Изменение условий внешней среды оказывает воздействие на жизнедеятельность микроорганизмов. Физические, химические, биологические факторы среды могут ускорять или подавлять развитие микробов, могут изменять их свойства или даже вызывать гибель.
К факторам среды, оказывающим наиболее заметное действие на микроорганизмы, относятся влажность, температура, кислотность и химический состав среды, действие света и других физических факторов.
Влажность. Микроорганизмы могут жить и развиваться только в среде с определенным содержанием влаги. Вода необходима для всех процессов обмена веществ микроорганизмов, для нормального осмотического давлении в микробной клетке, для сохранения ее жизнеспособности. У различных микроорганизмов потребность в воде не одинакова. Бактерии относятся в основном к влаголюбивым, при влажности среды ниже 20 % их рост прекращается. Для плесеней нижний предел влажности среды составляет 15 %, а при значительной влажности воздуха и ниже.
Оседание водяных паров из воздуха на поверхность продукта способствует размножению микроорганизмов. При снижении содержания воды в среде рост микроорганизмов замедляется и может совсем прекращаться. Поэтому сухие продукты могут храниться значительно дольше продуктов с высокой влажностью. Сушка продуктов позволяет сохранять продукты при комнатной температуре без охлаждения.
Некоторые микробы очень устойчивы к высушиванию, некоторые бактерии и дрожжи в высушенном состоянии могут сохраняться до месяца и более. Споры бактерий и плесневых грибов сохраняют жизнеспособность при отсутствии влаги десятки, а иногда и сотни лет.
Температура. Температура — важнейший фактор для развития микроорганизмов. Для каждого из микроорганизмов существует минимум, оптимум и максимум температурного режима для роста. По этому свойству микробы подразделяются на три группы:
• психрофилы — микроорганизмы, хорошо растущие при низких температурах с минимумом при -10—0 о С, оптимумом при 10-15 о С;
• мезофилы — микроорганизмы, для которых оптимум роста наблюдается при 25—35 о С, минимум — при 5—10 о С, максимум — при 50-60 °С;
• термофилы — микроорганизмы, хорошо растущие при относительно высоких температурах с оптимумом роста при 50-65 °С, максимумом — при температуре более 70 о С.
Большинство микроорганизмов относится к мезофилам, для развития которых оптимальной является температура 25-35 °С. Поэтому хранение пищевых продуктов при такой температуре приводит к быстрому размножению в них микроорганизмов и порче продуктов. Некоторые микробы при значительном накоплении в продуктах способны привести к пищевым отравлениям человека. Патогенные микроорганизмы, т.е. вызывающие инфекционные заболевания человека, также относятся к мезофилам.
Низкие температуры замедляют рост микроорганизмов, но не убивают их. В охлажденных пищевых продуктах роет микроорганизмов замедленно, но продолжается. При температуре ниже О о С большинство микробов прекращают размножаться, т.е. при замораживании продуктов рост микробов останавливается, некоторые из них постепенно отмирают. Установлено, что при температуре ниже О о С большинство микроорганизмов впадают в состояние, похожее на анабиоз, сохраняют свою жизнеспособность и при повышении температуры продолжают свое развитие. Это свойство микроорганизмов следует учитывать при хранении и дальнейшей кулинарной обработке пищевых продуктов. Например, в замороженном мясе могут длительно сохраняться сальмонеллы, а после размораживания мяса они в благоприятных условиях быстро накапливаются до опасного для человека количества.
При воздействии высокой температуры, превышающей максимум выносливости микроорганизмов, происходит их отмирание. Бактерии, не обладающие способностью образовывать споры, погибают при нагревании во влажной среде до 60-70 °С через 15-30 мин, до 80—100 о С — через несколько секунд или минут. У спор бактерий термоустойчивость значительно выше. Они способны выдерживать 100 °С в течение 1—6 ч, при температуре 120—130 °С споры бактерий во влажной среде погибают через 20—30 мин. Споры плесеней менее термостойки.
Тепловая кулинарная обработка пищевых продуктов в общественном питании, пастеризация и стерилизация продуктов в пищевой промышленности приводят к частичной или полной (стерилизация) гибели вегетативных клеток микроорганизмов.
При пастеризации пищевой продукт подвергается минимальному температурному воздействию. В зависимости от температурного режима различают низкую и высокую пастеризацию.
Низкая пастеризация проводится при температуре, не превышающей 65—80 о С, не менее 20 мин для большей гарантии безопасности продукта.
Высокая пастеризация представляет собой кратковременное (не более 1 мин) воздействие на пастеризуемый продукт температуры выше 90 °С, которая приводит к гибели патогенной неспороносной микрофлоры и в то же время не влечет за собой существенных изменений природных свойств пастеризуемых продуктов. Пастеризованные продукты не могут храниться без холода.
Стерилизация предусматривает освобождение продукта от всех форм микроорганизмов, в том числе и спор. Стерилизация баночных консервов проводится в специальных устройствах — автоклавах (под давлением пара) при температуре 110—125 о С в течение 20—60 мин. Стерилизация обеспечивает возможность длительного хранения консервов. Молоко стерилизуется методом ультравысокотемпературной обработки (при температуре выше 130 °С) в течение нескольких секунд, что позволяет сохранить все полезные свойства молока.
Реакция среды. Жизнедеятельность микроорганизмов зависит от концентрации водородных (Н’) или гидроксильных (ОН
) ионов в субстрате, на котором они развиваются. Для большинства бактерий наиболее благоприятна нейтральная (рН около 7) или слабощелочная среда. Плесневые грибы и дрожжи хорошо растут при слабокислой реакции среды. Высокая кислотность среды (рН ниже 4,0) препятствует развитию бактерий, однако плесени могут продолжать расти и в более кислой среде. Подавление роста гнилостных микроорганизмов при подкислении среды имеет практическое применение. Добавление уксусной кислоты используется при мариновании продуктов, что препятствует процессам гниения и позволяет сохранить продукты.
Образующаяся при квашении молочная кислота также подавляет рост гнилостных бактерий.
Концентрация соли и сахара. Поваренная соль и сахар издавна используются для повышения стойкости продуктов к микробной порче и лучшей сохранности пищевых продуктов. Повышение содержания растворенных веществ (соли или сахара) в питательной среде сказывается на величине осмотического давления внутри микроорганизмов, вызывает их обезвоживание. При повышении концентрации поваренной соли в субстрате более 3—4 % размножение многих, в том числе гнилостных, микроорганизмов замедляется, при концентрации более 7—12% прекращается.
Некоторые микроорганизмы нуждаются для своего развития в высоких концентрациях соли (20 % и выше). Их называют солелюбивыми, или галофилами. Они могут вызывать порчу соленых продуктов.
Высокие концентрации сахара (выше 55—65 %) прекращают размножение большинства микроорганизмов, это используетея при приготовлении из плодов и ягод варенья, джема или повидла. Однако эти продукты тоже могут подвергаться порче в результате размножения осмофильных плесеней или дрожжей.
Свет. Некоторым микроорганизмам свет необходим для нормального развития, но для большинства из них он губителен. Ультрафиолетовые лучи солнца обладают бактерицидным действием, т. е. при определенных дозах облучения приводят к гибели микроорганизмов. Бактерицидные свойства ультрафиолетовых лучей ртутно-кварцевых ламп используют для дезинфекции воздуха, воды, некоторых пищевых продуктов. Инфракрасные лучи тоже могут вызвать гибель микробов за счет теплового воздействия. Воздействие этих лучей применяют при тепловой обработке продуктов. Негативное воздействие на микроорганизмы могут оказывать электромагнитные поля, ионизирующие излучения и другие физические факторы среды.
Химические факторы. Некоторые химические вещества способны оказывать на микроорганизмы губительное действие. Химические вещества, обладающие бактерицидным действием, называют антисептиками. К ним относятся дезинфицирующие средства (хлорная известь, гипохлориты и др.), используемые в медицине, на предприятиях пищевой промышленности и общественного питания.
Некоторые антисептики применяются в качестве пищевых добавок (сорбиновая и бензойная кислоты и др.) при изготовлении соков, икры, кремов, салатов и других продуктов.
Биологические факторы. Между различными микроорганизмами могут устанавливаться разные взаимоотношения: симбиоз — взаимовыгодные отношения; метабиоз — жизнедеятельность одного за счет другого без принесения вреда; паразитизм — жизнедеятельность одного за счет другого с причинением ему вреда; антагонизм — один из видов микроорганизмов угнетает развитие другого,
что может привести к гибели микробов. Например, развитие молочнокислых бактерий угнетает рост гнилостных, эти антагонистические взаимоотношения используют при квашении овощей или для поддержания нормальной микрофлоры в кишечнике человека.
Антагонистические свойства некоторых микроорганизмов объясняются способностью их выделять в окружающую среду вещества, обладающие антимикробным (бактериостатическим, бактерицидным или фунгицидным) действием, — антибиотики.
Антибиотики продуцируются в основном грибами, реже бактериями, они оказывают свое специфическое действие на определенные виды бактерий или грибов (фунгицидное действие). Антибиотики применяются в медицине (пенициллин, левомицетин, стрептомицин и др.), в животноводстве в качестве кормовой добавки, в пищевой промышленности для консервирования пищевых продуктов (низин).
Антибиотическими свойствами обладают фитонциды — вещества, обнаруженные во многих растениях и пищевых продуктах (лук, чеснок, редька, хрен, пряности и др.). К фитонцидам относятся эфирные масла, антоцианы и другие вещества. Они способны вызывать гибель патогенных микроорганизмов и гнилостных бактерий.
В яичном белке, рыбной икре, слезах, слюне содержится лизоцим — антибиотическое вещество животного происхождения.
1. Значение влажности среды для жизнедеятельности микробов.
2. Влияние температуры среды на жизнедеятельность микроорганизмов.
3. Какие микроорганизмы называют психрофилами, мезофилами и термофилами?
4. Значение рН среды для жизнедеятельности микробов.
5. Влияние концентрации соли и сахара на жизнедеятельность микробов.
6. Каково воздействие света на микроорганизмы?
7. Как влияют на микроорганизмы антисептики, антибиотики и другие вещества?
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Студент — человек, постоянно откладывающий неизбежность. 10175 — 
| 7214 — 
или читать все.
85.95.189.26 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
источник
СОЛЬ :Поваренная соль и сахар издавна используются для повышения стойкости продуктов к микробной порче и лучшей сохранности пищевых продуктов.
Повышение содержания растворенных веществ (соли или сахара) в питательной среде сказывается на величине осмотического давления внутри микроорганизмов, вызывает их обезвоживание. При повышении концентрации поваренной соли в субстрате более 3-4 % размножение многих, в том числе гнилостных, микроорганизмов замедляется, при концентрации более 7-12% — прекращается.
Некоторые микроорганизмы нуждаются для своего развития в высоких концентрациях соли (20 % и выше). Их называют солелюбивыми, или галофилами. Они могут вызывать порчу соленых продуктов.
рН : Жизнедеятельность микроорганизмов зависит от концентрации водородных (Н+) или гидроксильных (ОН-) ионов в субстрате, на котором они развиваются. Для большинства бактерий наиболее благоприятна нейтральная (рН около 7) или слабощелочная среда. Плесневые грибы и дрожжи хорошо растут при слабокислой реакции среды. Высокая кислотность среды (рН ниже 4,0) препятствует развитию бактерий, однако плесени могут продолжать расти и в более кислой среде. Подавление роста гнилостных микроорганизмов при подкислении среды имеет практическое применение. Добавление уксусной кислоты используется при мариновании продуктов, что препятствует процессам гниения и позволяет сохранить продукты. Образующаяся при квашении молочная кислота также подавляет рост гнилостных бактерий.
АКТИВНГОСТЬ ВОДЫ: Микроорганизмы могут жить и развиваться только в среде с определенным содержанием влаги. Вода необходима для всех процессов обмена веществ микроорганизмов, для нормального осмотического давления в микробной клетке, для сохранения ее жизнеспособности. У различных микроорганизмов потребность в воде не одинакова. Бактерии относятся в основном к влаголюбивым, при влажности среды ниже 20 % их рост прекращается. Для плесеней нижний предел влажности среды составляет 15%, а при значительной влажности воздуха и ниже. Оседание водяных паров из воздуха на поверхность продукта способствует размножению микроорганизмов.
При снижении содержания воды в среде рост микроорганизмов замедляется и может совсем прекращаться. Поэтому сухие продукты могут храниться значительно дольше продуктов с высокой влажностью. Сушка продуктов позволяет сохранять продукты при комнатной температуре без охлаждения.
Некоторые микробы очень устойчивы к высушиванию, некоторые бактерии и дрожжи в высушенном состоянии могут сохраняться до месяца и более. Споры бактерий и плесневых грибов сохраняют жизнеспособность при отсутствии влаги десятки, а иногда и сотни лет.
Все организмы, живущие на Земле, находятся под действием силы земного тяготения. Влияет ли этот фактор на развитие бактерий, остается неясным. В космическо-биологических исследования последних лет для выяснения этого вопроса были предприняты специальные эксперименты. В частности, наблюдали за развитием бактерий, находящихся в условиях микрогравитации. Теоретически невесомость на микроорганизмы может влиять через перераспределение внутриклеточных частиц или в результате изменения взаимодействия между клетками популяции в жидкой среде. Изменения величины массовых сил может оказать заметное влияние на внутриклеточные процессы только для клеток, размеры которых превышают 10 мкм. На клетки бактерий, диаметр которых у подавляющего большинства форм меньше 10 мкм, невесомость может влиять, изменяя лишь скорость их осаждения в жидкой среде. Бактерии, плотность которых несколько больше плотности воды, в водной среде находится в состоянии, близком к невесомости. Взвешенные в водной среде бактерии все же постепенно оседают. Некоторые аэробные бактерии, выращиваемые без перемешивания, в невесомости росли лучше, видимо, благодаря меньшему оседанию на дно сосуда. Кроме того, в условиях космического полета наблюдалось некоторое увеличение частоты передачи поздних маркеров при конъюгации у кишечной палочки, т.е. образовавшиеся пары были более стабильны. Доказательств возможности прямого влияния силы гравитации на бактериальные клетки пока не получено.
СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ: Биосфера Земли длительное время рассматривалась как изолированная самоорганизующаяся система, подчиненная лишь своим внутренним законам. А. Л. Чижевский в своей книге «Земное эхо солнечных бурь» в понятие внешней среды включил космический фактор — процессы, происходящие на Солнце и в околоземном пространстве. Влияние этого фактора определялось сопоставлением различных биологических явлений с солнечным циклом. Первые надежные данные по эпидемиям были получены А. Л. Чижевским, обращавшим очень большое внимание на тщательность статистической обработки, которая играет в этом круге вопросов определяющую роль. Например, при изучении эпидемий гриппа учитывались только массовые эпидемии и пандемии, близко следующие эпидемии объединялись (рассматривались как волны одной эпидемии), учитывался именно год начала эпидемии. Разработанный А. Л. Чижевским метод «наложения эпох» позволил, усреднив случайные величины, выявить статистические закономерности. Сущность его видна из графика, приведенного на рис. 12 (принадлежащем А. Л. Чижевскому). На оси абсцисс отложены годы. За начало отсчета принят год максимума солнечной активности; справа — последующие годы до минимума солнечной активности; слева — годы от минимума до максимума. Кривая (1) соответствует средним значениям чисел Вольфа W за 100 лет от 1823 до 1923 года, усредненным по соответствующим годам в каждом цикле. Точки кривой (2) соответствуют усредненным числам N заболеваемости холерой в России.
Данные, полученные А. Л. Чижевским и другими исследователями, показали, что наряду с эпидемиями холеры, подобные статистические кривые характерны и для ряда других эпидемий, например, чумы, скарлатины, дифтерии, брюшного и сыпного тифа, малярии, цереброспинального менингита. Однако имеется целый ряд заболеваний, максимумы распространения которых приходятся и на другие фазы активности Солнца. Так, хотя период гриппозных эпидемий в среднем и составляет 11,3 года, моменты начала эпидемий колеблются относительно максимума кривой для чисел Вольфа на 2—3 года (т. е. имеется две волны эпидемии, которые начинаются на перегибах кривой активности Солнца). На этой основе делались даже небезуспешные попытки предсказания сроков гриппозных эпидемий.
Имеются данные ряда авторов о том, что максимумы всех кривых для онкологических заболеваний (общая заболеваемость, рак пищевода, желудка, гортани, легких, матки, молочной железы, кожи) приходятся на годы, близкие к минимуму солнечной активности. Это говорит о возможном тормозящем влиянии активности Солнца. Аналогичная картина отмечалась и для заболевания глаукомой, которая занимает первое место среди причин слепоты. Наибольшее количество обращений с острым приступом глаукомы приходилось на годы с наименьшей геомагнитной активностью, т. е. возможно существование зависимости декомпенсации глаукоматозного процесса от уровня геомагнитной активности.
МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ: Живые существа чувствуют не только направление магнитного поля, но и его величину. Уменьшение магнитного поля живые организмы переносят плохо. Напомним, что во время магнитных бурь, как было показано выше, происходит существенное уменьшение магнитного поля Земли. Так, если поместить некоторые бактерии в слабое магнитное поле, то их численность резко сокращается. Установлено, что у микроорганизмов, которые находились в условиях без геомагнитного поля, появляются мутантные формы клеток.
источник
Жизнедеятельность микроорганизмов зависит от концентрации водородных (Н + ) или гидроксильных (ОН — ) ионов в субстрате, на котором они развиваются. Для большинства бактерий наиболее благоприятна нейтральная (рН около 7) или слабощелочная среда. Плесневые грибы и дрожжи хорошо растут при слабокислой реакции среды. Высокая кислотность среды (рН ниже 4,0) препятствует развитию бактерий, однако плесени могут продолжать расти и в более кислой среде. Подавление роста гнилостных микроорганизмов при подкислении среды имеет практическое применение. Добавление уксусной кислоты используется при мариновании продуктов, что препятствует процессам гниения и позволяет сохранить продукты. Образующаяся при квашении молочная кислота также подавляет рост гнилостных бактерий.
Поваренная соль и сахар издавна используются для повышения стойкости продуктов к микробной порче и лучшей сохранности пищевых продуктов.
Повышение содержания растворенных веществ (соли или сахара) в питательной среде сказывается на величине осмотического давления внутри микроорганизмов, вызывает их обезвоживание. При повышении концентрации поваренной соли в субстрате более 3-4 % размножение многих, в том числе гнилостных, микроорганизмов замедляется, при концентрации более 7-12% — прекращается.
Некоторые микроорганизмы нуждаются для своего развития в высоких концентрациях соли (20 % и выше). Их называют солелюбивыми, или галофилами. Они могут вызывать порчу соленых продуктов.
Высокие концентрации сахара (выше 55-65 %) прекращают размножение большинства микроорганизмов, это используется при приготовлении из плодов и ягод варенья, джема или повидла. Однако эти продукты тоже могут подвергаться порче в результате размножения осмофильных плесеней или дрожжей.
источник
Жизнедеятельность микроорганизмов зависит от концентрации водородных (Н+) или гидроксильных (ОН-) ионов в субстрате, на котором они развиваются. Для большинства бактерий наиболее благоприятна нейтральная (pH около 7) или слабощелочная среда. Плесневые грибы и дрожжи хорошо растут при слабокислой реакции среды. Высокая кислотность среды (pH ниже 4,0) препятствует развитию бактерий, однако плесени могут продолжать расти и в более кислой среде. Подавление роста гнилостных микроорганизмов при подкислении среды имеет практическое применение. Добавление уксусной кислоты используется при мариновании продуктов, что препятствует процессам гниения и позволяет сохранить продукты. Образующаяся при квашении молочная кислота также подавляет рост гнилостных бактерий.
Поваренная соль и сахар издавна используются для повышения стойкости продуктов к микробной порче и лучшей сохранности пищевых продуктов.
Повышение содержания растворенных веществ (соли или сахара) в питательной среде сказывается на величине осмотического давления внутри микроорганизмов, вызывает их обезвоживание. При повышении концентрации поваренной соли в субстрате более 3—4 % размножение многих, в том числе гнилостных, микроорганизмов замедляется, при концентрации более 7—12 % — прекращается.
Некоторые микроорганизмы нуждаются для своего развития в высоких концентрациях соли (20 % и выше). Их называют солелюбивыми, или галофилами. Они могут вызывать порчу соленых продуктов.
Высокие концентрации сахара (выше 55—65 %) прекращают размножение большинства микроорганизмов, это используется при приготовлении из плодов и ягод варенья, джема или повидла. Однако эти продукты тоже могут подвергаться порче в результате размножения осмофильных плесеней или дрожжей.
Свет. Некоторым микроорганизмам свет необходим для нормального развития, но для большинства из них он губителен. Ультрафиолетовые лучи солнца обладают бактерицидным действием, т. е. при определенных дозах облучения приводят к гибели микроорганизмов. Бактерицидные свойства ультрафиолетовых лучей ртутно-кварцевых ламп используют для дезинфекции воздуха, воды, некоторых пищевых продуктов. Инфракрасные лучи тоже могут вызвать гибель микробов за счет теплового воздействия. Воздействие этих лучей применяют при тепловой обработке продуктов. Негативное воздействие на микроорганизмы могут оказывать электромагнитные поля, ионизирующие излучения и другие физические факторы среды.
Химические факторы. Некоторые химические вещества способны оказывать на микроорганизмы губительное действие. Химические вещества, обладающие бактерицидным действием, называют антисептиками. К ним относятся дезинфицирующие средства (хлорная известь, гипохлориты и др.), используемые в медицине, на предприятиях пищевой промышленности и общественного питания.
Некоторые антисептики применяются в качестве пищевых добавок (сорбиновая и бензойная кислоты и др.) при изготовлении соков, икры, кремов, салатов и других продуктов.
Биологические факторы. Между различными микроорганизмами могут устанавливаться разные взаимоотношения: симбиоз — взаимовыгодные отношения; метабиоз — жизнедеятельность одного за счет другого без принесения вреда; паразитизм— жизнедеятельность одного за счет другого с причинением ему вреда; антагонизм — один из видов микроорганизмов угнетает развитие другого, что может привести к гибели микробов. Например, развитие молочнокислых бактерий угнетает рост гнилостных, эти антагонистические взаимоотношения используют при квашении овощей или для поддержания нормальной микрофлоры в кишечнике человека.
Антагонистические свойства некоторых микроорганизмов объясняются способностью их выделять в окружающую среду вещества, обладающие антимикробным (бактериостатическим, бактерицидным или фунгицидным) действием, — антибиотики. Антибиотики продуцируются в основном грибами, реже бактериями, они оказывают свое специфическое действие на определенные виды бактерий или грибов (фунгицидное действие). Антибиотики применяются в медицине (пенициллин, левомице- тин, стрептомицин и др.), в животноводстве в качестве кормовой добавки, в пищевой промышленности для консервирования пищевых продуктов (низин).
Антибиотическими свойствами обладают фитонциды — вещества, обнаруженные во многих растениях и пищевых продуктах (лук, чеснок, редька, хрен, пряности и др.). К фитонцидам относятся эфирные масла, антоцианы и другие вещества. Они способны вызывать гибель патогенных микроорганизмов и гнилостных бактерий.
В яичном белке, рыбной икре, слезах, слюне содержится лизоцим — антибиотическое вещество животного происхождения.
- 1. Значение влажности среды для жизнедеятельности микробов.
- 2. Влияние температуры среды на жизнедеятельность микроорганизмов.
- 3. Какие микроорганизмы называют психрофилами, мезофилами и термофилами?
- 4. Значение pH среды для жизнедеятельности микробов.
- 5. Влияние концентрации соли и сахара на жизнедеятельность микробов.
- 6. Каково воздействие света на микроорганизмы?
- 7. Как влияют на микроорганизмы антисептики, антибиотики и другие вещества?
источник
для жизнедеятельности микроорганизмов большое значение имеет осмотическое давление среды, которое определяется концентрацией растворенных в ней веществ. Находясь в субстратах с высоким осмотическим давлением, микроорганизмы не могут осуществлять нормальный обмен веществ. Значительная часть воды из цитоплазмы уходит в окружающую среду. Клетка обезвоживается, и наступает состояние плазмолиза. На этом основаны некоторые способы сохранения различных продуктов с помощью концентрированных растворов сахара и соли. При добавлении в продукт 12%-ной поваренной соли существенно замедляется развитие многих микроорганизмов, а при 20%-ном содержании соли жизнедеятельность почти всех микробов прекращается полностью. Применение концентрированных растворов сахара или соли для сохранения ягод, плодов, овощей, мяса, рыбы и др., фактически является процессом сушки продукта посредствам осмоса, поскольку при этом одновременно возникают два противотока: из раствора в продукт диффундирует растворенное вещество (соль, сахар), а из продукта в раствор — вода. В продукте происходит снижение активности в воды, что делает среду неблагоприятной для развития микроорганизмов и предотвращает порчу продукта
30.концентрация растворенных веществ и их влияние на развитие микроорганизмов.
Большое влияние на развитие микроорганизмов оказывает и концентрация различных веществ в среде их обитания. Известно, что содержание (концентрация) растворенных в среде веществ определяет осмотическое давление субстрата. В природе микроорганизмы обитают в субстратах с различным содержанием растворенных веществ, а следовательно, и с различным, осмотическим давлением. Одни микроорганизмы обитают в среде, где осмотическое давление не превышает десятых долей атмосферы, другие — живут в соленых озерах, морях, где осмотическое давление достигает десятков, сотен атмосфер. Соответственно в среде обитания внутриклеточное осмотическое давление у разных микроорганизмов будет неодинаково. Например, у многих возбудителей порчи пищевых продуктов, она равна 5 –15 атм., у некоторых плесеней — 200 атм., у почвенных бактерий — 50 – 80 атм. Многие микроорганизмы весьма чувствительны к нарушению привычной концентрации и связанного с ней осмотического давления субстрата. В субстратах с высоким осмотическим давлением у мироорганизмов нарушается нормальный обмен веществ. Значительная часть воды из цитоплазмы клетки уходит в окружающую среду. Клетки обезвоживаются, и наступает состояние плазмолиза. В таком состоянии одни микроорганизмы могут длительно сохраняться, не теряя жизнеспособности, другие быстро погибают. Небольшое повышение осмотического давления среды в той или иной степени замедляет жизнедеятельность микроорганизмов. Рост многих гнилостных бактерий подавляется при концентрации соли около 3 – 4 %, а при 7 – 10 % совсем прекращается. Это широко используется в практике для предотвращения порчи многих продовольственных товаров. В практике широкое распространение получил метод консервирования товаров (рыбы, мяса, грибов, капусты и др.) созданием в них высокого осмотического давления за счет введения сахара или поваренной соли. Некоторые микроорганизмы, живущие в средах с небольшим осмотическим давлением, могут приспосабливаться к более высокой концентрации растворенных в среде веществ их называют осмотолерантными. Существуют микроорганизмы, которые нормально развиваются только в субстратах с высоким осмотическим давлением их называют осмофильными. Осмофильные микроорганизмы нормально развивающиеся при высоких концентрациях поваренной соли (20 % и выше), называются галофилами. Осмотическое давление среды может изменяться в зависимости от реакции среды. Например, развитие дрожжей в продуктах подавляется в кислой среде при содержании соли 14 %, а в нейтральной при 20 %. С этим обстоятельством необходимо считаться при использовании соленых растворов. Кроме того, всегда нужно помнить, что они только приостанавливают развитие бактерий, но не убивают их. Отдельные гнилостные бактерии долго сохраняют свою жизнеспособность даже в насыщенных растворах соли. Proteus Vulgaris, например, остается жизнеспособным несколько недель. Важно знать, что солевые растворы не обезвреживают токсины. Clostridium botulinum. Поэтому ни в коем случае нельзя солить уже испорченную рыбу или мясо. Для создания высокого осмотического давления в среде, кроме соли, широко используют и сахар, правда, в более высоких концентрациях ( 70 %). При этих концентрациях развитие микроорганизмов сильно подавляется, однако не устраняется совсем. Поэтому нередки случаи порчи сахаросодержащих продуктов (меда, варенья, джема, сиропов и т.д.) за счет осмофильных микроорганизмов и прежде всего грибов и дрожжей. Порча соленых товаров (рыбы, бекона, солонины) может происходить в результате развития в них галофильных микроорганизмов. Например, «фуксин» покраснение крепкосоленой рыбы вызывается галофильной бесспоровой бактерией Serrata salinaria (серата солинария).
источник
Для жизнедеятельности микроорганизмов большое значение имеет осмотическое давление среды, которое определяется концентрацией растворенных 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 0,5-1,5 МПа, у почвенных бактерий — 5-8 МПа, у обитателей соленых озер и солончаковых почв — 10 МПа, у некоторых мицелиальных грибов (рода Aspergillus) оно достигает 20-25 МПа.
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.
При попадании микроорганизмов в субстрат с ничтожно малой концентрацией веществ (например, в дистиллированную воду) в их клетках наблюдается плазмоптиз (чрезмерное насыщение цитоплазмы водой), что приводит к разрыву ЦПМ и клеточной стенки и клетка погибает. При попадании микроорганизмов в субстрат с концентрацией веществ выше оптимальных значений в их клетках наступает плазмолиз (обезвоживание цитоплазмы), ее объем уменьшается, что влечет повреждение ЦПМ. При плазмолизе в клетках приостанавливается обмен веществ, они переходят в состояние анабиоза, в котором одни микроорганизмы могут длительно сохраняться, не теряя жизнеспособности, а другие погибают. На этом основаны некоторые способы сохранения различных продуктов с помощью концентрированных растворов сахара или соли.
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 осмофилами. Большинство природных сред обитания с высоким осмотическим давлением содержит высокие концентрации солей (особенно NaCl). Микроорганизмы, которые растут в таких средах, называют галофилами. Они представлены двумя основными типами: умеренными и крайними галофилами. Умеренные галофилы могут развиваться при концентрации соли 1-2%, хорошо растут в средах с содержанием соли 10%, и могут выносить даже содержание соли в среде 20%. Крайние галофилы не развиваются при содержании соли ниже 12-15% и могут хорошо расти при концентрации соли в среде 30% (насыщенный раствор).
Большинство микроорганизмов обладают слабой устойчивостью к повышенному (свыше 5%) содержанию соли в среде. Размножение многих микроорганизмов замедляется уже при концентрации NaCl 1-3%. Размножение у кишечной палочки прекращается при содержании соли 4-5%, у гнилостных бактерий — при 5-10%. Размножение некоторых патогенных микроорганизмов (например, возбудителя ботулизма) приостанавливается при концентрации NaCl 6-10%. Однако многие из микроорганизмов сохраняют жизнеспособность даже при содержании соли в среде 20% , переходя в состояние анабиоза.
Концентрация соли, необходимая для подавления развития микроорганизмов, изменяется в зависимости от других условий среды, в частности от ее реакции (pH). Развитие дрожжей в соленых продуктах подавляется в кислой среде при содержании соли 14%, а в нейтральной — только при 20%. Имеет значение и температура. При понижении температуры угнетающее влияние соли усиливается. Например, для угнетения роста мицелиальных грибов при температуре 0 0 С достаточно 8% соли, а при 20 0 С необходимо 12% . Имеются сведения об усилении действия NaCl в присутствии других соединений, в частности нитратов и нитритов.
Подавляющее воздействие соли на рост микроорганизмов обусловлено не только повышением осмотического давления. При высоких концентрациях в субстрате поваренная соль оказывает токсическое действие на микроорганизмы: подавляются процессы дыхания, нарушаются функции клеточных мембран и др.
Неспособность большинства микроорганизмов расти на средах с высокими концентрациями солей или сахара успешно используется в пищевой промышленности для консервирования различных продуктов.
В отличие от поваренной соли, растворы сахара являются для многих микроорганизмов хорошей питательной средой и гибель микроорганизмов наступает лишь при концентрациях сахара в растворе выше 65-70%.
Применение концентрированных растворов сахара или соли для сохранения ягод, плодов, овощей, мяса, рыбы и др. фактически является процессом сушки продукта посредством осмоса, так как продукты погружают в растворы сахара или соли, где активность воды меньше ее активности пищевых продуктов. При этом одновременно возникают два противотока: из растворов продукт диффундирует растворенное вещество (соль, сахар), а из продукта в раствор — вода. В продукте происходит снижение активности воды, что делает среду неблагоприятной для развития микроорганизмов и предотвращает порчу продукта.
Поскольку многие микроорганизмы, в том числе и болезнетворные, в плазмолизированном состоянии длительное время не погибают, приостанавливается лишь их активная жизнедеятельность, к перерабатываемому сырью необходимо предъявлять строгие санитарно-гигиенические требования.
Порча соленых продуктов (рыбы, солонины и др.) под влиянием галофильных и солеустойчивых микроорганизмов — явление нередкое. Примером может служить покраснение крепкосоленой рыбы — дефект, называемый фуксином, который вызывается неспорообразующей бактерией Halobacterium salinarium, образующей красный пигмент. Эта галофильная бактерия заносится в продукт с солью. Соленые товары следует хранить при низких температурах, чтобы задержать развитие на них микроорганизмов.
Порчу меда, варенья, джема и других сахаросодержащих продуктов с концентрацией сахара до 90% вызывают осмофильные дрожжи (забраживание продуктов) и мицелиальные грибы (плесневение продуктов).
Порчу многих продуктов, прошедших тепловую обработку вызывают осмофильные теплоустойчивые (выдерживающие пастеризацию продуктов) дрожжи; порча может явиться и результатом вторичного инфицирования продуктов микробами из вне. Для предотвращения этого следует разливать продукт в горячем виде в стерильную тару, герметично укупоривать ее и хранить при пониженной температуре.
источник
Влажность. Влажность среды оказывает большое воздействие на жизнедеятельность микроорганизмов. Вода входит в состав клеток и поддерживает тургорное давление в них. Кроме того, питательные вещества проникают внутрь клетки лишь в растворенном состоянии. Обезвоживание субстрата приводит к задержке развития микроорганизмов (состояние анабиоза). При повышении влажности жизнедеятельность микроорганизмов восстанавливается.
Микроорганизмы в зависимости от отношения к влажности делятся на гидрофиты (влаголюбивые), ксерофиты (сухолюбивые) и мезофиты (средневлаголюбивые). Для большинства бактерий минимальная влажность субстрата 20-30%, а для грибов — 11-13%.
Для развития микроорганизмов важна не абсолютная величина влажности, а ее доступность. Доступность содержащейся в субстрате влаги носит название активность воды (аw). Этот показатель выражает отношение давления паров над субстратом (Рс) к давлению паров над чистой водой (Р) при одной и той же температуре:
Активность воды лежит в интервале от 0 до 1 и характеризует относительную влажность.
Микроорганизмы могут осуществлять жизнедеятельность при активности воды от 0,999 до 0,62.
Существуют различные пути снижения активности воды: сушка, вяление. В сухом виде хранят муку, крупу, сухофрукты и т.д. При хранении таких продуктов необходимо соблюдать определенную температуру и влажность.
Осмотическое давление (концентрация растворенных веществ в среде). Осмотическое давление внутри клеток микроорганизмов несколько выше, чем в среде. Это является условием нормальной жизнедеятельности микроорганизмов.
Осморегуляция — поддержание клетками оптимального для данного микроорганизма осмотического давления. Функцию осморегуляции осуществляет механизм активного транспорта веществ. Изменение привычной концентрации среды может привести к нарушению обмена веществ в клетках микроорганизмов, а иногда может вызвать их гибель.
При попадании микроорганизма в субстрат с ничтожно малой концентрацией растворенных веществ (например: в дистиллированную воду) в клетках наблюдается плазмоптис (чрезмерное насыщение цитоплазмы водой), что может привести к разрыву цитоплазматической мембраны и гибели микроорганизма.
При попадании микроорганизма в субстрат с концентрацией веществ выше оптимальных значений наступает плазмолиз — обезвоживание цитоплазмы. При этом клетки впадают в состояние анабиоза.
Микроорганизмы, способные существовать в субстратах с высоким осмотическим давлением называются осмофилами.
Галофилы — микроорганизмы, способные расти на средах с высоким содержанием поваренной соли. Умеренные галофилы развиваются при концентрации соли 1-2%, хорошо растут при 10% соли и могут выносить содержание соли 20%. Крайние галофилы не развиваются при содержании соли ниже15% и могут хорошо расти при концентрации соли в среде 30% (насыщенный раствор).
Неспособность большинства микроорганизмов расти на средах с высокими концентрациями соли и сахара используют в пищевой промышленности для консервирования различных продуктов. В отличие от поваренной соли, растворы сахара являются хорошей питательной средой и гибель микроорганизмов наступает лишь при концентрации сахара в растворе 65-70%.
источник
В природе микроорганизмы живут в субстратах с разнообразным содержанием растворенных веществ, а следовательно, и с различным осмотическим давлением. Соответственно среде обитания различно и внутриклеточное осмотическое давление у микроорганизмов.
Нормальное развитие микроорганизма происходит, когда его внутриклеточное осмотическое давление несколько выше, чем давление в питательном субстрате. В этом случае в клетку извне поступает вода, цитоплазма плотно прилегает к стенке, слегка растягивая ее такое состояние клетки называют тургорным.
Однако при попадании микроорганизма в субстрат с ничтожно малым содержанием веществ (например, в дистиллированную воду) наступает плазмоптис клетки — цитоплазма быстро переполняется водой, и клеточная стенка разрывается.
Многие микроорганизмы весьма чувствительны даже к небольшому повышению концентрации веществ в среде. С увеличением осмотического давления субстрата активность воды (а ,) в нем уменьшается. При этом имеет значение природа растворенного вещества. Например, при равных концентрациях глюкоза, угнетает рост дрожжей и мицелиальных грибов больше, чем сахароза. Повышение осмотического давления субстрата выше внутриклеточного вызывает обезвоживание — плазмолиз клеток, при этом поступление в них питательных веществ приостанавливается. В плазмо-лизированном состоянии одни микроорганизмы могут длительно сохранять жизнеспособность, другие более или менее быстро погибают.
Наряду с микробами, чувствительными к изменению осмотического давления в среде, имеются и приспосабливаняцисся «иды, способные к осморегуляции среды; их называют осмотплерантными. Существуют и такие микроорганизмы, которые нормально развиваются только в субстратах с высоким осмотическим давлением; их называют ослю-фильными
Явление плазмолиза микробных клеток лежит в основе повышения стойкости при хранении различных продуктов с повышенным содержанием поваренной соли и сахара.
Большинство бактерий мало чувствительны к концентрации NаС1 в пределах 0,5-2%, но 3%-ное содержание ее в среде неблагоприятно для многих микроорганизмов.
Размножение многих гнилостных бактерий подавляется при концентрации поваренной соли около 3-4%, а при 7-10% оно прекращается. Палочковидные гнилостные бактерии менее стойки, чем кокки. Развитие некоторых возбудителей пищевых отравлений (ботулинуса, сальмонелл) приостанавливается при 6-10% соли, однако даже при 20% ее многие из них долго сохраняют жизнеспособность, находясь в неактивном состоянии.
В табл. 4 приведены данные, характеризующие устойчивость некоторых микроорганизмов к поваренной соли.
Микроорганизмы, нормально развивающиеся при высоких концентрациях поваренной соли (20% и выше), принято называть галофилами (солелюбивыми).
Концентрация соли, необходимая для подавления развития микроорганизмов, изменяется в зависимости от других условий среды, в частности от ее реакции (рН). Развитие дрожжей в соленых продуктах подавляется в кислой среде при содержании соли 14%, а в нейтральной— только при 20%. Имеет значение и температура. При понижении температуры угнетающее влияние соли усиливается. Например, для угнетения роста мицелиальных грибов при температуре 0°С достаточно 8% соли, а при 20°С необходимо 12% (СаИо\У). Имеются сведения об усилении действия NаС1 в присутствии других соединений, в частности нитратов и нитритов.
Подавляющее воздействие соли на рост микроорганизмов обусловлено не только повышением осмотического давления. При высоких концентрациях в субстрате поваренная соль оказывает токсическое действие на микроорганизмы: подавляются процессы дыхания, нарушаются функции клеточных мембран и др.
Глава 4. Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы
| Концентрат!» | Концентрация | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Название | СОЛИ, 11р110СГ:1- | Название | СОЛИ, 11р11«1СТ;1- | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| М11К-рООр1а111Г);М011 | 11:11)Л1111:110Щ:1>1 | микроорганизмом | навл шепотам | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| рост, % | нос I, % | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Бактерии: | Црожжн’- | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 81ГСр10СМСС11!> (аСИХ | 2—3 | СажЫа П1ус1н1еппа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ьас1оЬаа11и!> Ьи^.тсих | 2—3 | Гоги1ор.ч;> гохса | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Е^непсЫа соП | 6—8 | Мицелииньиые | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| С’1о!>1П11и11П ЬоШПпит | 6—7,5—10 | грибы: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| С1о!;1п11ин1) рсгГгт^спх | 5,7—10 | В1»11-у11Х СтСГСа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Рго1сик уи1>;апх | 7,5—10 | Ахрег^Ших т^сг | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ^игста Пауа | РетсШшт рЬисшп | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ВасШикхиЬиП!; | 10—15 | Оохрога М!Ы1тх1ш | Нас1>111(с||нып | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Мютсоссих аига11иаси. Каждый микроорганизм может развиваться лишь в определенных пределах температуры: для одних эти пределы узкие, для других — относительно широкие и исчисляются десятками градусов. Кардинальные температурные точки для размножения некоторых микроорганизмов приведены в табл.5. По отношению к температуре микроорганизмы подразделяются на три Группы: психрофилы, мезофилы и термофилы. Психрофилы (от греч. психрос — холод) — холодолюби-вые микроорганизмы, хорошо размножаются и проявляют химическую активность при относительно низких температурах. Для них характерны: минимум — от -12-10 до 0°С, оптимум — 10-15°С и максимум — около 30″С. К ним относятся, например, микроорганизмы, обитающие в почве полярных регионов, в северных морях, океанах, на охлажденных и замороженных продуктах. Есть указания (С. Р. Лях), что некоторые психрофильные дрожжи, бактерии я мицелиальные грибы способны развиваться при температуре до -24°С. Термофилы (от греч. термо — тепло) — теплолюбивые микроорганизмы, лучше развиваются при относительно высоких температурах. Температурный минимум для них не ниже 30°С, оптимум — 50-60, максимум — около 70-80°С.
Из горячих водоисточников Камчатки выделена палочковид-ная неспороносная бактерия с температурным оптимумом 70- 80°С, которая оставалась жизнеспособной при температуре воды до 90°С. Из горных источников на склонах вулканов выделены бактерии, способные расти при температуре даже выше 100°С, с оптимумом 105°С. Эти бактерии рассматривают как экстремально термофильные микроорганизмы. Термофилы встречаются также в самонагревающихся скопления различных органических материалов (зерна, сена, навоза и др.). Обитают они в поверхностных слоях почвы, в кишечнике человека и животных, встречаются в продуктах, прошедших термическую обработку, и могут вызыватьих порчу. Мвзофилы (от греч. мезос — средний, промежуточный) — микроорганизмы, для которых температурный минимум около 5-10°С, оптимум — 25-35, максимум — в пределах 45-50°С. Одни мезофилы являются термоустойчивыми, т. е. способны развиваться и при относительно высоких температурах (50-60°С), а другие — холодоустойчивыми (психротрофы), развиваются при температурах, близких к 0″С и даже немного ниже. Большинство наиболее распространенных в природе бактерий, грибов и дрожжей, в том числе многие возбудители порчи пищевых продуктов, а также вызывающие заболевания и отравления человека, относятся к мезофильным организмам. Оптимальные и предельные температуры для микроорганизмов обычно соответствуют оптимальным и предельным температурам активности их ферментов. Установлено, что у холодоустойчивых микроорганизмов ферменты, в частности ферменты энергетического обмена, термочувствительны. У этих микроорганизмов обнаружены ферменты с температурным оптимумом около 10°С. Ферменты термофилов термостабильны, наиболее активны при 50-60°С, некоторые длительно не инактивируются при 80-90°С. У термофилов по сравнению с мезофилами более термостабильны белки клеток, а в цитоплазматической мембране больше липидов и несколько иной их состав. Кардинальные температурные точки, определяющие размножение микробов и другие процессы (спорообразова-ние, брожение и др.), для одних и тех же организмов могут быть разными в зависимости от физиологического состояния и состава среды. Отношение микроорганизмов к высоким температурам. Повышение температуры среды по сравнению с оптимальной сказывается на микроорганизмах более неблагоприятно, чем понижение ее. Отношение различных микроорганизмов к температурам, превышающим максимальную для их развития, характеризует их термоустойчивость. У разных микроорганизмов она неодинакова. Гибель их наступает не мгновенно, а во времени. Температуры, превышающие максимальную, вызывают явление «теплового шока». При непродолжительном пребывании в таком состоянии клетки могут реактивироваться, а при длительном наступает их отмирание. Большинство бесспоровых бактерий отмирают при нагревании во влажном состоянии до 60-70°С в течение 15-30 мин, а при нагревании до 80-100°С — от нескольких секунд до 1-2 мин. Дрожжи и мицелиальные грибы погибают также довольно быстро при температуре 50-60°С. Исключение составляют некоторые осмофильные дрожжи, которые выдерживают нагревание до 100°С в течение нескольких минут. Наиболее термоустойчивы бактериальные споры. У многих бактерий они способны выдерживать температуру кипения воды в течение нескольких часов. Во влажной среде споры бактерий гибнут при 120-130°С через 20-30 мин., а в сухом состоянии — при 160-170°С через 1-2 ч. Термоустойчивость спор различных бактерий неодинакова; особенно устойчивы споры термофильных бактерий (табл. 6).
Название бактерии ВасШих сагоктн-ит ВасШих тусои1е. 1 » ВасШих сегеих ВасШих хиБиИх СЪ.чИ-нЛит Ьо(и1тит аоМгШшт хрого^епс.’» ВасШи!. чЮакПпегторЬИих 3—4 5—10 15—16 120—180 300—360 510—540 460—720 С повышением температуры ее губительное действие быстро возрастает. По данным Эсти и Мейера, споры С1оstridium botulinum отмирали: при 100°С — через 330 мин, при 105°С — через 100, при 110°С — через 32, при 115°С — через 10, при 120°С — через 4 мин. Споры большинства дрожжей и плесеней по сравнению со спорами бактерий менее устойчивы к нагреванию и,поги-бают довольно быстро при 65-80°С, но споры некоторых плесеней выдерживают нагревание до 100°С. Однако не все клетки или споры даже одного вида микроорганизмов отмирают одновременно, среди них встречаются более и менее устойчивые. Термоустойчивость одних и тех же микроорганизмов может, кроме того, изменяться в зависимости от химического состава нагреваемой среды, ее рН, а, наличия защитных веществ. Так, жиры, белки предохраняют микробов от действия тепла. Отмирание микроорганизмов при нагревании во влажной среде наступает вследствие происходящих необратимых изменений в клетке. Главными из них являются денатурация белков и освобождение нуклеиновых кислот клетки, а также инактивация ферментов; возможно повреждение цитоплазматической мембраны. Высокая термоустойчивость бактериальных спор обусловлена, по-видимому, малым содержанием в них свободной воды. Устойчивость спор к высоким температурам связана также с содержанием в них дипиколиновой кислоты и кальция. Эта кислота в виде кальциевой соли обнаруживается только в термоустойчивых спорах. При воздействии на клетки сухого жара (без влаги) гибель происходит в результате активных окислительных процессов и нарушения клеточных структур. На губительном действии высоких температур основаны многие приемы уничтожения микробов в пищевых продуктах и различных других объектах, например, кипячение, варка, обжарка, бланширование продуктов питания, пропаривание производственного оборудования. В пищевой промышленности широко применяют два способа воздействия высоких температур на микроорганизы: пастеризацию и стерилизацию. Пастеризация — это нагревание продукта чаще всего при температуре 63-7О°С в течение 20-40 мин. Иногда пастеризацию производят кратковременным (в течение нескольких секунд) нагреванием до 90-100°С. При пастеризации погибают не все микроорганизмы. Некоторые термоустойчвые бактерии, а также споры многих бактерии остаются живыми. Поэтому пастеризованные продукты следует немедленно охлаждать до температуры не выше 10″С и хранить на холоде, чтобы задержать прорастание спор и развитие сохранившихся клеток. Пастеризуют молоко, вино, пиво, икру, фруктовые соки и некоторые другие продукты. Стерилизация —- это нагревание при температурах, которые в течение определенного времени вызывают гибель вегетативных клеток микроорганизмов иих спор. Стерилизуют различные баночные консервы, многие предметы и материалы, используемые в медицинской и микробиологической практике. Процесс проводят при температурах 112-125°С в течение 20-60 мин в специальных приборах — автоклавах (перегретым паром под давлением) или при 160- 180°С в течение 1-2 ч в сушильных шкафах (сухим горячим воздухом). Многочисленными исследованиями по изучению кинетики отмирания клеток во время нагревания (как и при воздействии многих других губительно действующих факторов) установлено, что отмирание во времени протекает с определенной закономерностью. Если построить график в полулогарифмической системе координат, то «кривая выживаемости» в большинстве случаев представится прямой линией (рис. 29). Такая прямая линия показывает, что при постоянной температуре в каждый последующий равный интервал времени отмирает одинаковая доля (%) клеток (спор) по отношению к числу выживших.
Рис. 29. Кривая выживаемости спор Вас.аего(,ЬегторЫ1и5 при 110″С (по данным В. И. Рогачева) Таким образом, отмирание клеток имеет логарифмический порядок и может быть выражено уравнением где К. — константа процесса; I — продолжительность воздействия; А — начальное число бактерий; В — число бактерий, оставшихся после воздействия данной температуры. Из уравнения следует, что эффективность стерилизации зависит от количества микроорганизмов, находящихся на стерилизуемом объекте: чем оно выше, тем больше остается живых кроорганизмов, следовательно, для уничтожения всех потребуется длительное нагревание при данной температуре (табл. 7)
Логарифмическая зависимость проявляется лишь в период отмирания основной массы клеток (спор) (рис. 29, часть кривой а). Всегда имеются клетки более термостойкие, чем большинство. Отмираниеих не подчиняется логарифмической зависимости, они длительно сохраняются жизнеспособными. На рис. 29 видно, что у «кривой выживаемости» наблюдается «хвост» (часть кривой б). Отношение микроорганизмов к низким температурам.. Холодоустойчивость различных микроорганизмов колеблется в широких пределах. При температуре среды ниже оптимальной снижается скорость размножения микроорганизмов и интенсивность их жизненных процессов. При температурах, близких к минимальным, значение приобретает снижение даже на 1—2″С. В табл. 8 и 9 (по данным Ф. М. Чистякова, Г. Л. Постовой, 3. 3. Бочаровой) показано влияние низких температур на скорость развития некоторых бактерий, дрожжей и мнце-лиальных грибов — возбудителей порчи продуктов.
Многие микроорганизмы не способны развиваться при температуре ниже нуля. Так, некоторые гнилостные бактерии, вызывающие пищевые отравления, не размножаются обычно при температуре ниже 4-5°С; температурный минимум многих грибов также лежит в пределах от 3 до 5°С. Известны микроорганизмы, еще более чувствительны» к холоду, которые не растут уже при 10°С, например больжизненных процессов. При температурах, близких к минимальным, значение приобретает снижение даже на 1-2°С. В табл. 8 и 9 (по данным Ф. М. Чистякова, Г. Л. Постовой, 3. 3. Бочаровой) показано влияние низких температур на скорость развития некоторых бактерий, дрожжей и мнце-лиальных грибов — возбудителей порчи продуктов.
Многие микроорганизмы не способны развиваться при температуре ниже нуля. Так, некоторые гнилостные бактерии, вызывающие пищевые отравления, не размножаются обычно при температуре ниже 4-5°С; температурный минимум многих грибов также лежит в пределах от 3 до 5°С. Известны микроорганизмы, еще более чувствительны» к холоду, которые не растут уже при 10°С, например большинство болезнетворных бактерий. Некоторые микроорганизмы временно выдерживают очень низкие температуры. Кишечная палочка и брюшнотифозная палочка в течение нескольких дней не погибают при температурах -172-190°С. Споры бактерий сохраняют способность к прорастанию даже после 10-часового пребывания при 2Г)2″С (температура жидкого водорода). Некоторые мицелиальные грибы и дрожжи сохраняют жизнеспособность после воздействия температуры -190°С (температура жидкого воздуха) в течение нескольких дней, а споры мицелиальных грибов — в течение нескольких месяцев. В трупах мамонтов, пролежавших десятки тысяч лет в мерзлой почве, обнаружены жизнеспособные бактерии и их споры. Дата добавления: 2014-12-15 ; просмотров: 1867 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ источник |