Значение процесса дыхания микроорганизмов

Почва служит местом обитания спорообразующих палочек  родов Bacillus и Clostridium. Непатогенные бациллы (Вас. megatherium, Вас. subtilis и др.) наряду с  псевдомонадами, протеем и некоторыми другими бактериями являются аммонифицирующими, составляя группу гнилостных бактерий, осуществляющих минерализацию белков. Патогенные палочки (возбудитель сибирской  язвы, ботулизма, столбняка, газовой  гангрены) способны длительно сохраняться  в почве.

В почве  находятся также многочисленные представители грибов. Грибы участвуют  в почвообразовательных процессах, превращениях соединений азота, выделяют биологически активные вещества, в  том числе антибиотики и токсины. Токсинообразующие грибы, попадая  в продукты питания человека, вызывают интоксикации — микотоксикозы и  афлатоксикозы.

Микрофауна  почвы представлена простейшими, количество которых колеблется от 500 до 500000 на 1 г почвы. Питаясь бактериями и  органическими остатками, простейшие вызывают изменения в составе  органических веществ почвы.

Микрофлора  воды, являясь естественной средой обитания микроорганизмов, отражает микробный  пейзаж почвы, так как микроорганизмы попадают в воду с частичками почвы. Вместе с тем в воде формируются  определенные биоценозы с преобладанием  микроорганизмов, адаптировавшихся к  условиям местонахождения, т. е. физико-химическим условиям, освещенности, степени растворимости  кислорода и диоксида углерода, содержания органических и минеральных веществ  и т. д. В водах пресных водоемов обнаруживаются палочковидные (псевдомонады, аэромонады и др.), кокковидные (микрококки) и извитые бактерии. Загрязнение  воды органическими веществами сопровождается увеличением анаэробных и аэробных бактерий, а также грибов. Особенно много анаэробов в иле, на дне  водоемов. Микрофлора воды выполняет  роль активного фактора в процессе самоочищения ее от органических отходов, которые утилизируются микроорганизмами. Вместе с загрязненными ливневыми, талыми и сточными водами в озера  и реки попадают представители нормальной микрофлоры человека и животных (кишечная палочка, цитробактер, энтеробактер, энтерококки, клостридии) и возбудители кишечных инфекций — брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, лептоспироза, энтеровирусных инфекций и др. Поэтому вода является фактором передачи возбудителей многих инфекционных заболеваний. Некоторые  возбудители могут даже размножаться в воде (холерный вибрион, легионеллы).

Вода  артезианских скважин практически  не содержит микроорганизмов, обычно задерживающихся  более верхними слоями почвы. Микрофлора воды океанов и морей также  содержит различные микроорганизмы, в том числе светящиеся и галофильные (солелюбивые), например галофильные  вибрионы, поражающие моллюски и некоторые  виды рыбы, при употреблении которых  в пищу развивается пищевая токсикоинфекция.

Микрофлора  воздуха взаимосвязана с микрофлорой  почвы и воды. В воздух также  попадают микроорганизмы из дыхательных  путей и с каплями слюны  человека и животных. Солнечные лучи и другие факторы способствуют гибели микрофлоры воздуха. Большее количество микроорганизмов присутствует в  воздухе крупных городов, меньшее  — в воздухе сельской местности. Особенно мало микроорганизмов в  воздухе над лесами, горами и морями. В воздухе обнаруживаются кокковидные  и палочковидные бактерий, бациллы  и клостридии, актиномицеты, грибы  и вирусы. Много микроорганизмов  содержится в воздухе закрытых помещений, микробная обсемененность которых  зависит от степени уборки помещения, уровня освещенности, количества людей  в помещении, частоты проветривания  и др. Количество микроорганизмов  в 1 м3 воздуха (так называемое микробное  число, или обсемененность воздуха) отражает санитарно-гигиеническое  состояние воздуха, особенно в больничных и детских учреждениях. Косвенно о выделении патогенных микроорганизмов (возбудителей туберкулеза, дифтерии, коклюша, скарлатины, кори, гриппа и  др.) при разговоре, кашле, чиханье  больных и носителей можно  судить по наличию санитарно-показательных  бактерий (золотистого стафилококка и стрептококков), так как последние  являются представителями микрофлоры верхних дыхательных путей и  имеют общий путь выделения с  патогенными микроорганизмами, передающимися  воздушно-капельным путем.

С целью  снижения микробной обсемененности воздуха проводят влажную уборку помещения в сочетании с вентиляцией  и очисткой (фильтрацией) поступающего воздуха; применяют обработку помещений  лампами ультрафиолетового излучения.

 4. Дайте характеристику молочнокислого брожения. Охарактеризуйте возбудителей и отметьте их значение.

Молочнокислое брожение - процесс анаэробного окисления  углеводов, конечным продуктом при  котором выступает молочная кислота. Название получило по характеру продукта - молочной кислоте. Для молочнокислых бактерий является основным путём катаболизма углеводов и основным источником энергии в виде АТФ. Также молочнокислое брожение происходит в тканях животных в отсутствие кислорода при больших нагрузках.

Различают гомоферментативное и гетероферментативное молочнокислое брожение, в зависимости  от выделяющихся продуктов помимо молочной кислоты и их процентного соотношения. Отличие также заключается и  в разных путях получения пирувата при деградации углеводов гомо- и  гетероферментативными молочнокислыми бактериями.

Гомоферментативные  бактерии вызывают относительно простое  брожение сахаров с образованием преимущественно молочной кислоты  и очень малого количества побочных продуктов. Это брожение может быть представлено следующим образом:

С6Р12О6 = 2СН3СНОНСООН + 94 кДж (22,5 ккал)

На каждую грамм-молекулу сброженой гексозы  выделяется 94 кДж (22,5 ккал) тепла.

Химизм  молочнокислого брожения у разных групп  бактерий идет по-разному. Он определяется набором ферментов.

У гомоферментативных бактерий превращение сахара в молочную кислоту идет по типу спиртового брожения до стадии образования пировиноградной  кислоты, последняя востонавливаетсядвумя  атомами водорода, доставляемыми  ей пиридиновой дегидрогеназой –  лактикодедегидрогенозой.

Лактикодегидрогеназа  получает водород на ранних стадиях  превращения углеводов.

СН3СОСООН + 2Н = СН3СНОНСООН

Гетероферментативные (нетепичные) молочнокислые бактериивызывают более сложное брожение, так как  при сбраживании сахаров образуют на ряду молочной кислотой некоторые  другие продукты – уксусную кислоту, этиловый спирт, углекислый газ, водород, ароматические вещества и др. Эти  продукты накапливаются в разных количественных соотношениях, что зависит  от микроба, питательной среды и  внешних условий.

Схематически  гетероферментативное молочнокислое  брожение углеводов может быть представлено следующим уравнением:

2С6Н12О6 = СН2СНОНСООН + СООН ∙ СН2СН2СООН + СН2СООН +

+ СН2СН2ОН +СО2 + Н2 + Х кДж

Возбудители типичного молочнокислого брожения – неподвижные бесспоровые палочки, реже шаровидные формы. Все они грамположительные. В качестве источника углерода и  энергетического материала используют глюкозу, галактозу, фруктозу, сахарозу, лактозу и мальтозу.

К гомоферментативным молочнокислым бактериям относятся  следующие виды: стрептококк молочный streptococcus lactis. Клетки его овальной формы, соединены попарно или в короткие цепочки. Оптимальная температура 30-35 ^оС. Вызывает скисание молока, в котором накапливается около 0,8 – 1,0% молочной кислоты.

Сливочный стрептококк streptococcus cremoris – шаровидные клетки, соединенные в цепочки. Оптимальная температура роста 25 – 30 ^оС. По кислотообразующей активности он подобен стрептококку молочному.

Болгарская  палочка lactobacterium bulgaricum представляет собой длинную палочку, растущую при температуре 40 – 48 ^оС. Образует в молоке до 3- 3,5% молочной кислоты. Ацидофильная палочка lactobacterium acidophilum выделена из экскрементов грудных детей и молодых животных. По форме и действию сходна с болгарской палочкой. Оптимальная температура роста 40 ^оС.

Зерновая  термофильная палочка thermobacterium cereale – длинные клетки с температурным оптимумом 48 – 52 ^оС, накапливают до 2,2% молочной кислоты. Сбраживает растительное сырье, в молоке не развивается.

Lactobacterium plantarum – небольшая палочка, способная к удлиннению (иногда образует цепочки). Этот вид накапливает около 0,9 – 1,2% молочной кислоты. Сбраживает растительное сырье. Развивается при квашении овощей, консервируя их, а в сахарном, спиртовом и других производствах является вредителем.

Огуречная палочка lactobacterium cucumeris fermentati короткая палочка, часто соединенная попарно или в виде цепочки, накапливает около 1% молочной кислоты при температуре 35 ^оС.

К нетепичным молочнокислым бактериям относятся, например, бактерии группы В Селибера, используемые при приготовлении  ржаного хлеба. Они представляют собой короткие палочки с температурным  оптимумом 25 – 35 ^оС.

Нетепичные  гетероферментативные молочнокислые  бактерии – неспороносные неподвижные  короткие палочки или кокки. Они  факультативные анаэробы. К этой группе бактерий относится кишечная палочка  escherichia coli и близкий к ней организм escherichia coli aerogenes. Бактерии escherichia coli, представляют собой мелкие (0,5 Х 1-2 мкм) подвижные грамотрицательные палочки, склонные к полиморфизму, а escherichia coli aerogenes – подвижные. К нетепичным молочнокислым бактериям принадлежат представители рода leuconostoc, а также многие другие, являющиеся в преобладающем большинстве вредителями пищевых производств.

Среди рода leuconostoc наиболее часто встречаются виды L. mesenteroides и L. dextranicum. Форма клеток у них кокковая или слегка удлиненная (1,5 ÷ 1,3 Х 1,4÷1,2 мкм). Кокки распологаются в большинстве случаев попарно, но иногда группами по 4-6-8. Клетки часто заключены в декстрановую слизистую капсулу, которая предохраняет их от неблагоприятных условий. Они легко переносят нагревание до 87- 88 ^оС и гибнут только при обработке сухим паром с температурой 100 – 114 ^оС.

К широкораспространенным гетероферментативным молочнокислым  бактериям относится вид lactobacterium breve – короткие, соединенные в цепочки палочки с округленными концами. Часто палочки располагаются попарно.

Характерной особенностью бактерий этого вида является способность выделять аммиак из солянокислого  аргинина и образовывать большое  количество газа на среде с глюкозой. Оптимальная температура развития бактерий находится в пределах 30 – 35 ^оС. Lfctobacterium breve относится к вредителям пищевых производств и продуктов.

Lactobacterium buchneri Bergey at ol морфологически напоминает предедущий вид. Отличительной особенностью является свойство накопления при брожении большого количества побочных продуктов (45- 50%). Вредитель многих пищевых производств и продуктов.

Среди гетероферментативных молочнокислых организмов встречаются  формы, которые способны сбраживать наряду с гексозами пентозы. Таким  является вид lactobacterium pentoaceticum, он участвует в минерализации пентозанов, попадающих в почву с растительными остатками.

Млочнокислые  бактерии используют в процессе приготовления  ряда молочных продуктов. При помощи молочнокислого брожения получают творог, сметану, простоквашу, кефир, кумыс, ацидофильное молоко, различные сыры, кислосливочное масло и другие продукты.

Для получения  многих кисломолочных продуктов, в  том числе и сыров, используют гомоферментативные мезофильные и  термофильные молочнокислые бактерии.

Молочнокислое брожение крайне необходимо в хлебопечении при изготовлении ржаного хлеба  и в производстве жидких дрожжей.

При помощи некоторых штаммов молочнокислых  бактерий получают молочную кислоту  и молочную сыворотку.

Молочной  кислотой подкисляют фруктовые соки и эссенции, лимонады, маринады, сиропы. Ее используют при изготовлении консервов  мясных, рыбных и растительных.

Молочная  кислота используется в медицине. Кроме того соль ее – лактат меди – применяется при новейших способах гальвонопластики, а соли сурьмы и  натрия – в текстильной промышленности.

Молочнокислым брожением обычно предохраняют овощи  и фрукты от порчи.

Молочнокислое брожение применяется при силосовании  кормов для скота.

Кроме пользы молочнокислое брожение в ряде производств  приносит вред. От постороннего молочнокислого брожения страдает технологический  процесс виноделия, пивоварения, производство спирта, безалкогольных напитков, консервирование, производство сахара, крахмало-паточное и др. Молочнокислые бактерии нередко  являются причиной порчи сырья  и  готовой продукции.

  5. Микрофлора мяса птицы. Виды порчи.

Мясо  птицы, получаемое на птицекомбинатах, не является стерильным, в нем обнаруживают то или другое количество микроорганизмов. Среди этих микроорганизмов встречаются  возбудители гниения, споры плесневых  грибов, дрожжевые клетки и др.

Происхождение этой микрофлоры может быть результатом  пожизненного (эндогенного) инфицирования  или посмертного (экзогенного) обсеменения.

Прижизненное  обсеменение. Наличие патогенных и  условно-патогенных микроорганизмов  в тканях и органах птицы наблюдается  при туберкулезе, сальмонеллезе  и других инфекционных болезнях. У  здоровой птицы эндогенное прижизненное обсеменение микроорганизмами органов  и тканей происходит во время транспортирования  на птицекомбинаты. Птица находится  в это время в непривычной  и тяжелой для нее обстановке, без корма и воды, что приводит к резкому снижению резистентности организма и миграции эндогенным путем микробов из желудочно-кишечного  тракта, желчного пузыря, яичных фолликул, паренхиматозных органов в мышечную ткань. У птицы (особенно водоплавающей) перед убоем часто наблюдается  обсемененность мышц, в первую очередь  конечностей, сальмонеллами, которые обитают в кишечнике, желчном пузыре и яичных фолликулах птицы.

Послеубойное  обсеменение. Обсеменение внутренних тканей, органов и поверхности  тушек птицы происходит в ходе технологического процесса убоя и последующей  обработки тушек птицы. Наибольшая степень обсеменения микроорганизмами тушек птицы наблюдается во время  тепловой обработки (шпарки), удаления оперения и внутренних органов (потрошение), холодильной обработки.