Контрольная работа по " Микробиология и иммунология "

Министерство сельского  хозяйства Российской Федерации

Департамент научно-технологической  политики и образования

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

 «Красноярский  государственный  аграрный  университет»

Хакасский филиал

 

 

КАФЕДРА

ТЕХНОЛОГИИ  ПРОИЗВОДСТВА И ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

 

По дисциплине   Микробиология и иммунология 

 

        ВОПРОСЫ:    1;  51;  70.

  

    

Студента   2  курса 

Специальности      зоотехния

Эргардт Александр  Робертович

               (Фамилия, имя, отчество)

 

шифр  24

группа _________

 

         Руководитель     _____________________________________________   

(Фамилия, имя, отчество)

 

         Члены комиссии: ____________      ____________________

    (Подпись)              (Инициалы, фамилия)

                                           _________________        ____________________

                                                (Подпись)              (Инициалы, фамилия) 

 

 

 

 

 

 

 

 

___________________ «____» _____________ 2011 г._________________

Оценка      Дата         Подпись                 

Содержание

 

      Вопрос № 1: Перспективы развития микробиологии по ускорению развития сельского хозяйства.

      Вопрос № 51: Миханизация (аммонификация) азотсодержащих органических соединений. Возбудители, химизм процесса. Приемы, предупреждающие порчу сельскохозяйственной продукции.

      Вопрос № 70: Бруцеллез. Значение работ Д.Брюса, А.Ивенс, Е.В.Козловского в изучении заболевания. Методы диагностики, меры борьбы и профилактики.

      Библиографический список.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Вопрос № 1: Перспективы развития микробиологии по ускорению развития сельского хозяйства.

     Микробиологическая промышленность - отрасль промышленности, в которой производственные процессы базируются на микробиологическом синтезе ценных продуктов из различных видов непищевого сырья (углеводородов нефти и газа, гидролизатов древесины), а также отходов промышленной переработки сахарной свёклы, кукурузы, масличных и крупяных культур и т.д. Выпускает белково-витаминные концентраты, аминокислоты, витамины, ферментные препараты, антибиотики, бактериальные и вирусные препараты для защиты растений от вредителей и болезней, бактериальные удобрения, а также продукты комплексной переработки растительного сырья — фурфурол, ксилит и др. Микробиологическая промышленность возникла в ходе современной научно-технической революции и основана на новейших достижениях технической микробиологии, химии, физики, химической технологии и кибернетики.

     На научной основе создаются всё более совершенные инженерно-биологические системы, в которых свойственная микроорганизмам огромная энергия ферментативного превращения веществ используется для направленного синтеза продуктов, необходимых сельскому хозяйству и промышленности

     Микробиология в пищевой промышленности и сельском хозяйстве.

По прогнозам, к 2050 году население Земли возрастет  до 10 млрд человек и для обеспечения  его потребности в продукции  сельского хозяйства нужно будет увеличить объемы производства на 75%. Анализ проблемы обеспечения человека продовольствием специалистами разных стран показал, что в основном она заключается в недостатке белка животного происхождения, который по аминокислотному составу более богат, чем растительный белок.   Промышленная микробиология поставляет животноводству по крайней мере три вида важных веществ: кормовой белок или белково-витаминные концентраты (БВК), незаменимые аминокислоты и кормовые антибиотики.  Добавление 1 т БВК в корма обеспечивает экономию 7 т фуражного зерна и дополнительное производство 0,8 т свинины или 5 т мяса птицы. Включение 1 т кормовых дрожжей в рацион телят и поросят позволяет экономить 6 т цельного молока. Наиболее продуктивным сырьем для получения микробного белка следует считать клетчатку, причем преимущественно используются не отходы древесины, а подсолнечная лузга, кукурузные кочерыжки, солома и другие отходы сельского хозяйства, которые ежегодно воспроизводятся. Второй вид биотехнологической продукции - незаменимые аминокислоты, производство которых для медицины и сельского хозяйства интенсивно развивается во всем мире. Среди них такие, как лизин и метионин, обязательно должны содержаться в готовом виде в пище человека и кормах животных. Метионин производят с помощью химической технологии, а лизин - в основном биотехнологически. Внесение в корма лизина высвобождает фураж и увеличивает объем мясной продукции: на 1 т лизина высвобождается 40-50 т фуражного зерна и получается дополнительно более 10 т мяса.

     В настоящее время создан банк различных экологически безопасных видов микроорганизмов, практически значимых в растениеводстве, животноводстве, защите растений, хранении и переработке сельскохозяйственной продукции. Препараты, созданные на их основе, характеризуются комплексным действием. Они оказывают стимулирующее влияние на рост растений, подавляют развитие ряда болезней, улучшают минеральное питание растений, способствуют повышению плодородия почв, существенно улучшают баланс гумуса.

     Применение биопрепаратов нового поколения не только повышает продуктивность растений, но и улучшает их качество, позволяет получить более раннюю продукцию, повышает сохранность продукции.

     Все микробные препараты имеют широкий спектр действия, но наиболее эффективны при выращивании овощных и кормовых культур. Их использование позволяет снизить нормы применения минеральных удобрений и ядохимикатов, что позитивно сказывается на содержании нитратов и нитритов в продукции и снижает пестицидную нагрузку на экосистемы.

      Для эффективной переработки отходов с помощью биопрепаратов необходим подбор микроорганизмов. Особенно важно использовать в биопрепаратах метаногенные бактерии, позволяющие ускорить процесс разложения и получить газы метан и водород.

    Микробные препараты находят широкое применение в нефтяной отрасли для повышения нефтеотдачи, поиска нефтяных месторождений, очистки сточных вод предприятий нефтяной промышленности. В рудной отрасли их используют для выщелачивания металлов из руд, борьбы с агрессивными водами в шахтах, для обессеривания углей, для очистки шахтных сточных вод.

Это показывает, что возможности биотехнологии  безграничны. Они еще недостаточно изучены, и в дальнейшем необходимо проведение широкомасштабных опытов по испытанию эффективности биопрепаратов ЭМ-технологии в различных отраслях народного хозяйства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Вопрос № 51: Миханизация (аммонификация) азотсодержащих органических соединений. Возбудители, химизм процесса. Приемы, предупреждающие порчу сельскохозяйственной продукции.

     Гние́ние (аммонификация) — процесс разложения азотсодержащих органических соединений (белков, аминокислот), в результате их ферментативного гидролиза под действием аммонифицирующих микроорганизмов с образованием токсичных для человека конечных продуктов — аммиака, сероводорода, а также первичных и вторичных аминов при неполной минерализации продуктов разложения:

• Трупных ядов (например путресцин и кадаверин)
• Ароматические соединения (например скатол, индол- образуются в результате дезаминирования и декарбоксилирования аминокислоты триптофана)
• Гниение серусодержащих аминокислот (цистеина, цистина и метионина) приводит к выделению сероводорода, меркаптанов, диметилсульфоксида

Аммонификация - это минерализация азотсодержащих органических веществ, протекающая под воздействием аммонифицирующих микробов, выделяющих протеолитические ферменты. Благодаря аммонификации представителей растительного и животного мира и их продуктов жизнедеятельности (мочевины, испражнений) почва обогащается азотом и другими соединениями.     Одновременно с этим аммонифицирующие микробы выполняют огромную санитарную роль, очищая почву и гидросферу от разлагающегося органического субстрата. Основными представителями широко распространенных в природе аммонифицирующих микробов являются следующие. Микроорганизмы, разлагающие мочевину: Вас. probatus и Sporosarcina ureae 
      Спорообразующие аэробы — это Вас. mesentericus (картофельная бактерия), Вас. megatherium (капустная бактерия), Вас. subtilis (сенная палочка), Вас. mycoides (грибовидная бацилла). Не образующие спор аэробные аммонификаторы — это Е. coli, Proteus vulgaris, Ps. fluorescens. 
К анаэробным спорообразующим аммонификаторам относятся Cl. putrificum (газообразующая клостридия), Cl. sporogenes. 
Аммонификацию вызывают также актиномицеты, грибы, триходермы, живущие в почве. 
     Азотная кислота. Первый метод минерализации (разрушения) биологического материала при химико-токсикологических исследованиях предложил русский ученый А. П. Нелюбин. Он применил концентрированную азотную кислоту. Метод разрушения биологического материала концентрированной азотной кислотой сыграл большую роль в развитии химико-токсикологического анализа. Он был использован для разрушения ряда объектов биологического происхождения и последующего обнаружения ионов металлов в минерализатах.

     Однако разрушение биологического материала нагреванием с концентрированной азотной кислотой требует большой затраты времени. В некоторых случаях разрушение органических веществ заканчивается только после повторного нагревания объектов биологического происхождения с азотной кислотой. Концентрированная азотная кислота слабо окисляет жиры, находящиеся в биологическом материале. Поэтому иногда требуется проводить экстракцию жиров петролейным эфиром или другими органическими растворителями и только после этого приступать к разрушению органических веществ нагреванием с концентрированной азотной кислотой. При повторном нагревании биологического материала с концентрированной азотной кислотой теряется некоторое количество кобальта, цинка, марганца и других металлов, содержащихся в исследуемых объектах.

     Химизм разложения белковых веществ. Гниение — сложный, многоступенчатый биохимический процесс, характер которого и конечный результат зависят от строения и состава разлагаемых белков, условий процесса и видов вызывающих его микроорганизмов. 
     Белковые вещества не могут непосредственно поступать в клетки микроорганизмов, поэтому использовать белки могут только те из них, которые обладают протеолитическими ферментами экзопротеазами, выделяемыми клетками в окружающую среду. 
     Процесс распада белков начинается с их гидролиза. Первичными продуктами гидролиза являются пептоны и пептиды. Они расщепляются до аминокислот, которые являются конечными продуктами гидролиза. 
      Такие белки, как нуклеопротеиды, под действием гнилостных микробов расщепляются на белковый комплекс и нуклеиновые кислоты. Белки затем разлагаются аналогично тому, как описано выше, а нуклеиновые кислоты распадаются на фосфорную кислоту, углеводы и смесь азотсодержащих оснований. 
     Образующиеся в процессе распада белков различные аминокислоты используются микроорганизмами или подвергаются ими дальнейшим изменениям, например дезаминированию, в результате чего образуются аммиак и разнообразные органические соединения в соответствии с характером самих аминокислот и ферментов микроорганизмов. Процесс дезаминирования может происходить различными путями. Различают дезаминирование гидролитическое, окислительное и восстановительное. 
     Гидролитическое дезаминирование сопровождается образованием оксикислот и аммиака. Если при этом происходит и декарбоксилирование аминокислоты, то образуются спирт, аммиак и углекислый газ: 
     RCHNH2COOH + Н20 ~> RCHOHCOOH + NH3; 
    RCHNH2COOH + H20 -+ RCH2OH + NH3 +CO2. 
    При окислительном дезаминировании образуются кетокислоты и аммиак: 
    RCHNH2COOH +1/2 О2 = RCOCOOH + NH3. 
    При восстановительном дезаминировании образуются карбоновые кислоты и аммиак: 
    RCHNH2COOH + 2H =RCH2COOH + NH3. 
     Из приведенных уравнений видно, что среди продуктов разложения аминокислот в зависимости от строения их радикала (R) обнаруживаются различные органические кислоты и спирты. Так, при разложении аминокислот жирного ряда могут накапливаться муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная и другие кислоты, пропиловый, бутиловый, амиловый и другие спирты. При разложении аминокислот ароматического ряда промежуточными продуктами являются характерные продукты гниения: фенол, крезол, скатол, индол — вещества, обладающие очень неприятным запахом. При распаде аминокислот, содержащих серу, получается сероводород или его производные — меркаптаны (например, метилмеркаптан CH3SH). Меркаптаны обладают запахом тухлых яиц, который ощущается даже при ничтожно малых их концентрациях. 
     Возбудители гниения. 
     Среди множества микроорганизмов, способных в той или иной мере разлагать белки, особое значение имеют микроорганизмы, которые вызывают глубокий распад белков — собственно гниение. Такие микроорганизмы принято называть гнилостными. Из них наибольшее значение имеют бактерии. Гнилостные бактерии могут быть спорообразующими и бесспоровыми, аэробными и анаэробными. Многие из них мезофилы, но есть холодоустойчивые и термостойкие. Большинство чувствительны к кислотности среды и повышенному содержанию в ней NaCl. Многие способны к сбраживанию углеводов. 
     Наиболее распространенными и активными возбудителями гнилостных процессов являются следующие: Вас. subtilis (сенная палочка) и Вас. mesentericus (картофельная палочка) — аэробные, подвижные, спорообразующие бактерии. 
      Сенная и картофельная палочки помимо продуктов, богатых белками, портят пищу, содержащую углеводы (кондитерские изделия, сахарные сиропы и др.), поражают хлеб (преимущественно пшеничный), клубни картофеля. Вас. mesentericus вызывает побурение мякоти косточковых плодов (абрикосов, персиков). Оба вида широко распространены в природе и способны вырабатывать антибиотические вещества, подавляющие развитие многих болезнетворных и сапрофитных бактерий.

      Известны не только полезные свойства микробов, но и отрицательное их влияние на пищевые продукты. Многие микроорганизмы, вызывая разложение составных частей пищевого .продукта, не улучшают, а ухудшают его качества. К таким микроорганизмам в первую очередь относятся гнилостные: Bact. Proteus vulgaries, Bact. Cloacae, Bact. Putrificus, sporogenes и др. Рост и размножение этих микробов сопровождаются разложением белковых веществ и накоплением продуктов распада, многие из которых обладают неприятным вкусом или имеют резкий неприятный запах. К их числу относятся такие органические вещества, как индол, скатол, кадаверин, гистамин, газы - сероводород, аммиак, фосфин, метиламин.

    На определении промежуточных продуктов распада основаны многие методы санитарной экспертизы пищевых продуктов. В результате гнилостного распада поверхность пищевых продуктов с плотной консистенцией ослизняется, становится липкой. Вследствие комплекса изменений при гниении пищевые продукты теряют свои первоначальные органолептические свойства и становятся недоброкачественными.

     При гниении в продуктах могут размножаться и патогенные для человека микробы, например сальмонеллы, палочка ботулинуса, так как патогенные микроорганизмы особенно хорошо используют для своего питания и усваивают продукты частичного расщепления белка. В связи с этим пищевые продукты с явлениями гнилостного разложения в случае их употребления представляют большую опасность в отношении пищевых отравлений. Работники пищевой промышленности, общественного питания и торговли обязаны соблюдать необходимые условия предохранения продуктов от микробного разложения. Условиями, благоприятствующими размножению гнилостных микробов, являются тепло, наличие в продукте белка и влаги, невысокая кислотность. Высокое содержание белка в водной среде представляет прекрасную питательную среду для микробов. Особенно быстро подвергаются гнилостному разложению такие продукты, как мясо, молоко, рыба, яйца, вареные колбасы.

      В условиях повышенной температуры значительно ускоряется размножение микробов. Наряду с ростом микробов и усилением их ферментативной деятельности происходит активирование ферментов, находящихся в самих тканях. Эти ферменты также расщепляют белковые вещества, жиры и углеводы с образованием тех же самых продуктов распада, что и при гниении. Наибольшее размножение гнилостных микробов и действие ферментов происходят при температуре 20-25 °С (до 40-45°С). Низкая температура и пониженная влажность, наоборот, создают неблагоприятные условия для роста бактерий.

    Следовательно, основным условием, которое широко применяется в практике пищевых предприятий с целью сохранения продуктов, является использование пониженной температуры (хранение скоропортящихся продуктов в специальных охлаждаемых шкафах или холодильниках). Следует, однако помнить, что холод не вызывает гибели микробов, а только задерживает или прекращает их жизнедеятельность и что в благоприятных условиях они могут продолжать вредное влияние на качество продуктов. Кроме того, существуют некоторые виды бактерий, способные размножаться в условиях пониженной температуры, даже близкой к 0 градусов. (например Bact. Fluorescens), а также многочисленные плесени.