстанавливается.

По отношению к влажности среды микроорганизмы делятся на:

· гидрофитов (влаголюбивых);

· мезофитов (средневлаголюбивых);

· ксерофитов (сухолюбивых).

Большинство бактерий и дрожжей гидрофиты. Многие мицелиальные грибы — мезофиты, но встречаются гидрофиты и ксерофиты.

Для бактерий минимальная влажность субстрата (пищевых продуктов), при которой они еще могут развиваться, составляет 20-30%, мицелиальные грибы могут расти на едва увлажненных субстратах (11-13%).

· Для развития микроорганизмов важна не абсолютная величина влаги, а ее доступность (наличие доступной, илисвободной влаги), которая носит название активности воды — (a_w)ивыражается отношением давления паров воды над данным субстратом (P) к давлению паров воды над чистой водой (P0) при одной и той же температуре: a_w= P/ P₀. Значение активности воды (aw) лежит в интервале от 0 до 1 и характеризует относительную влажность субстрата. Активность дистиллированной воды равна 1, активность воды абсолютно обезвоженного вещества равна 0.

· Микроорганизмы могут осуществлять жизнедеятельность при a_w=0,999…0,62. Более низкая активность воды в субстрате задерживает развитие микроорганизмов.

· Для каждого микроорганизма существуют минимальные значения aw (критический предел), ниже которых его развитие прекращается.

· Для большинства бактерий, в том числе и спорообразующих, a_w=0,95…0,90, за исключением галофилов(солелюбивых), для которых

a_w =0,75. Для большинства дрожжей aw =0,88 , за исключением осмофи лов, для которых a_w =0,8 и ксерофитных, для которых aw =0,65.

Таким образом, чтобы затормозить развитие большинства бактерий в продукте и предотвратить его порчу, активность воды в нем следует снизить до 0,8; для предотвращения развития дрожжей — до 0,7; мицелиальных грибов — до 0,6.

Существуют различные пути снижения активности воды с целью сохранения пищевых продуктов от микробной порчи:

· сушка,

· вяление,

· добавление в продукт различных растворимых веществ (сахара, соли),

· замораживание.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Влияние факторов окружающей среды на микробы

Физические, химические и биологические факторы окружающей среды оказывают раз­личное воздействие на микроорганизмы: бак­терицидное — приводящее к гибели клетки; бактериостатическое — подавляющее размно­жение микроорганизмов; мутагенное — изме­няющее наследственные свойства микробов.

4.3.1. Влияние физических факторов

Влияние температуры.Представители различ­ных групп микроорганизмов развиваются при определенных диапазонах температур. Бактерии,

растущие при низкой температуре, называют психрофилами; при средней (около 37 °С) — ме­зофитами; при высокой — термофилами.

Психрофильные микроорганизмы растут при температуре от -10 до 40 «С; температурный оп­тимум колеблется от 15 до 40 °С, приближаясь к температурному оптимуму мезофильных бакте­рий. К психрофилам относится большая группа сапрофитов — обитателей почвы, морей, пре­сных водоемов и сточных вод (железобактерии, псевдомонады, светящиеся бактерии, бациллы). Некоторые психрофилы могут вызывать порчу продуктов питания на холоде. Способностью расти при низких температурах обладают и некоторые патогенные бактерии (возбудитель псевдотуберкулеза размножается при темпера­туре 4 «С, а возбудитель чумы — в диапазоне от 0 до 40 °С при оптимуме роста 25 °С). В зависи­мости от температуры культивирования свойс­тва бактерий меняются. Так, Serratia marcescens образует при температуре 20-25 °С большее ко­личество красного пигмента (продигиозана), чем при температуре 37 °С. Возбудитель чумы, выращенный при 25 °С, вирулентнее, чем при 37 «С. Синтез полисахаридов, в том числе кап-сульных, активизируется при более низких тем­пературах культивирования.

Мезофилы растут в диапазоне температур от 10 до 47 °С, оптимум роста около 37 «С. Они включают в себя основную группу патоген­ных и условно-патогенных бактерий.

Термофильные бактерии развиваются при бо­лее высоких температурах (от 40 до 90 °С). На дне океана в горячих сульфидных водах жи­вут бактерии, развивающиеся при температуре 250—300 °С и давлении 265 атм. Термофилы обитают в горячих источниках, участвуют в процессах самонагревания навоза, зерна, сена. Наличие большого количества термофилов в почве свидетельствует о ее загрязненности на­возом и компостом. Поскольку навоз наиболее богат термофилами, их рассматривают как по­казатель загрязненности почвы.

Температурный фактор учитывается при осу­ществлении стерилизации. Вегетативные фор­мы бактерий погибают при температуре 60 °С в течение 20—30 мин., споры — в автоклаве при 120 °С в условиях пара под давлением.

Микроорганизмы хорошо переносят дейс­твие низких температур. Поэтому их можно

долго хранить в замороженном состоянии, в том числе при температуре жидкого азота (-173 °С).

Высушивание.Обезвоживание вызывает на­рушение функций большинства микроорга­низмов. Наиболее чувствительны к высушива­нию возбудители гонореи, менингита, холеры, брюшного тифа, дизентерии и другие пато­генные микроорганизмы.

Более устойчивыми являются микроорганизмы, защищенные сли­зью мокроты. Так, бактерии туберкулеза в мок­роте выдерживают высушивание до 90 дней. Устойчивы к высушиванию некоторые кап-суло- и слизеобразующие бактерии. Особой устойчивостью обладают споры бактерий. Например, споры возбудителя сибирской язвы могут сохраняться в почве столетиями.

Для продления жизнеспособности, при консервировании микроорганизмов, ис­пользуют лиофилизацию — высушивание под вакуумом из замороженного состояния. Лиофилизированные культуры микроорга­низмов и иммунобиологические препараты длительно (в течение нескольких лет) сохра­няются, не изменяя своих первоначальных свойств.

Действие излучения.Ионизирующее излу­чение применяют для стерилизации одно­разовой пластиковой микробиологической посуды, питательных сред, перевязочных ма­териалов, лекарственных препаратов и др.

1. Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы (физические, химические).

Однако имеются бактерии, устойчивые к действию ионизирующих излучении, напри­мер Micrococcus radiodurans был выделен из ядерного реактора.

Неионизирующее излучение — ультрафи­олетовые и инфракрасные лучи солнечного света, а также ионизирующее излучение — гамма-излучение радиоактивных веществ и электроны высоких энергий губительно дейс­твуют на микроорганизмы уже через корот­кий промежуток времени.

Ультрафиолетовые лучи, достигающие по­верхности земли, имеют длину волны 290 нм. УФ-лучи применяют для обеззараживания воздуха и различных предметов в больницах, родильных домах, микробиологических лабо­раториях. С этой целью используют бактери­цидные лампы ультрафиолетового излучения с длиной волны 200—400 нм.

4.3.2. Влияние химических веществ

Химические вещества могут оказывать раз­личное действие на микроорганизмы: служить источниками питания; не оказывать какого-либо влияния; стимулировать или подавлять рост, вызывать гибель. Антимикробные хими­ческие вещества используются в качестве ан­тисептических и дезинфицирующих средств, так как обладают бактерицидным, вирули-цидным, фунгицидным действием и т. д.

Химические вещества, используемые для дезинфекции, относятся к различным груп­пам, среди которых наиболее широко пред­ставлены хлор-, йод- и бромсодержащие со­единения и окислители (см. разд. 7.7).

4.3.3. Влияние биологических факторов
Микроорганизмы находятся в различ­
ных взаимоотношениях друг с другом.
Совместное существование двух различных
организмов называется симбиозом (от греч.
simbiosis — совместная жизнь). Различают
несколько вариантов полезных взаимоотно­
шений: метабиоз, мутуализм, комменсализм,
сателлизм.

Метабиоз — взаимоотношение микроор­ганизмов, при котором один из них исполь­зует для своей жизнедеятельности продукты жизнедеятельности другого. Метабиоз ха­рактерен для почвенных нитрифицирую­щих бактерий, использующих для своего метаболизма аммиак — продукт жизнеде­ятельности аммонифицирующих почвен­ных бактерий.

Мутуализм— взаимовыгодные взаимо­отношения разных организмов. Примером мутуалистического симбиоза являются ли­шайники — симбиоз гриба и сине-зеленой водоросли. Получая от клеток водоросли ор­ганические вещества, гриб, в свою очередь, поставляет им минеральные соли и защищает от высыхания.

Комменсализм(от лат. commensalis — со­трапезник) — сожительство особей разных видов, при котором выгоду из симбиоза извлекает один вид, не причиняя другому вреда. Комменсалами являются бактерии — представители нормальной микрофлоры че­ловека

Сателлизм— усиление роста одного ви­да микроорганизма под влиянием другого вида микроорганизма. Например, колонии дрожжей или сарцин, выделяя в питательную среду метаболиты, стимулируют рост вокруг них колоний других микроорганизмов. При совместном росте нескольких видов мик­роорганизмов могут активизироваться их физиологические функции и свойства, что приводит к более быстрому воздействию на субстрат.

Антагонистические взаимоотношения, или антагонистический симбиоз, выражаются в виде неблагоприятного воздействия одного вида микроорганизма на другой, приводяще­го к повреждению и даже гибели последнего. Микроорганизмы-антагонисты распростра­нены в почве, воде и в организме человека и животных. Хорошо известна антагонистичес­кая активность против посторонней и гни­лостной микрофлоры представителей нор­мальной микрофлоры толстого кишечника человека — бифидобактерий, лактобактерий, кишечной палочки и др.

Механизм антагонистических взаимоотно­шений разнообразен. Распространенной фор­мой антагонизма является образование анти­биотиков — специфических продуктов обме­на микроорганизмов, подавляющих развитие микроорганизмов других видов. Существуют и другие проявления антагонизма, например большая скорость размножения, продукция бактериоцинов, в частности колицинов, про­дукция органических кислот и других продук­тов, изменяющих рН среды.

Антагонизм может развиваться в форме конкуренции в основном за источники пита­ния: интенсивно развиваясь и истощая пи­тательную среду, микроорганизм-антагонист подавляет рост других микроорганизмов. При хищничестве микроорганизм, например аме­ба кишечника, захватывает и переваривает бактерии кишечника. Наконец, такая форма антагонизма, когда микроорганизм исполь­зует другой организм как источник питания, называется паразитизмом. Примером пара­зитизма является взаимоотношение бактери­офага и бактерии, а также взаимоотношение бделловибрионов (маленькие бактерии, пара­зиты обычных грамотрицательных бактерий).

Предыдущая10111213141516171819202122232425Следующая

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ: