УЧЕБНЫЙ МОДУЛЬ №7

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ГОСУДАРСТВЕННЫМ РЕЗЕРВАМ
Государственное образовательное учреждение
ТОРЖОКСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
УЧЕБНЫЙ МОДУЛЬ №7
Наименование:
Профессиональная область:
Факторы, влияющие на
жизнедеятельность
микроорганизмов
Специальности: 261301
«Экспертиза качества
потребительских товаров»,
080402 «Товароведение»
Мотивация учебного процесса
Изучив данный учебный элемент, Вы узнаете факторы, влияющие на
микроорганизмы, микробиологические процессы и их влияние на качество
продуктов витания. Вы сможете использовать знания о различных факторах при
исследовании качества продуктов, при хранении и переработке продуктов
ЦЕЛИ:
Изучить факторы, влияющие на развитие микроорганизмов, их влияние
на качество продуктов питания
ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ И
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА
Наименование
Количество
Учебник В.Н. Азарова «Основы
микробиологии и пищевой гигиены»
Мудрецова – Висс К.А., Дерюхина
В.П. Микробиология, санитария и
гигиена
Электронный курс лекций
1
Примерное время работы с учебным элементом
1
1
- 2 аудиторных часа
Руководство по изучению учебного материала
1. Внимательно прочтите предложенный лекционный материал по данному
разделу.
2. Изучите материал, сделайте краткий опорный конспект и сравните его с
предложенным.
3. Еще раз по опорному конспекту внимательно просмотрите материал и
уясните, какие факторы влияют на микроорганизмы, как их можно
использовать для продления сроков хранения продуктов, какие факторы
губительны для микробов, а какие только замедляют их жизнедеятельность.
4. По окончании изучения раздела проверьте знания, ответив на вопросы и
оцените степень их усвоения.
5. При неудовлетворительных результатах повторно изучите учебный материал.
2
низкая
(замедляет деятельность микробов)
Влажность
прямой солнечный свет
(губителен)
УФ-лучи
лучи рентгена, радиоволны, радиация
Малые дозы стимулируют, большие убивают
Ядовитые вещества
высокая (активизирует развитие микробов)
(антисептики, хлор,
формалин, кислоты,
повышение
спирты, углекислый газ,
замедляет развитие микробов. соли тяжелых металлов)
(соль 12-2-%, сахар 70%)
губительны для микробов.
Излучения
высокая
(губительна)
Температура
ХИМИЧЕСКИЕ
Реакция среды
Влияние озона
(высокая кислотность (окислитель)
Концентрация или щелочность)
Веществ
губительны
ФИЗИЧЕСКИЕ
Факторы влияющие на микроорганизмы
Содержание
Антагонизм (одни угнетают других)
3
Метабиоз (одни создают условия для других)
Паразитизм (одни живут за счет других)
Симбиоз (один не мешает другому)
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ
Фактор – это причина или движущая сила какого-либо процесса или
явления.
Влияние – изменения, происходящие под действием факторов.
1.Физические факторы
Влияние температур.
Микроорганизмы имеют широкий температурный диапазон развития.
В зависимости от оптимальной температуры (т.е. той, при которой микробы
активно проявляют свою жизнедеятельность) подразделяются на группы:
Психрофилы (хладолюбивые). Оптимальная t 15-200С (порча продуктов
при комнатной температуре)
Термофилы (теплолюбивые), оптимальная t 45-600С (обитают в южных
широтах, теплых источниках, в самонагревающихся скоплениях
органических материалов – зерно, сено, навоз)
Мезофиллы (любящие средние температуры), оптимальная t 25-370С
(гнилостные бактерии, большинство дрожжей, плесневые грибы)
Высокие температуры губительны для микроорганизмов. Исходя из
этого, применяют 2 способа борьбы с микробами:
Пастеризация – нагревание при t от 60 до 1000С в течение нескольких минут
(гибнут вегетативные клетки, но могут остаться споры) – применяют для
пастеризации молока, вина, виноградных вин, и т.д.
Стерилизация – нагревание при 1200С в течение 20 минут (полностью
уничтожаются вегетативные и споровые клетки микробов). Стерилизации
подвергаются мясные, рыбные, овощные, крупяные консервы и т.д.
Низкие температуры не убивают микроорганизмы, но замедляют их
жизнедеятельность. После дефростации (размораживания) споры могут
быстро прорастать и размножаться.
При неправильном размораживании продуктов, клетки разрушаются,
выделяя при этом клеточный сок – прекрасную питательную среду для
развития микробов. Повторное замораживание и оттаивание действует на
них губительно.
Влияние влажности
С водой в клетку поступают и выделяются различные вещества. Предельное
содержание воды в клетке для большинства микроорганизмов 20-30%,
плесневые грибы развиваются в товарах с влажностью 15-17% (кожа, ткани,
бумага)
Потребность во влаге различна:
Гидрофиты (влаголюбивые) – бактерии и дрожжи
Мезофиты (средневлаголюбивые) – туберкулезная палочка, стафилококки
Ксерофиты (сухолюбивые) – высушенные молочнокислые бактерии
Многие микроорганизмы устойчивы к высушиванию, они не гибнут, а
переходят в споровые формы клеток. Некоторые товары, изменяя влажность,
становятся доступными для микробов.
4
Влияние концентрации веществ растворенных в воде
Микробы чувствительны к повышению концентрации веществ,
растворенных в субстрате, и связанному с этим высокому осмотическому
давлению (ОД), если ОД велико, то клетки обезвоживаются (плазмолиз), в
котором клетки могут находиться довольно долго. В практике – метод
консервирования товаров основан на создании в них высокого ОД за счет
введения сахара и поваренной соли. Концентрация соли в продукте 3-5%
замедляет развитие многих микроорганизмов, а при 10-12% жизнедеятельность почти всех микробов прекращается.
Среди микробов имеются:
Осмофильные – способны развиваться в сильно концентрированных
растворах (брожение меда, варенья и т.п.) – дрожжи, плесени.
Галофильные – устойчивы к высокой концентрации поваренной соли (в
море, соленых озерах). Они вызывают порчу соленых продуктов.
Влияние излучений
Прямой солнечный свет вызывает быструю гибель большинства
микробов. Некоторые сапрофитные микробы более или менее устойчивы, т.к.
постоянно подвергаются его воздействию в природных условиях.
Самым бактерицидным (губительным для микроорганизмов) действием
обладает часть светового спектра с короткими длинами волн
(ультрафиолетовая, фиолетовая, голубая).
Ультрафиолетовые лучи (УФЛ) применяют для дезинфекции воды и
редко для стерилизации продуктов (т.к. стерилизуется лишь поверхность),
проникающая способность мала, ухудшаются вкусовые качества, особенно
тех продуктов, в состав которых входит много жиров.
Рентгеновские лучи, радиоактивные излучения в малых дозах
стимулируют развитие микробов, при больших дозах вызывают гибель.
Устойчивы к действию излучений плесневые грибы, споры бактерий.
2.Химические факторы
Влияние реакции среды
Степень кислотности и щелочности среды оказывает большое влияние
на развитие микробов и является одним из важнейших факторов,
определяющих состав микроорганизмов.
Для большинства бактерий наиболее благоприятной является
нейтральная, слабокислая или слабощелочная среда, а для плесневых грибов
и дрожжей – кислая. Для гнилостных бактерий кислая среда губительна. Те
виды бактерий, которые сами продуцируют кислоты в процессе своей
жизнедеятельности
(молочнокислые,
уксуснокислые)
относительно
устойчивы, т.к. сами меняют реакцию среды в кислую сторону, поэтому у
них выработалась устойчивость. Изменяя кислотность среды, можно
изменять и регулировать процессы жизнедеятельности. Так в кислой среде,
используя дрожжи, можно получать больше спирта и малое количество
глицерина, а в щелочной – наоборот.
5
Влиянием кислотности на микроорганизмы широко используется в
микробиологической практике при переработке и хранении пищевых
товаров. В основу квашения овощей положено подавляющее действие кислот
на гнилостные микроорганизмы. Молочнокислые бактерии, развиваясь в них,
образуют молочную кислоту, препятствуя развитию процесса гниения. На
этом же принципе основано получение кисломолочных продуктов.
Некоторые кислоты вводят в продукты питания (маринады), придавая
стойкость и новые пищевые достоинства.
Влияние озона.
Озон, являясь сильным окислителем, способен оказывать губительное
действие на микрофлору. Он подавляет их, а также влияет на
органолептические свойства пищевых продуктов. При периодическом
озонировании камер хранения (2-3 раза в неделю по 3 ч) удается увеличить в
несколько раз сроки хранения копченых колбас и сыров.
Действие ядовитых веществ.
Спирты, эфиры, фенол, формалин, хлор, соли тяжелых металлов,
сернистый газ, углекислота, салициловая, сорбиновая, бензойная кислоты и
многие другие вещества являются ядовитыми по отношению к микробам.
При небольших концентрациях эти вещества препятствуют развитию и
вызывают гибель микробов.
Вещества, применяемые для уничтожения микробов, получили название
антисептиков,
или
д е з и н ф ицирующих
(уничтожающих
микроорганизмы).
В связи с тем, что некоторые из них придают продуктам неприятный вкус
и запах и что большинство антисептических веществ в определенной
степени ядовиты для человека, применение их для обработки пищевых
товаров ограничено.
Антисептики применяют в основном для защитной обработки тканей,
дезинфекции оборудования, помещений, отработанных промышленных
вод, питьевой воды.
Хлор
оказывает
сильное
бактерицидное
действие
на
микроорганизмы; он используется для обработки питьевой воды (0,3—1
мг активного хлора на 1 л), дезинфекции помещений, в виде хлорного молока (10%-ный раствор хлорной извести) для дезинфекции выгребных ям.
Ф о р м а л и н является активным средством, убивающим бактерии.
Летучесть позволяет широко применять этот препарат для уничтожения
микроорганизмов на самых разнообразных предметах быта; 4%-ный
раствор формалина может заменить обычно применяемые растворы-сулемы
и карболовой кислоты.
Действенность дезинфекции, т. е. достижение антисептического эффекта,
зависит не только от концентрации антисептического вещества, но и от
прочих условий. Так, с повышением температуры, как правило,
активность химического вещества возрастает, с понижением — падает.
6
Для обработки пищевых продуктов из этой группы веществ
наибольшее применение находят сорбиновая, бензойная, салициловая
кислоты, этиловый спирт.
Салициловая
кислота
эффективно подавляет
развитие
плесневых грибов, но, так как она очень токсична, применение ее для
консервирования товаров постепенно снижается.
3.Биологические факторы
Основными
типами
взаимоотношений
являются симбиоз,
метабиоз, паразитизм, антагонизм.
Симбиоз — это взаимоотношения, устанавливающиеся при
совместном обитании в одной и той же среде двух или более видов
микробов, при которых они не мешают друг другу в развитии, или
когда такое совместное обитание является даже необходимым.
Примером могут служить отношения анаэробных и аэробных
микробов при одновременном нахождении на пищевых продуктах.
Поглощая кислород, аэробы создают благоприятные условия для развития
анаэробов. В этой связи понятно, почему иногда продукты, хранящиеся в
обычных условиях, подвергаются анаэробной порче и становятся даже
ядовитыми (ботулизм).
Взаимополезные
отношения
устанавливаются между дрожжами
и
молочнокислыми бактериями
в опаре и тесте, в молоке при
производстве кефира, кумыса. Молочная кислота необходима для
развития дрожжей, а дрожжи, в свою очередь, обеспечивают
молочнокислые бактерии ростовыми
веществами. Симбиотические
взаимоотношения устанавливаются между клубеньковыми бактериями
и бобовыми растениями. Используя готовые органические вещества
растений, клубеньковые бактерии взамен снабжают их азотистыми
веществами, синтезируемыми из азота воздуха.
М е т а б и о з — форма сожительства, близкая симбиозу. При
метабиотических взаимоотношениях один вид микроорганизмов в процессе
жизнедеятельности создает благоприятные условия для другого вида. Так,
многие сапрофиты способны превращать в процессе питания белки в
пептоны, полипептиды в аминокислоты. Другие же микробы, неспособные
использовать белки, хорошо усваивают эти вещества. Первые создают
продукты питания для вторых, продукты жизнедеятельности вторых могут
служить пищей для третьих, и т. д.
Отношения метабиоза способствуют быстрой порче квашеных и
соленых овощей, кисломолочных продуктов, если они хранятся
открытыми. Молочнокислые бактерии продуцируют молочную кислоту, ее
потребляют плесневые грибы и подготавливают таким образом субстрат
для гнилостных бактерий.
Дрожжи, продуцируя спирт при развитии в сахаристых средах,
например во фруктовых соках, подготавливают условия для уксуснокислых
7
бактерий, вслед за которыми этот субстрат могут использовать плесневые
грибы, превращая уксусную кислоту в углекислый газ и воду.
Метабиозом объясняется быстрая минерализация всех органических
веществ попадающих в почву. Принцип метабиоза заложен в основе
круговорота веществ в природе.
Паразитизм — форма взаимоотношений, при которых один из организмов
развивается за счет другого. Примером паразитизма могут служить взаимоотношения между бактериофагами и бактериями. Бактериофаги, питаясь
веществами живых бактерий, вызывают их гибель.
А н т а г о н и з м — взаимоотношения, при которых совместно
обитающие виды микроорганизмов оказывают угнетающее действие
друг на друга.
Механизм подавления сожительствующих микробов бывает
различным: быстрое потребление питательных веществ или кислорода из
субстрата одним из видов; выделение в субстрат кислот и других
продуктов обмена, затрудняющих или делающих совершенно
невозможным развитие прочих микроорганизмов.
На использовании антагонизма между молочнокислыми и гнилостными
микробами основано квашение овощей, сквашивание молока. И. И.
Мечников предложил использовать молочнокислые бактерии для борьбы с
гнилостными, обитающими в кишечнике человека и постоянно
отравляющими, его продуктами своей жизнедеятельности.
Конкурентоспособность в антагонистических взаимоотношениях у
некоторых микроорганизмов находится в тесной зависимости от их
способности продуцировать и выделять в среду обитания особые вещества, сильно угнетающие другие виды. Такие вещества
называются
антибиотиками
(анти — против, биос — жизнь).
Это
вещества
малостойкие, активность их снижается под действием нагревания, кислот,
света
и
других
факторов.
Известно
довольно много
антибиотиков. Те из них, которые оказались практически безвредными
для человека, но очень бактерицидными (убивающими бактерий),
широко применяются в медицине и животноводстве как лечебные и
стимулирующие средства. Некоторые из них обладают не- бактерицидным,
а бактериостатическим действием (останавливают развитие бактерий).
Характерным свойством антибиотиков является их избирательность,
заключающаяся в том, что каждый из них действует только на какуюлибо определенную группу микроорганизмов. Имеются и такие,
спектр действия которых достаточно широк.
У многих микроорганизмов при длительном воздействии на них
небольших доз антибиотиков вырабатывается устойчивость к препаратам.
8
Самостоятельная подготовка
1.Назовите способы обезвреживания микроорганизмов в домашних
условиях
2.Объясните полезное действие молочнокислых бактерий в организме
человека
Основная литература:
1. Азаров В.Н. Основы микробиологии и пищевой гигиены – М.: Экономика,
1981
2. Мудрецова – Висс К.А., Дерюхина В.П. Микробиология, санитария и
гигиена
Дополнительная литература:
1.Тэц В.И. Санитарная микробиология - Ленинград: Медиздат, 1968г.
2.Энциклопедия для детей Аванта +, серия «Биология», М: Просвещение,
2001г.
9