ВАРИАНТ 11
Оглавление
1. Значение влажности и давления для жизнедеятельности микроорганизмов. Влияние различных видов излучения на микроорганизмы.. 3
2. Санитарно-показательные микроорганизмы. Их характеристика. Условно-патогенные микроорганизмы. Их характеристика. 7
3. Сущность и химизм процесса разрушения жиров микроорганизмами. Укажите наиболее активных разрушителей жиров. 10
Список литературы.. 12
1. Значение влажности и давления для жизнедеятельности микроорганизмов. Влияние различных видов излучения на микроорганизмы
На жизнедеятельность микроорганизма влияют различные факторы: влага, давление, различные виды излучения.
Влияние влажности на жизнедеятельность микроорганизмов. Для жизнедеятельности микроорганизмов необходима влага, так как многие питательные вещества могут проникнуть в клетку только в растворенном состоянии. Микроорганизмы в зависимости от их отношения к влажности среды делятся на гидрофиты (влаголюбивые), мезофиты (средневлаголюбивые) и ксерофиты (сухолюбивые). Большинство бактерий и дрожжей гидрофиты, Многие мицелиальные грибы - мезофиты, но среди них встречаются как гидрофиты, так и ксерофиты. Для бактерий минимальная влажность субстрата, в частности, пищевых продуктов, при которой они еще могут развиваться, составляет 20-30%, для мицелиальных грибов - 11-13% т. е. они могут расти на едва увлажненных субстратах. Многие виды микроорганизмов хорошо переносят высушивание и способны сохраняться в жизнеспособном, хотя и не активном состоянии в течение длительного времени. Хуже переносят высушивание водные и патогенные микроорганизмы. В естественных условиях микроорганизмы в почве часто развиваются периодически в зависимости от влажности. Они приспособились к длительным периодам высушивания, и даже вегетативные клетки могут сохранять жизнеспособность в течение нескольких лет. Это свойство микроорганизмов в настоящее время широко используется при изготовлении сухих бактериальных препаратов. О нем нельзя забывать при пользовании высушенными пищевыми продуктами. В них остаются жизнеспособные микроорганизмы, которые могут перейти в активную стадию при увлажнении продукта. Во избежание порчи продуктов их следует хранить в сухом месте. Значительную роль играет поверхностное натяжение жидкости в водном растворе. Микроорганизмы хорошо приспособлены к поверхностному натяжению воды, которое при 20°С равно 7,27 Н/м2. Применение поверхностно-активных веществ, к которым относится большинство моющих средств, многие спирты и другие соединения, снижает поверхностное натяжение и создает неблагоприятные условия для развития микроорганизмов. Поверхностно-активные вещества, содержащиеся в сточных водах, отрицательно влияют на процессы биологической очистки. [1]
Давление. Для жизнедеятельности микроорганизмов большое значение имеет осмотическое давление среды, которое определяется концентрацией растворённых в ней веществ. В естественных средах обитания (воде, почве) микроорганизмы встречаются с различным содержанием растворенных веществ, а следовательно, и с различным осмотическим давлением, Например, в воде пресных водоемов осмотическое давление значительно ниже, чем в соленых и т. п.
В зависимости от среды обитания внутриклеточное осмотическое давление у различных микроорганизмов колеблется в широких пределах. У многих бактерий, в том, числе у возбудителей порчи пищевых продуктов, оно составляет 0,5 - 1,5Мпа, у почвенных бактерий - 5-8Мпа, у обитателей соленых озер и солончаковых почв - 10 МПа, у некоторых мицелиальных грибов (рода Aspergillus) оно достигает 20-25 МПпа. Осмотическое давление внутри клетки микроорганизма несколько выше, чем во внешней среде. Это является условием нормальной жизнедеятельности организмов. Поддержание клетками оптимального для жизнедеятельности данного микроорганизма осмотического давления происходит благодаря их способности к осморегуляции. В результате осморегуляции сохраняется его жизнеспособность, даже если осмотическое давление во внешней среде колеблется в относительно широких пределах.
Функцию осморегуляции осуществляет механизм активного транспорта веществ. Изменение привычной концентрации среды, а, следовательно, и осмотического давления субстрата может привести к нарушению обмена веществ в клетках микроорганизмов, к приостановке их жизнедеятельности, а иногда и к их гибели.
Одни микроорганизмы могут расти в очень разбавленных растворах, другие - даже в насыщенных растворах поваренной соли. Микроорганизмы, способные существовать в субстратах с высоким осмотическим давлением, называют осмофшами. Большинство природных сред обитания с высоким осмотическим давлением содержит высокие концентрации солей (особенно NaCl).[2]
Поверхностная мембрана клетки избирательно пропускает растворенные в воде вещества. Вода проходит через мембрану с большой легкостью. Если клетку поместить в раствор солей, концентрация которого выше концентрации солей внутри клетки, то вода из клетки начнет переходить в окружающую среду. Этот процесс, который называется осмосом, будет продолжаться до тех пор, пока осмотическое давление внутри и снаружи клетки не выровняется. Потеря растительной клеткой воды, из вакуоли приводит к тому, что протопласт внутри клетки сокращается и отстает от оболочки. Это явление носит название плазмолиза, Плазмолиз может привести к гибели клетки.
Большинство гнилостных бактерий прекращают свое развитие в 5—10 %-ном растворе хлористого натрия. Этим широко пользуются для консервирования пищевых продуктов. Существуют бактерии, приспособившиеся к условиям повышенной концентрации поваренной соли в растворе. Это специфические бактерии, развивающиеся в тузлуках (рассолах) и способные выдерживать концентрацию соли до 25—30 %, а также бактерии, живущие в солончаках.
Многие бактерии способны до некоторой степени приспосабливаться к изменению осмотического давления. Защитный механизм заключается в повышении осмотического давления внутри клетки или за счет проникающих в клетку минеральных солей, или в результате гидролиза резервных веществ цитоплазмы.
При помещении клетки в раствор дистиллированной воды наблюдается обратный процесс: молекулы воды устремляются внутрь клетки. Давление на оболочку изнутри возрастает, клетка разбухает. Это явление носит название плазмоптиза. Плазмоптиз может привести к разрыву оболочки и к гибели клетки.
Слишком повышенная концентрация солей, и вода, полностью лишенная солей, малопригодны для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов.
Влияние лучистой энергии. Лучистой называется энергия, распространяющаяся в пространстве с помощью электромагнитных волн. Наиболее длинноволновая часть ее — инфракрасные лучи—оказывает тепловое воздействие, но химических превращений не вызывает. Видимая часть спектра используется всеми фотосинтезирующими организмами, в том числе бактериями, в качестве источника энергии при фотосинтезе. Солнечные лучи — основной источник энергии для синтеза органического вещества на Земле. Недостаток излучения в видимой части спектра может служить препятствием для роста фотосинтезирующих микроорганизмов.
Коротковолновая часть спектра представлена ультрафиолетовым и ионизирующим излучением.
Ультрафиолетовые лучи имеют низкую проникающую способность, но они губительно действуют на нуклеиновые кислоты и белки клетки. Особенно сильным действием обладает излучение с длиной волны 260 ммк. Именно эту длину волны хорошо поглощают нуклеиновые кислоты. Изменения, вызванные действием ультрафиолетовых лучей, если не приводят к гибели клетки, то передаются по наследству, что также свидетельствует об их способности воздействовать на нуклеиновые кислоты. Действие видимых лучей ослабляет воздействие ультрафиолетового излучения и даже способно до некоторой степени восстанавливать повреждения, вызванные ультрафиолетовыми лучами. Это явление носит название реактивации. [3]
Ультрафиолетовые лучи используются для стерилизации воздуха в помещениях медицинских учреждений, лабораторий, складов пищевых продуктов. В процессе эволюции у микроорганизмов, обычно подвергающихся воздействию солнечной радиации, выработались приспособления, направленные на защиту от воздействия ультрафиолетовых лучей. К таким приспособлениям относятся пигменты. Большинство бактерий, находящихся в воздухе, имеют пигменты. Пигментированы и вес фотосинтезирующие бактерии.
Ионизирующие излучения, к которым относятся электромагнитное, потоки - частиц, электронов, позитронов и других частиц, обладают высокой проникающей способностью и губительно действуют на живые организмы. При более слабом воздействии они вызывают мутации в клетке. Механизм действия ионизирующих излучений связывают с тем, что под их влиянием в клетке образуется большое количество свободных радикалов, обладающих высокой реакционной способностью и поэтому вызывающих разрушительные химические изменения в нуклеиновых кислотах и других компонентах клетки. Изменения, вызванные ионизирующими излучениями, могут проявиться в последующих поколениях клеток. Они необратимы.
Ряд микроорганизмов обладает защитными приспособлениями против ионизирующих излучений. Механизм их защитных реакций тщательно изучается с целью изыскания возможности использования его для защиты человека от воздействия радиационного облучения.
2. Санитарно-показательные микроорганизмы. Их характеристика. Условно-патогенные микроорганизмы. Их характеристика
Санитарно-показательными называют микроорганизмы, по которым можно косвенно судить о возможном присутствии патогенов во внешней среде. То есть при их определении исходят из предположения, что чем больше объект загрязнён выделениями человека и животных, тем больше будет СПМ и тем вероятнее присутствие патогенов.
К санитарно-показательным микроорганизмам относятся бактерии группы кишечных палочек, гемолитические стрептококки и стафилококки. Санитарно-показательные микроорганизмы являются постоянными обитателями естественных полостей человека и животных (кишечника, слизистых оболочек, полости рта, верхних дыхательных путей). Попадая во внешнюю среду, они в течение некоторого времени сохраняются в ней жизнеспособными. Обнаружение этих бактерий в исследуемых объектах служит показателем их загрязнения выделениями человеческого организма и возможности наличия патогенных микроорганизмов возбудителей дизентерии, брюшного тифа, паратифов и т. п. Группа кишечных палочек относится к семейству Enterobacteriaceae, которое включает три рода: Es-cheriehia, Citrobacter u Enterobacter. Бактерии, относящиеся к этим родам, очень сходны между собой по морфологическим и биологическим свойствам. Однако биохимические их свойства несколько отличаются. Бактерии родов Citrobacter u Enterobacter встречаются в кишечнике животных, но чаще в почве, на растениях. Поэтому их выявление недостаточно показательно для оценки фекального загрязнения. Бактерии рода Es-cherichia являются типичными обитателями кишечника человека и теплокровных животных. В зависимости от целей исследования в качестве индикаторного микроорганизма принимают только типичную Е. coli или представителей всей кишечной группы (БГКП). При санитарно-гигиенической оценке того или иного объекта» (пищевого продукта, воды и т. д.) необходимо не только установить присутствие кишечных папочек, но и определить их количество. Для этого определяют титр кишечных палочек (коли-титр) или индекс кишечных палочек (коли-индекс). При санитарно-гигиенической оценке почвы, кроме бактерий кишечной группы, определяют количество сапрофитных бактерий, развивающихся в огромных количествах в почвах, содержащих гниющие продукты распада растительных и животных организмов. Для того чтобы повысить надежность контроля пищевых продуктов, в число санитарно-показательных микроорганизмов иногда включают С. perfringens и энтерококки, являющиеся также представителями нормальной микрофлоры кишечника. При оценке санитарного состояния воздуха, различных объектов окружающей среды, кулинарных изделий санитарно-показательными микроорганизмами служат стрептококки и стафилококки. Это постоянные обитатели слизистых оболочек верхних дыхательных путей человека (носа, зева) и при кашле, чихании и разговоре поступают в окружающую среду. Стрептококки отличаются большой устойчивостью. На предметах окружающей среды, в пыли они сохраняют жизнеспособность в течение нескольких суток. Стафилококки также устойчивы к воздействию неблагоприятных факторов. Источниками загрязнения патогенными стрептококками и стафилококками являются больные люди, страдающие хронической инфекцией, но могут быть источником и здоровые люди — носители. Обнаружение гемолитических стрептококков и патогенных стафилококков в воздухе, на объектах окружающей среды свидетельствует о загрязнении их людьми воздушно-капельным путем. [4]
Санитарно-показательное значение имеет также общая обсемененность пищевых продуктов микроорганизмами. Так, для оценки качества сырья, полуфабрикатов, вспомогательных материалов, воды, применяемой на технологические нужды в пищевой промышленности, применяют показатель общей бактериальной обсемененности. Чем больше обсемененность, тем более вероятность попадания в объект потенциально опасных микроорганизмов — патогенных или возбудителей порчи.
Характеристики санитарно-показательных микроорганизмов:
- Санитарно-показательный микроорганизм должен постоянно обитать в естественных полостях человека и животных и постоянно выделяться во внешнюю среду.
- Санитарно-показательный микроорганизм не должен размножаться во внешней среде (исключая пищевые продукты), или его репродукция носит незначительный и кратковременный характер.
- Длительность выживания и устойчивость санитарно-показательных микроорганизмов во внешней среде должна быть не меньше, а даже несколько больше, чем у патогенных микроорганизмов.
- У санитарно-показательных микроорганизмов не должно быть во внешней среде «двойников» или аналогов, с которыми их можно перепутать.
- Санитарно-показательный микроорганизм не должен изменяться во внешней среде, во всяком случае в сроки выживания патогенных микроорганизмов.
- Методы идентификации и дифференциации санитарно-показательных микроорганизмов должны быть простыми.
Условно-патогенные микроорганизмы - большая группа разнородных по систематическому положению микробов, которые вступают с организмом человека в одних случаях в отношения симбиоза, комменсализма и (или) нейтрализма, в другом в конкурентные отношения, нередко приводящие к развитию заболевания.
Условно-патогенные микроорганизмы, как правило, лишены болезнетворных свойств и не вызывают инфекционных заболеваний у здорового человека. Они нередко колонизируют кожу и слизистые оболочки, но способны и к длительному существованию во внешней среде. Условно-патогенные микробы вызывают поражения после пассивного переноса во внутреннюю среду организма (например, при нарушении целостности анатомических барьеров). Поскольку эти микроорганизмы лишены тропности к тем или иным тканям, то заболевания не имеют выраженной специфичности и больше зависят от степени поражения органа, чем от патогенных свойств возбудителя. Важные условия их развития — массивность инфицирования и нарушения сопротивляемости организма. Чем более выражены эти нарушения, тем более широкий спектр микроорганизмов способен вызывать инфекционные поражения.[5]
В современной патологии человека большее значение имеют представители родов Escherichia, Proteus, Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Staphylococcus, Streptococcus, Peptococcus, Peptostreptococcus, Haemophilus, Pseudomonas, Acinetobacter, Moraxella, Vibrio, Bacteroides, Fusiformis, Clostridium, Bacillus, Mycobacterium, Treponema, Candida, Cryptococcus, Aspergillus и др. Большинство видов У.-п. м. являются нормальными обитателями кожи и слизистых оболочек тела человека, причем отмечаются у всех или многих людей и в больших количествах, не оказывая на здоровый организм патогенного влияния. Они часто обнаруживаются в воде, почве, пищевых продуктах, на предметах и др. объектах внешней среды, что связано с их массовым выделением из организма хозяина, способностью переживать относительно долгое время во внешней среде, а при определенных условиях и размножаться в ней.
К условно-патогенным микроорганизмам желудочно-кишечного тракта относится практически все семейство Enterobacteriaceae. Сюда входят клебсиелла пневмония, энтеробактеры (аэрогенес и клоацеа), цитробактер фреунди, протеи. Предельно допустимой нормой для семейства энтеробактерий в ЖКТ является показатель в 1000 микробных единиц. Из семейства стафилококков в кишечнике обитают на постоянной основе негемолитические формы стафилококка, количество которого может достигать в норме 10 000 микроорганизмов на 1 гкала.
3. Сущность и химизм процесса разрушения жиров микроорганизмами. Укажите наиболее активных разрушителей жиров
Различные физико-химические факторы, а также микроорганизмы, могут вызывать разложение и порчу жиров.
По сравнению со многими другими пищевыми продуктами чистые жиры и масла значительнее подвержены порче в результате химических превращений, чем в результате жизнедеятельности организмов. Это связано с тем, что микроорганизмы содержат недостаточное количество ферментов, расщепляющих жиры.[6]
Начальной стадией разрушения жиров является их гидролиз (омыление) на глицерин и жирные кислоты. Этот процесс легко происходит при высокой температуре под действием щелочей или кислот. Под влиянием ферментов (липаз) гирдолиз протекает при обычной температуре. Омыление жиров при воздействии ферментов происходит, например, во время переваривания жиров в пищеварительном тракте животных. Ферменты, разрушающие жиры, вырабатываются многими микроорганизмами.
Образовавшиеся в результате гидролитического расщепления глицерин и жирные кислоты затем подвергаются дальнейшему разрушению. Наиболее легко разрушается глицерин, служащий для многих микроорганизмов источником углерода. Разрушение глицерина может происходить в аэробных и анаэробных условиях.
Жирные кислоты менее подвержены разрушению, однако и они постепенно окисляются, преимущественно в аэробных условиях. Конечной стадией разрушения глицерина и жирных кислот является их минерализация, сопровождающаяся образованием углекислого газа и воды.
Наиболее активно разлагают жиры некоторые пигментные и флуоресцирующие бактерии, микрококки и актиномицеты, а также плесневые грибы, особенно оидиум лактис и многие виды из родов аспергиллус и пенициллиум.
Разложение жиров микроорганизмами в почве и воде происходит постоянно, оно является составной частью общего круговорота веществ в природе.
Порча пищевых жиров микробами нередко наносит большой ущерб. Развитию в жирах микроорганизмов способствует наличие в них воды и органических примесей. Поэтому чем меньше влаги содержится в жире и чем полнее он очищен от примесей, тем лучше сохраняется. [7]
Возбудителями процессов разложения жира и жирных кислот являются разные бактерии и плесневелые грибы. Среди бактерий к возбудителям процессов разложения относятся роды Bacillus, Pseudomonas, Micrococcus, Serratia, Proteus и Achromobacter. Все эти бактерии, кроме липаз, синтезируют и другие ферменты, расщепляющие белки и углеводы, поэтому они встречаются во многих пищевых продуктах. Психрофильные роды Pseudomonas и Achromobacter являются причиной порчи пищевых продуктов, содержащих жиры.
Из плесневелых грибов значительной липолитической активностью обладают виды Odium lactis, Cladosporium herbarum, Candida lipolitica, Aspergillus, Penicillium, Fusarium и другие. Так как они менее требовательны к влажности, чем другие плесневелые грибы, они играют большую роль при разрушении жиров и масел, а также пищевых продуктов с большим содержанием жиров, таких, как орехи, майонезы, хлебобулочные изделия, масличные семена и другие, нанося большой ущерб.
Для повышения стойкости продукта к прогорканию, особенно при длительном хранении, используют холод. Для маргаринов разработаны специальные пастеризационные установки. В майонезы, которые особенно легко разрушаются бактериями, дрожжами гифомицетами, допускается в ограниченном количестве добавление химических консервантов (бензойной кислоты и её дериватов). Благоприятные условия создаёт герметичная упаковка, так как разрушающие жир микроорганизмы являются в основном аэробами.
Список литературы
1. Биология: Энциклопедия/Под ред. . – М.:БРЭ, 2003. -864 с.
2. Брилевский продовольственных товаров: Учебник. –М.: Дашков и К*, 2000-427 с.
3. , Минеева . – М.: Изд-во Московского университета, 2003.
4. , Козьмина , санитария и гигиена пищевых продуктов.-Практикум. М.: Изд-во Гелан, 2001.
5. , Педенко к лабораторным занятиям по микробиологии. М.: Экономика, 2010.-128 с.
6. Мудрецова-, , Дедюхина , санитария и гигиена. – М.: Деловая литература, 2001.- 388 с.
7. , , Переверзева по микробиологии. Тула.: Дрофа, 2004.-249 с.
[1] , Козьмина , санитария и гигиена пищевых продуктов.-Практикум. М.: Изд-во Гелан, 2001.
[2] , Педенко к лабораторным занятиям по микробиологии. М.: Экономика, 2010.-128 с.
[3] , , Переверзева по микробиологии. Тула.: Дрофа, 2004.-249 с.
[4] Мудрецова-, , Дедюхина , санитария и гигиена. – М.: Деловая литература, 2001.- 388 с.
[5] Биология: Энциклопедия/Под ред. . – М.:БРЭ, 2003. -864 с.
[6] , Минеева . – М.: Изд-во Московского университета, 2003.
[7] Брилевский продовольственных товаров: Учебник. –М.: Дашков и К*, 2000-427 с.
