Життєдіяльність мікроорганізмів в молочних продуктах (стр. 5 )

Однак, для стерилізації з певним стерилізуючим ефектом ультрафіолетові промені не придатні, оскільки вони мають низьку проникливу здатність і їх дія виявляється тільки на поверхні об’єкта.

Обробка ультрафіолетовими променями молока та молочних продуктів не проводиться, оскільки це призводить до небажаних наслідків - в результаті погіршуються смакові та харчові властивості.

Промені рентгену. Рентгенівські промені (короткохвильові електромагнітні випромінювання) характеризуються високою проникливою здатністю.

Мікроорганізми, в порівнянні з вищими організмами, менш чутливі до впливу рентгенівських променів. Вони характеризуються різним ступенем чутливості. За однієї і тієї ж інтенсивності опромінення одні мікроби гинуть швидко, інші потребують тривалого впливу. Так, плісняви та дріжджі більш стійкі до рентгену, ніж бактерії.

Ефект дії рентгенівських променів на мікрофлору залежить від дози опромінення. В невеликих дозах ці промені мають стимулююче значення. З підвищенням дози все більше виявляється пригнічувальна дія - змінюються морфологічні та фізіологічні властивості мікробів, сповільнюється їх ріст та розмноження. В подальшому опромінення призводить до загибелі мікроорганізмів.

В молочній промисловості рентгенівські промені поки що не знайшли використання.

Радіоактивні випромінювання. До найважливіших досягнень науки відноситься використання атомної енергії в мирних цілях. Радіоактивні речовини можуть випромінювати декілька видів променів: -, -, - промені – (короткохвильові рентгенівські промені).

Ці промені хімічно та біологічно дуже активні. Характерною особливістю радіоактивних випромінювань є їх здатність викликати іонізацію атомів та молекул речовин, котра супроводжується руйнацією молекулярних структур.

Мікроорганізми значно стійкіші до дії радіоактивних випромінювань, ніж вищі організми. Доза, що викликає загибель для мікробів, в сотні і навіть тисячі разів більша, ніж для тварин.

Ефект дії іонізуючого опромінення на вегетативні клітини мікроорганізмів залежить від дози. Дуже малі дози можуть навіть прискорювати розвиток мікробів та активізувати деякі процеси їх життєдіяльності. З підвищенням дози опромінення спостерігаються патологічні зміни в клітинах, котрі можуть призвести до їх відмирання. При дозі нижче смертельної можливе відновлення нормальної життєдіяльності опромінених клітин - реактивація. Спори характеризуються високою стійкістю до радіоактивного опромінення.

Радіочутливість мікроорганізмів одного і того ж виду змінюється в залежності від віку клітин, складу середовища, в якому вони опромінюються, величини дози та ін.

Малі дози опромінення мікрофлори викликають спадкові зміни властивостей мікробів, які призводять до появи мутантів. Це явище використовують в молочній промисловості для отримання біологічно активних мутантів молочнокислих бактерій.

Радіохвилі. Радіохвилі - це електромагнітні хвилі, які характеризуються відносно великою довжиною (від декількох міліметрів до кілометрів) та частотами від 3 . 104 до 3 . 1011 Гц. Довгі радіохвилі - від сотень метрів і більше - не впливають на мікроорганізми. Короткі радіохвилі (довжиною від 10 до 50 м) та особливо ультракороткі ( менше 10 м) згубно діють на мікроби.

При проходженні коротких та ультракоротких радіохвиль через середовище виникає струм високої та надвисокої частоти, що зумовлює швидке нагрівання середовища до високої температури. При цьому розміщений в електромагнітному полі об’єкт (продукт, мікробна клітина) поглинає електричну енергію і вона перетворюється в теплову, в результаті чого відбувається швидке нагрівання продукту. Відмирання мікроорганізмів в електромагнітному полі високої частоти настає в результаті теплового ефекту.

Характер нагрівання з допомогою струмів високої частоти відрізняється від звичайних способів нагрівання. Однорідне тіло, яке розміщене в полі високої частоти, нагрівається одночасно в усіх його точках, що дозволяє досягнути високої температури дуже швидко ( навіть за декілька секунд). Нагрівання неоднорідних тіл відбувається вибірково, тобто залежить від їх діелектричних властивостей, будови та ін. Так, продукти, які містять цілі дольки фруктів у цукровому сиропі, можуть прогріватися нерівномірно. Можна процес спрямувати таким чином, що фрукти будуть нагріватись до більшої температури, ніж сироп, і навпаки. Використання цього методу в промислових умовах дає можливість стерилізувати продукти протягом короткого терміну та зберігати при цьому їх початкові властивості (смак, аромат, вітаміни).

Стерилізувати продукти з допомогою радіохвиль можна тільки в скляній тарі, оскільки через метал вони не проникають.

Ультразвук. Ультразвуком прийнято називати механічні коливання з частотою вище 20000 коливань в секунду ( 20 кГц ). Сучасна техніка дозволяє отримувати коливання дуже високої частоти – до сотень тисяч кілогерц. За своєю природою ультразвукові хвилі відрізняються від звичайних звукових тим, що вони можуть розповсюджуватись в твердих, рідких та газоподібних середовищах. Розповсюджуючись в середовищі, ультразвуки викликають ряд хімічних, фізичних та біологічних явищ. Вони характеризуються емульгуючою та диспергуючою дією, прискорюють хімічні реакції, викликають коагуляцію білків.

Різнобічна біологічна дія ультразвуку. Вони інактивують ферменти, токсини, віруси. З їх допомогою можлива часткова або повна руйнація мікроорганізмів.

Руйнівними характеристиками для мікроорганізмів можуть бути тільки ультразвуки певної сили, нижче якої навіть при тривалому впливі досягти відмирання клітин неможливо, а спостерігаються тільки ті чи інші зміни властивостей мікробів. Дія ультразвуку може проявлятись в зниженні ферментативної активності організмів, втраті здатності до розмноження і та ін. Ультразвуки невеликої сили можуть прискорювати різні фізіологічні процеси, викликати механічний розподіл сукупності клітин - стрептококи розпадаються на окремі життєздатні клітини.

Бактерицидна дія ультразвуку починає проявлятись при частоті коливань в сотні кГц. Високочастотні ультразвукові коливання викликають майже миттєву руйнацію клітин. Природа бактерицидної дії ультразвуку в повній мірі не вивчена. Вважається, що однією із складових цього явища є кавітаційний ефект.

Серед мікроорганізмів особливо чутливими до дії ультразвуку є бактерії. Спори бактерій значно витриваліші, ніж вегетативні клітини. Різні види мікроорганізмів характеризуються неоднаковою чутливістю. Ефективність впливу ультразвуку залежить від ряду факторів, серед яких слід назвати тривалість впливу, характер середовища – хімічний склад, в’язкість, активна кислотність (рН), температура.

Нижче, в табл.7. наведені дані, які характеризують вплив ультразвуку на кишкову паличку (1).

Аналізуючи результати досліджень можна сказати, що нетривала дія ультразвуку (протягом 3-6 хвилин) на середовище, в якому знаходились клітини кишкової палички, не призводить до масового знищення цих мікроорганізмів. Більш ефективних результатів було досягнуто при збільшенні експозиції. Зокрема, при тривалості впливу ультразвуку 60 хв. та інтенсивності енергії 4,8 вт/см3 залишкова кількість клітин кишкової палички складала 21%, а при збільшенні інтенсивності до 14,4 та 18,6 вт/см3 відповідно – 0,1 та 0,08 %, тобто середовище було практично стерильним.

В молочній промисловості ультразвук може бути використаний для стерилізації молока та рідких молочних продуктів. Але поки що цей метод стерилізації не знаходить практичного використання з техніко-економічних причин. Крім того, при такій обробці знижується якість продуктів: спостерігається часткова або повна руйнація вітамінів, поява сторонніх присмаків, інші небажані зміни.

Таблиця 7

Зміна залишкової кількості кишкової палички під впливом дії ультразвуку (в % до початкової кількості в середовищі)

Експозиція, хв.	Інтенсивність ультразвукової енергії, в вт/см3
4,8	7,2	11,5	14,4	18,6
3	97,5	88,6	88,0	74,0	71,0
6	85,0	75,0	72,0	56,0	52,0
15	65,0	54,0	40,0	22,0	16,0
25	53,0	35,0	21,0	13,0	10,0
40	39,0	20,0	9,0	5,0	3,4
60	21,0	10,0	0,4	0,1	0,08

1.5.  Повітря

Розвиток, розмноження, пересування мікроорганізмів здійснюються з витратою певної кількості енергії. Цю енергію мікроорганізми отримують в процесі дихання. Сутність дихання мікробів полягає в окисленні або розщепленні складних органічних сполук до більш простих речовин з виділенням теплової енергії, яку й використовують мікроорганізми для синтезу складних органічних сполук в своїй клітині. Способи отримання енергії у мікрофлори різняться.

За типом дихання мікроби поділяються на декілька наступних груп – аероби та анаероби.

Аероби - мікроорганізми, які для дихання та отримання енергії потребують вільний кисень з повітря, тобто, окислюють органічні речовини з використанням газоподібного кисню повітря.

Анаероби - мікроорганізми, які для дихання не потребують вільного кисню з повітря, і отримують енергію шляхом розщеплення харчових речовин без доступу кисню з повітря.

В свою чергу анаеробні мікроорганізми поділяють на облігатні та факультативні.

Облігатні (безумовні, строгі) анаероби - це анаеробні мікроорганізми, для яких кисень не тільки не потрібен, але і шкідливий. Свою життєдіяльність облігатні анаероби проявляють тільки при відсутності кисню повітря.

Факультативні (умовні) анаероби – це анаеробні мікроорганізми, які можуть жити як при наявності повітря, так і без нього.

Аероби окислюють в процесі дихання найчастіше вуглеводи, але можуть використовувати також білки, жири, органічні кислоти та ін.