putrefaktiiviset (proteolyyttiset) bakteerit. Suoliston mikroflooran häiriöiden hoito Mitä mätänevät bakteerit syövät

Kunnan budjettikoulutuslaitos

lukio nro 8 Poronayskissa

TUTKIMUS

putrefaktiiviset bakteerit, heinäbacillus

Täydentäjä: Konovatnikova Alexandra,

Mkhitaryan Aram, Mkhitaryan Arpine

Päällikkö: biologian opettaja

Poronaysk, 2013

JOHDANTO

Bakteerit ovat hyvin muinaisia ​​organismeja, jotka ilmestyivät noin kolme miljardia vuotta sitten. Bakteerit ovat mikroskooppisesti pieniä, mutta niiden klusterit tai pesäkkeet näkyvät paljaalla silmällä. Bakteereja löytyy kaikkialta luonnosta, ja ne tekevät valtavaa työtä planeetalla.

Bakteerit ovat orgaanisen aineen tuhoajia, jotka puhdistavat planeetan kuolleiden eläinten ja kasvien jäänteistä. On symbionttibakteereja, jotka elävät kasvien ja eläinten organismeissa tuoden niille etuja (kyhmybakteerit). Myös muita bakteereja syövät saalistusbakteerit tunnetaan.

Työn tarkoitus: Putrefaktiivisten bakteerien viljelmän ja heinäbasilliviljelmän hankintamenetelmällä näiden mikro-organismien kasvattaminen ja tarkkailu.

Työtehtävät:

saada käsitys rappeutumisesta;

tutkia putrefaktiivisten bakteerien ja heinäbasillien viljelmän kasvatusmenetelmää;

suorittaa ja kuvata laboratoriotyötä, viljelmien tarkkailua.

Työmenetelmä: teoreettinen ja kokeellinen

Käytännön merkitys:

Opimme tekemään mikrobiologisen kokeen, työskentelemään elektronimikroskoopilla, kirjoittamaan pieniä tutkimuspapereita.

I. ROT

Hajoaminen - proteiinien ja muiden typpipitoisten aineiden hajoaminen mädäntyneiden bakteerien vaikutuksesta, johon liittyy haisevien tuotteiden muodostuminen. Hajoamisprosessien kehittymistä helpottavat: kosteus, oikea t °. Mädäntymisen vaikutuksen alaisena olevat proteiinit käyvät läpi syviä ja monimutkaisia ​​muutoksia, joiden seurauksena proteiinimolekyyli hajoaa pitkäksi sarjaksi pieniä molekyylejä. Proteiinien hajoamisprosessien tutkimuksen aloittivat Nenetsky, Bauman, Zalkovsky-veljekset, Gauthier, Etar ja Briger. Putrefaktiivinen halkeilu johtuu proteiinien hajoamisesta mikro-organismien toimesta. Proteiinit ovat elävän ja kuolleen orgaanisen maailman tärkein ainesosa, niitä on monissa elintarvikkeissa.

Kyky tuhota proteiiniaineita on luontainen monille mikro-organismeille. Jotkut mikro-organismit aiheuttavat proteiinin matalaa pilkkoutumista, toiset voivat tuhota sen syvemmälle. Putrefaktiivisia prosesseja esiintyy jatkuvasti luonnollisissa olosuhteissa ja niitä esiintyy usein tuotteissa ja tuotteissa, jotka sisältävät proteiiniaineita. Hajoamisen lopputuotteita ovat aminohapot ja kaasumaiset pahanhajuiset tuotteet (ammoniakki, rikkivety, indoli, skatoli, merkaptaanit jne.).

Mädäntymistä aiheuttavat useammin seuraavat aerobiset bakteerit (elävät happiympäristössä): Bacillus subtilis (heinätikku) ja Bacillus mesentericus (perunatikku). Molemmat bakteerit ovat liikkuvia ja muodostavat itiöitä, jotka kestävät korkeita lämpötiloja.

Heinäkeppi elää jatkuvasti heinällä, mistä se sai nimensä. Se kehittyy heinäinfuusiossa kalvon muodossa. Heinätikku pystyy tuottamaan antibioottisia aineita, jotka estävät monien patogeenisten ja ei-patogeenisten bakteerien elintärkeää toimintaa. Kun se hajottaa proteiineja, vapautuu paljon ammoniakkia.

Perunatangolla on suurempi aktiivisuus proteiinien tuhoamisessa kuin heinällä. Perunatikku (vähäisemmässä määrin heinätikku) voi aiheuttaa paistetussa leivässä perunatautia, minkä seurauksena siitä tulee viskoosi ja tahmea. Tällainen leipä ei sovellu ruokaan. Molemmat bakteerit voivat pilata monet muut tuotteet - maitotuotteet ja makeiset, perunat, hedelmät jne.

Optimaalinen kehityslämpötila useimmille mätäneville mikro-organismeille on välillä 25-35°C. Alhaiset lämpötilat eivät aiheuta niiden kuolemaa, vaan vain pysäyttävät kehityksen. 4-6 ° C: n lämpötilassa mätänevien mikro-organismien elintärkeä aktiivisuus tukahdutetaan.

II. MÄNTYJIEN BAKTEERIJEN JA HEINIEN KULTTUURIN KASVATUS

1. Laboratoriotyö "Mikro-organismiviljelmän viljely"

A) Menetelmä putrefaktiivisten bakteerien elektiivisen rikastusviljelmän valmistamiseksi

Edistyminen

1) Laita steriloituun purkkiin pala mitä tahansa lihaa, pala keitettyä makkaraa

2) Sulje kansi tiiviisti korkilla.

3) Laita lämpimään paikkaan

4) Kokeen lopussa viljele mikroskooppisesti.

Työn kuvauksen mukaisesti kaikki toimenpiteet suoritettiin, viikon aikana havainnoitiin heinäbasilli- ja mädäntymisbakteeripesäkkeiden kasvua.

Taulukko 1. Mkhitaryan Arpinen havainnot

Taulukko 2. Mkhitaryan Aramin havainnot.

Taulukko 3. Alexandra Konovatnikovan havainnot.

Siten hajoamisprosessit etenevät kaikissa kokeissa samalla tavalla, ja siihen liittyy pahanhajuisten aineiden vapautumista, plakin ja nesteen muodostumista.

B) Menetelmä heinäbasillin valinnaisen rikastusviljelmän valmistamiseksi ( bacillus subtilis)

Akkumulatiiviset elektiiviset viljelmät ovat niitä, joissa luodaan olosuhteet yhden lajin mikro-organismien kasvulle ja muiden lajien kasvua estetään. Tässä työssä kiehuminen on itiöttömät muodot tappava tekijä, jonka seurauksena heinäbasilli muodostaa todellisen pesäkkeen.

Varusteet ja materiaalit: 250 ml lämmönkestävä pullo, lasitanko, puuvilla-harsotulppa, heinäpöly tai olki, liitumurska, sähköliesi tai vesihaude, kiehuva vesi, lasitallennin, sakset.

Edistyminen:

Heinäbasilliviljelmän hankkiminen

1) Steriloi astiat.

2) Punnitse näyte 10-15 g heinää tai olkia.

3) Laita pulloon. Kaada päälle kiehuvaa vettä niin, että pilli peittyy kokonaan vedellä.

4) Nukahtaa 0,5 tl. liitu. Keitä 15 min.

5) Sulje korkki ja aseta se kaappiin.

6) Mikroskoopin lopussa.

5 päivän kuluttua heinäliemen pinnalle ilmestyi harmahtava kalvo, joka koostui heinäbasillin yksilöistä.

2. Mikro-organismien havainnointi

Mikrovalmisteiden valmistus

Laitteet:

1. Diat, peitinlasit, pipetti, lautasliina, dekantterilasi.

2. Puhdista kansilasit.

3. Pullosta, jossa viljelmät sijaitsivat, mikro-organismeja sisältävä liuos kaadettiin lasiin.

4. Viljelmän sisältävä pisara asetettiin lasilevylle, värjättiin lakmuksella ja peitettiin peitinlasilla, jossa oli metyylioranssia.

Kuva 2. 1, 2 - putrefaktiiviset bakteerit. Altamin koulu.

400-kertainen suurennus. Valmistaja Mkhitaryan Arpine

Kuva 3. 1, 2 - putrefaktiiviset bakteerit. Kuva Altamin koulu.

400-kertainen suurennus. Valmistaja Mkhitaryan Aram

Johtopäätös: työskentely mikrovalmisteiden kanssa mahdollistaa sen johtopäätöksen, että mätänevät bakteerit ja heinäbasillin bakteerit ovat muodoltaan ja liiketoimiltaan samanlaisia. Bakteerien samankaltaisuus perunatikkujen kanssa on todettu, mikä viittaa siihen, että saimme samankaltaisia ​​ja mahdollisesti samoja mikro-organismiviljelmiä.

PÄÄTELMÄ

Tutkimustyön tuloksena opimme kasvattamaan mätänemisbakteerien ja heinäbasillien mikro-organismeja, valmistamaan värjättyjä mikrovalmisteita, tarkkailemaan bakteereja mikroskoopilla, ottamaan valokuvia ja kuvailemaan työn tuloksia.

Työn aikana ymmärsimme, että luonnon rappeutumisella on suuri myönteinen rooli. Se on olennainen osa aineiden kiertoa. Mädäntymisprosessit varmistavat maaperän rikastamisen sellaisilla typen muodoilla, joita kasveille tarvitaan. Putrefaktiiviset mikro-organismit voivat kuitenkin aiheuttaa monien proteiineja sisältävien elintarvikkeiden ja materiaalien pilaantumista. Jotta estetään tuotteiden pilaantuminen mädäntyvien mikro-organismien toimesta, olisi säädettävä sellaisesta varastointijärjestelmästä, joka estää näiden mikro-organismien kehittymisen.

LUETTELO KÄYTETTYÄ KIRJALLISTA

1. Sokolov, eläimet, ensimmäinen osa [Teksti] / . – M.: Enlightenment, 1984. – 463 s.

2. Giljarov, nuoren biologin sanakirja [Teksti] /. - M.: Pedagogiikka, 1896. - 352 s.

3. Wikipedia [Sähköinen resurssi] /

Kaatopaikkojen ja kaatopaikkojen haju, mätänevät orgaaniset jäännökset - kaikki tämä aiheuttaa ihmisissä jatkuvaa inhoa. Mutta kun ensimmäinen reaktio menee ohi ja terve järki aktivoituu, tulee ymmärrys, että tämä on pakollinen elämänprosessi. Kaiken mätänemisen takana voit nähdä nousevan uuden elämän. Tämä on aineiden ikuinen kierto luonnossa. Ja vaikka planeetan elävät organismit olisivat kuinka erilaisia, on yllättävää, että ainoat hajoamisesta vastuussa olevat bakteerit ovat hajoamisbakteerit.

Mikä hajoaa

Hajoamisprosessit ovat koko joukko reaktioita, joiden seurauksena monimutkaiset aineet hajoavat yksinkertaisemmiksi ja vakaammiksi. Mädäntymisprosessi (ammonifikaatio) on typpeä ja rikkiä sisältävien orgaanisten aineiden hajoamista yksinkertaisiksi molekyyleiksi. Samanlainen prosessi - käyminen - on typettömien orgaanisten aineiden - sokereiden tai hiilihydraattien - hajottaminen. Molemmat prosessit ovat mikro-organismien suorittamia. Näiden prosessien mekanismin selvittäminen alkoi Louis Pasteurin (1822-1895) kokeista. Jos katsomme mädäntymisbakteereita yksinomaan kemiallisesta näkökulmasta, näemme, että näiden prosessien syyt ovat orgaanisten yhdisteiden epävakaus ja mikro-organismit toimivat vain kemiallisten reaktioiden aiheuttajina. Mutta sekä proteiini, veri että bakteerien vaikutuksen alaiset eläimet joutuvat erilaisiin hajoamistyyppeihin, jolloin mikro-organismien hallitseva rooli on kiistaton.

Aiheen tutkiminen jatkuu

Ladolla on suuri merkitys sekä luonnontaloudessa että ihmisen toiminnassa: teknisestä tuotannosta sairauksien kehittymiseen. Soveltava bakteriologia syntyi vasta noin 50 vuotta sitten, ja tutkimuksen vaikeudet ovat valtavia vielä tänäkin päivänä. Mutta näkymät ovat valtavat:

Keitä nämä tuhoajat ovat?

Bakteerit ovat kokonainen yksisoluisten prokaryoottisten (joissa ei ole ydintä) organismien valtakunta, jossa on noin 10 tuhatta lajia. Mutta tämä tiedetään meille, ja yleensä oletetaan, että yli miljoona lajia on olemassa. He ilmestyivät planeetalle kauan ennen meitä (3-4 miljoonaa vuotta sitten), he olivat sen ensimmäiset asukkaat, ja suurelta osin heidän ansiostaan ​​Maa tuli sopivaksi muiden elämänmuotojen kehittymiseen. Ensimmäistä kertaa vuonna 1676 hollantilainen luonnontieteilijä Anthony van Leeuwenhoek näki "eläinlajit" omassa käsintehdyssä mikroskoopissaan. Vasta vuonna 1828 he saivat nimensä Christian Ehrenbergin työstä. Suurennustekniikan kehitys mahdollisti Louis Pasteurin vuonna 1850 kuvaamaan hajoamis- ja käymisbakteerien fysiologiaa ja aineenvaihduntaa, mukaan lukien patogeenit. Pernarutto- ja rabiesrokotteen keksijää Pasteuria pidetään bakteriologian, bakteeritieteen perustajana. Toinen merkittävä bakteriologi on saksalainen lääkäri Robert Koch (1843-1910), joka löysi Vibrio choleraen ja tuberkuloosibasillin.

Niin yksinkertaista ja niin monimutkaista

Bakteerien muoto voi olla pallomainen (cocci), suoria sauvoja (basillit), kaarevia (vibrio), spiraalimaisia ​​(spirilla). Ne voivat yhdistyä - diplokokit (kaksi kokkia), streptokokit (kokkiketju), stafylokokit (kokkijoukko). Mureiinin (aminohappoihin yhdistetty polysakkaridi) soluseinä antaa keholle muotoa ja suojaa solun sisältöä. Fosfolipidien solukalvo voi tunkeutua sisään ja sisältää liikeelinten komplekseja (flagella). Soluilla ei ole ydintä, mutta sytoplasma sisältää ribosomeja ja pyöreä DNA:ta (plasmideja). Organelleja ei ole, ja mitokondrioiden ja kloroplastien toiminnot suorittavat mesosomit - kalvon ulkonemat. Joissakin on tyhjiöitä: kaasuvakuolit liikkuvat vesipatsaassa, ja varasto sisältää glykogeenia tai tärkkelystä, rasvoja, polyfosfaatteja.

Kuinka he syövät

Ravinnon tyypin mukaan bakteerit ovat autotrofisia (ne syntetisoivat orgaanisia aineita itse) ja heterotrofisia (kuluttavat valmiita orgaanisia aineita). Autotrofit voivat olla fotosynteettisiä (vihreä ja violetti) ja kemosynteettisiä (nitrifioivat, rikkibakteerit, rautabakteerit). Heterotrofit ovat saprotrofeja (ne käyttävät jätetuotteita, kuolleita eläinten ja kasvien jäännöksiä) ja symbiontteja (ne käyttävät elävien organismien orgaanista ainetta). Rahoamisen ja käymisen suorittavat saprotrofiset bakteerit. Jotkut bakteerit tarvitsevat happea aineenvaihdunnan suorittamiseen (aerobit), kun taas toiset eivät tarvitse sitä (anaerobit).

Armeijoitamme ei voida laskea

Bakteerit elävät kaikkialla. Kirjaimellisesti. Jokaisessa vesipisarassa, jokaisessa lätäkössä, kivillä, ilmassa ja maaperässä. Tässä vain muutama ryhmistä:

Optimaaliset olosuhteet

Tietyt olosuhteet ovat välttämättömiä mädäntymiselle, ja juuri näiden olosuhteiden poistaminen bakteereista on ruoanlaittomme ytimessä (sterilointi, pastörointi, purkittaminen ja niin edelleen). Intensiivistä hajoamisprosessia varten tarvitaan:

• Itse bakteerien läsnäolo.
• Ulkoolosuhteet - kostea ympäristö, lämpötila +30-40 °С.

Erilaiset vaihtoehdot ovat mahdollisia. Mutta vesi on olennainen ominaisuus orgaanisten aineiden hydrolyysissä. Ja entsyymit toimivat vain tietyssä lämpötilatilassa.

Tärkeimmät ammonifikaattorit

Maan maaperässä elävät lahobakteerit ovat yleisin prokaryoottien ryhmä. Niillä on tärkeä rooli typen kierrossa ja ne palauttavat mineraaleja (mineralisoituvat) maaperään, jotka ovat niin välttämättömiä kasveille fotosynteesiprosesseihin. Bakteerien muoto, suhde hapen läsnäoloon ja ruokintatavat ovat erilaisia. Tämän ryhmän pääedustajia ovat itiöitä muodostavat klostridit, basillit ja itiöitä muodostamattomat enterobakteerit.

Orgaanisen hajoamisen vaiheet

Orgaanisten aineiden hajoamisvaiheet hajoamisbakteerien toimesta ovat kemiallisesti melko monimutkaisia. Yleensä tämä prosessi suoritetaan seuraavasti:

heinätikku

Tutkituin bakteeri on Bacillus subtilis, erittäin tehokas ammoniakki. Vain E. coli (Escherichia coli), suoliston symbionttimme, on tutkittu paremmin. Heinäbakteeri on aerobinen lahoamisbakteeri. Sen pinnalla on proteaasikatalyyttisiä entsyymejä, joita bakteerit tuottavat ja joita käytetään elinvoiman saamiseksi. Proteaasit joutuvat hydrolyysireaktioihin ympäristön proteiinien kanssa ja tuhoavat sen peptidisidoksia vapauttamalla suuria aminohappoketjuja ja sitten pienempiä. Kaikki mitä hän tarvitsee menee häkkiin, ja mitä hän ei tarvitse, se annetaan pois. Ja myrkylliset aineet jäävät - rikkivety ja ammoniakki. Näiden kaasujen takia heinätikkujen elinympäristöt haisevat niin epämiellyttävältä.

Naapurimme

Suolistossamme elää noin 50 biljoonaa erilaista mikro-organismia, mikä on noin kaksi kiloa. Ja tämä on 1,5 kertaa enemmän kuin solujen kokonaismäärä koko ihmiskehossa. Ja kuka täällä on mestari ja kuka on symbiontti? Tämä on tietysti vitsi. Mutta tämän naapureiden joukossa on myös hajoavia bakteereja. Niiden hyödyt ja haitat keholle riippuvat niiden lukumäärästä ja patogeenisuudesta. Suussamme on jopa 40 000 bakteeria. Vatsamme hapan ympäristö kestää laktobasilleja, joitain streptokokkeja ja sarkiineja. Haimamehua, jossa on aggressiivisia ruoansulatusentsyymejä (lipaaseja ja amylaaseja), vapautuu pohjukaissuoleen ja tekee siitä lähes täysin steriiliä.

Ohut- ja paksusuolessa ympäristö on emäksinen, koko mikroflooran massa on keskittynyt tähän. Täällä bakteerit auttavat meitä imemään vitamiineja (bifidobakteereja), syntetisoimaan vitamiineja (K ja B) ja tukahduttamaan patogeenista kasvistoa (E. coli), hajottamaan tärkkelystä ja selluloosaa, proteiineja ja rasvoja (ammonioivat bakteerit), eikä tämä ole koko luettelo. naapureidemme hyödyllisistä toiminnoista. Ulosteen mukana jokainen ihminen erittää noin 18 miljardia bakteeria, mikä on enemmän kuin ihmiset koko planeetalla. Mutta samat bakteerit voivat tietyissä olosuhteissa aiheuttaa sairauksia. Siksi monia niistä pidetään ehdollisesti patogeenisina.

Mätäbakteerien merkitys

Tämän planeetan ensimmäiset elävät organismit, jotka ovat tehokkaimpia kaikkien maapallolla olevien ekologisten markkinarakojen miehittämisessä, ovat bakteerit. Ne mineralisoivat maaperää tehden siitä hedelmällisen. Palauta epäorgaaniset aineet kiertoon. Hävitä kaikkien planeetan elävien organismien ruumiit ja jätetuotteet. Tarjoa ihmiskunnalle luonnonvaroja. Ne helpottavat elämäämme ja auttavat ruoan osien assimilaatiossa. Tätä listaa voi jatkaa pitkään. Tietysti myös mätänevien bakteerien negatiivinen arvo on suuri. Mutta luonto tiesi mitä se oli tekemässä, ja tehtävämme tällä planeetalla ei ole horjuttaa sitä herkkää tasapainoa, johon ympärillämme oleva maailma on päässyt näiden lähes neljän miljoonan vuoden aikana.

Mätäntyminen on proteiinien hajottamista mikro-organismien toimesta. Tämä on vahinkoa lihalle, kalalle, hedelmille, vihanneksille, puulle sekä maaperässä, lannassa jne. tapahtuville prosesseille.

Suppeammassa merkityksessä mädäntymisen katsotaan olevan proteiinien tai proteiinipitoisten substraattien hajoamisprosessi mikro-organismien vaikutuksesta.

Proteiinit ovat tärkeä osa elävää ja kuollutta orgaanista maailmaa, ja niitä löytyy monista elintarvikkeista. Proteiineille on ominaista suuri monimuotoisuus ja rakenteen monimutkaisuus.

Kyky tuhota proteiiniaineita on luontainen monille mikro-organismeille. Jotkut mikro-organismit aiheuttavat proteiinin matalaa pilkkoutumista, toiset voivat tuhota sen syvemmälle. Putrefaktiivisia prosesseja esiintyy jatkuvasti luonnollisissa olosuhteissa ja niitä esiintyy usein tuotteissa ja tuotteissa, jotka sisältävät proteiiniaineita. Proteiinin hajoaminen alkaa sen hydrolyysillä mikrobien ympäristöön vapauttamien proteolyyttisten entsyymien vaikutuksesta. Mädäntyminen etenee korkeassa lämpötilassa ja kosteudessa.

Aerobinen rappeutuminen. Esiintyy ilmakehän hapen läsnä ollessa. Aerobisen hajoamisen lopputuotteita ovat ammoniakin lisäksi hiilidioksidi, rikkivety ja merkaptaanit (joilla on mätämunan haju). Rikkivetyä ja merkaptaaneja muodostuu rikkiä sisältävien aminohappojen (kystiini, kysteiini, metioniini) hajoamisen aikana. Aerobisissa olosuhteissa proteiiniaineita tuhoavien mädäntäbakteerien joukossa on myös basilli. mycoides. Tämä bakteeri on laajalti levinnyt maaperään. Se on liikkuva itiöitä muodostava sauva.

anaerobinen hajoaminen. Esiintyy anaerobisissa olosuhteissa. Anaerobisen hajoamisen lopputuotteet ovat aminohappojen dekarboksylaatiotuotteita (karboksyyliryhmän poisto), jolloin muodostuu pahanhajuisia aineita: indoli, akatoli, fenoli, kresoli, diamiinit (niiden johdannaiset ovat ruumiimyrkyjä ja voivat aiheuttaa myrkytyksen) .

Yleisimmät ja aktiivisimmat anaerobisissa olosuhteissa tapahtuvan hajoamisen aiheuttajat ovat Bacillus puthrificus ja Bacillus sporogenes.

Optimaalinen kehityslämpötila useimmille mätäneville mikro-organismeille on välillä 25-35°C. Alhaiset lämpötilat eivät aiheuta niiden kuolemaa, vaan vain pysäyttävät kehityksen. 4-6°C:n lämpötilassa mädäntyneiden mikro-organismien elintärkeä toiminta vaimenee. Ei-itiömäiset bakteerit kuolevat yli 60 °C:n lämpötiloissa, ja itiöitä muodostavat bakteerit kestävät kuumennuksen jopa 100 °C:seen.

Putrefaktiivisten mikro-organismien rooli luonnossa, ruoan pilaantumisprosesseissa.

Luonnossa rappiolla on suuri myönteinen rooli. Se on olennainen osa aineiden kiertoa. Mädäntymisprosessit varmistavat maaperän rikastamisen sellaisilla typen muodoilla, joita kasveille tarvitaan.

Puolitoista vuosisataa sitten suuri ranskalainen mikrobiologi L. Pasteur tajusi, että ilman hajoamisen ja käymisen mikro-organismeja, jotka muuttavat orgaanista ainesta epäorgaanisiksi yhdisteiksi, elämä maapallolla tulisi mahdottomaksi. Suurin määrä tämän ryhmän lajeja elää maaperässä - niitä on useita miljardeja 1 g:ssa hedelmällistä peltomaata.Maan kasvistoa edustavat pääasiassa lahobakteerit. Ne hajottavat orgaaniset jäännökset (kasvien ja eläinten kuolleet ruumiit) aineiksi, joita kasvit kuluttavat: hiilidioksidiksi, vedeksi ja mineraalisuoloiksi. Tätä globaalissa mittakaavassa prosessia kutsutaan orgaanisten jäämien mineralisaatioksi, mitä enemmän maaperässä on bakteereja, sitä intensiivisempi mineralisaatioprosessi, joten sitä korkeampi on maaperän hedelmällisyys. Mätänevät mikro-organismit ja niiden aiheuttamat prosessit elintarviketeollisuudessa aiheuttavat kuitenkin tuotteiden ja erityisesti eläinperäisten ja valkuaisaineita sisältävien materiaalien pilaantumista. Jotta estetään tuotteiden pilaantuminen mädäntyvien mikro-organismien toimesta, olisi säädettävä sellaisesta varastointijärjestelmästä, joka estää näiden mikro-organismien kehittymisen.

Elintarvikkeiden suojaamiseksi hajoamiselta käytetään sterilointia, suolaamista, tupakointia, pakastusta jne. Mädäntäbakteerien joukossa on kuitenkin itiöitä kantavia, halofiilisiä ja psykofiilisiä muotoja, jotka aiheuttavat suolattujen tai pakastetuotteiden pilaantumista.

Aihe 1.2. Ympäristöolosuhteiden vaikutus mikro-organismeihin. Mikro-organismien leviäminen luonnossa.

Mikro-organismeihin vaikuttavat tekijät (lämpötila, kosteus, väliainepitoisuus, säteily)

Suunnitelma

1. Lämpötilan vaikutus: psykrofiiliset, mesofiiliset ja termofiiliset mikro-organismit. Jäähdytettyjen ja pakastettujen elintarvikkeiden varastoinnin mikrobiologiset perusteet. Vegetatiivisten solujen ja itiöiden lämpöstabiilisuus: pastörointi ja sterilointi. Elintarvikkeiden lämpökäsittelyn vaikutus mikroflooraan.

2. Tuotteen ja ympäristön kosteuden vaikutus mikro-organismeihin. Ilman suhteellisen kosteuden arvo mikro-organismien kehittymiselle kuiville tuotteille.

3. Liuenneiden aineiden pitoisuuden vaikutus mikro-organismien elinympäristössä. Säteilyn vaikutus, UV-säteiden käyttö ilman desinfiointiin.

Lämpötilan vaikutus: psykofiiliset, mesofiiliset ja termofiiliset mikro-organismit. Jäähdytettyjen ja pakastettujen elintarvikkeiden varastoinnin mikrobiologiset perusteet. Vegetatiivisten solujen ja itiöiden lämpöstabiilisuus: pastörointi ja sterilointi. Elintarvikkeiden lämpökäsittelyn vaikutus mikroflooraan.

Lämpötila on tärkein tekijä mikro-organismien kehittymiselle. Jokaiselle mikro-organismille on kasvun vähimmäis-, optimi- ja maksimilämpötilajärjestelmä. Tämän ominaisuuden mukaan mikrobit jaetaan kolmeen ryhmään:

§ psykofiilit - mikro-organismit, jotka kasvavat hyvin matalissa lämpötiloissa, vähintään -10-0 °C:ssa, optimi lämpötilassa 10-15 °C;

§ mesofiilit - mikro-organismit, joiden optimaalinen kasvu havaitaan 25-35 °C:ssa, minimi - 5-10 °C:ssa, maksimi - 50-60 °C;

§ termofiilit - mikro-organismit, jotka kasvavat hyvin suhteellisen korkeissa lämpötiloissa optimaalisen kasvun ollessa 50–65 °C, maksimi yli 70 °C:n lämpötiloissa.

Suurin osa mikro-organismeista kuuluu mesofiileihin, joiden kehittymiselle 25-35 °C lämpötila on optimaalinen. Siksi elintarvikkeiden varastointi tässä lämpötilassa johtaa niissä olevien mikro-organismien nopeaan lisääntymiseen ja tuotteiden huononemiseen. Jotkut mikrobit, jotka kerääntyvät merkittävästi elintarvikkeisiin, voivat johtaa ihmisten ruokamyrkytykseen. Patogeeniset mikro-organismit, ts. Ihmisten tartuntatauteja aiheuttavat ovat myös mesofiilejä.

Alhaiset lämpötilat hidastavat mikro-organismien kasvua, mutta eivät tapa niitä. Jäähdytetyissä elintarvikkeissa mikro-organismien kasvu on hidasta, mutta jatkuu. Alle 0 °C:n lämpötiloissa useimmat mikrobit lopettavat lisääntymisen, ts. kun ruoka pakastetaan, mikrobien kasvu pysähtyy, osa niistä kuolee vähitellen. On todettu, että alle 0 °C:n lämpötiloissa useimmat mikro-organismit putoavat anabioosin kaltaiseen tilaan, säilyttävät elinkykynsä ja jatkavat kehitystään lämpötilan noustessa. Tämä mikro-organismien ominaisuus tulee ottaa huomioon elintarvikkeiden varastoinnin ja kulinaarisen jatkokäsittelyn aikana. Esimerkiksi salmonella säilyy pakastelihassa pitkään, ja lihan sulattamisen jälkeen ne kerääntyvät suotuisissa olosuhteissa nopeasti ihmiselle vaarallisen määrän.

Kun ne altistetaan korkeille lämpötiloille, jotka ylittävät mikro-organismien enimmäiskestävyyden, niiden kuolema tapahtuu. Bakteerit, joilla ei ole kykyä muodostaa itiöitä, kuolevat kuumennettaessa kosteassa ympäristössä 60-70 °C:seen 15-30 minuutin kuluttua, 80-100 °C:seen - muutaman sekunnin tai minuutin kuluttua. Bakteeri-itiöt kestävät paljon paremmin lämpöä. Ne kestävät 100 ° C 1-6 tuntia, lämpötilassa 120-130 ° C bakteeri-itiöt kuolevat kosteassa ympäristössä 20-30 minuutissa. Homeitiöt ovat vähemmän lämmönkestäviä.

Elintarvikkeiden lämpökulinaarinen käsittely julkisessa ateriapalvelussa, tuotteiden pastörointi ja sterilointi elintarviketeollisuudessa johtavat mikro-organismien vegetatiivisten solujen osittaiseen tai täydelliseen (sterilointi) kuolemaan.

Pastöroinnin aikana elintarviketuotteeseen kohdistuu minimilämpötilavaikutus. Lämpötilasta riippuen erotetaan matala ja korkea pastörointi.

Matalapastörointi suoritetaan enintään 65-80 °C:n lämpötilassa vähintään 20 minuutin ajan tuotteen turvallisuuden varmistamiseksi.

Korkea pastörointi on pastöroidun tuotteen lyhytaikainen (enintään 1 minuutti) altistaminen yli 90 °C:n lämpötilalle, joka johtaa patogeenisen ei-itiöisen mikroflooran kuolemaan ja samalla ei aiheuta merkittäviä muutoksia pastöroitujen tuotteiden luonnollisissa ominaisuuksissa. Pastöroituja elintarvikkeita ei voi säilyttää ilman jäähdytystä.

Sterilointi sisältää tuotteen vapauttamisen kaikista mikro-organismien muodoista, mukaan lukien itiöt. Säilykkeiden sterilointi suoritetaan erityisissä laitteissa - autoklaaveissa (höyrynpaineessa) lämpötilassa 110-125 ° C 20-60 minuutin ajan. Sterilointi tarjoaa mahdollisuuden säilykkeiden pitkäaikaiseen varastointiin. Maito steriloidaan ultrakorkeassa lämpötilassa (yli 130 °C:n lämpötiloissa) muutamassa sekunnissa, jolloin voit säästää kaikki maidon hyödylliset ominaisuudet.

maaperän bakteerit. Hajoamis- ja mädäntymisbakteerit

Bakteerit ovat tärkein lenkki yleisessä ainekierrossa luonnossa.

\(1\) cm³ metsämaan pintakerroksesta sisältää satoja miljoonia useiden lajien saprotrofisia maaperän bakteereja.

Kasvit luovat monimutkaisia ​​orgaanisia aineita hiilidioksidista, vedestä ja maaperän mineraalisuoloista. Monet maaperässä elävät bakteerit muuttavat elämänsä aikana kuolleita kasvien osia ja kuolleita organismeja humukseksi.

Ne hajottavat monimutkaiset aineet yksinkertaisiksi aineiksi, joita kasvit käyttävät uudelleen.

Toinen maaperän bakteeriryhmä hajottaa humusta.

Hajoamis- ja käymisbakteerien taloudellinen merkitys

Kiinnittää huomiota!

Koska bakteerit eivät voi elää ilman vettä ja kuolevat suola- ja sokeriliuoksissa, tuotteet kuivataan, suolataan, marinoidaan, sokeroidaan, säilytetään, savustetaan.

Purkituksessa tiiviisti suljetut purkit kuumennetaan. Tässä tapauksessa bakteerit eivät kuole, vaan myös niiden itiöt. Siksi säilykkeitä säilytetään pitkään.

Bakteerit pilaavat heinää pinoissa, jos se ei ole kunnolla kuivattu. Kalastusverkkoja, harvinaisimpia käsikirjoituksia ja kirjoja pilaavat bakteerit kirjavarastoissa. Kirjojen suojaamiseksi vaurioilta ne kaasutetaan rikkidioksidilla.

Aktiivisuudella käymisbakteerit siihen liittyy maidon, hedelmä- ja marjamehujen hapanta. Tässä tapauksessa maito muuttuu juoksemmaksi maidoksi ja mehut nesteeksi, jossa on korkea etikkapitoisuus.

Säilytystä varten maito keitetään, steriloidaan (tuhoaa bakteerit), säilytetään jääkaapissa, ja pitkäaikaista varastointia varten tarkoitetut mehut säilytetään yleensä hermeettisesti suljetuissa purkeissa tai erikoispakkauksissa.

Käymisen aikana maitohappobakteerit muuttavat sokerin maitohapoksi, mikä estää mätänevien bakteerien elintärkeää toimintaa. Henkilö käyttää tätä käymisbakteerien ominaisuutta peittaessaan kaalia, peittaessaan kurkkuja, hankkiessaan erilaisia ​​maitohappotuotteita maidosta (smetana, raejuusto, juusto jne.); säilörehun muodostuminen maissista ja muista mehevistä kasveista.

Jotkut käymisbakteerit elävät ihmisten ja eläinten suolistossa ja auttavat ruoansulatuksessa. Näitä bakteereja ovat mm. coli.

Typpeä sitovat kyhmybakteerit

Nämä typpeä sitovat bakteerit elää itsenäisesti tai asettua palkokasvien juuriin. Nämä bakteerit tunkeutuessaan palkokasvien juuriin aiheuttavat juurisolujen kasvua ja kyhmyjen muodostumista niihin.

Tällaisia ​​bakteereja kutsutaan kyhmyksi.

Valkoisen lupiinin kyhmyt

Lyhyt kuvaus rehumikro-organismeista

Säilörehun aikana tapahtuvat mikrobiologiset prosessit.

Säilörehun kypsytykseen osallistuvan mikro-organismiyhteisön määrällinen ja laadullinen (laji)koostumus riippuu vihermassan kasvitieteellisestä koostumuksesta, siinä olevien liukoisten hiilihydraattien ja proteiinin pitoisuudesta sekä alkumassan kosteuspitoisuudesta. Joten esimerkiksi runsaasti proteiineja sisältäviä raaka-aineita (apila, sinimailas, makea apila, espresso), toisin kuin hiilihydraattipitoiset raaka-aineet (maissi, hirssi jne.), säilötään pitkäaikaisesti osallistumalla mädäntymisprosesseihin. bakteereja ja maitohappobakteerien määrän hitaasti lisääntyessä.

Kun kasvimassa on asetettu varastoon, havaitaan mikro-organismien massalisäystä. Niiden kokonaismäärä 2–9 päivän kuluttua voi merkittävästi ylittää kasvimassan mukana tulevien mikro-organismien määrän.

Kaikilla säilöntämenetelmillä siilojen kypsymiseen osallistuu mikro-organismien yhteisö, joka koostuu kahdesta täysin vastakkaisesta ryhmästä kasvimateriaaliin kohdistuvan vaikutuksen luonteen mukaan: haitalliset (epätoivotut) ja hyödylliset (toivotut) ryhmät.

Säilöntäprosessissa mätänevät mikro-organismit korvataan maitohappoisilla, jotka maito- ja osittain etikkahappojen muodostumisen vuoksi alentavat rehun pH:n 4,0-4,2:een ja luovat siten epäsuotuisat olosuhteet mädäntyvien mikro-organismien kehittymiselle ( Taulukko 2).

Olemassaoloolosuhteet (hapentarve, suhde lämpötilaan, aktiivinen happamuus jne.) eivät ole samat eri mikro-organismiryhmille. Hapentarpeen kannalta kolme mikro-organismien ryhmää erotetaan ehdollisesti:

Pesiminen vain täydellisessä hapen puuttuessa (pakolliset anaerobit);

lisääntyy vain hapen läsnä ollessa (pakolliset aerobit);

Lisääntyy sekä hapen läsnä ollessa että ilman sitä (fakultatiiviset anaerobit).

Haitallisten mikro-organismien toiminnan rajoittamiseksi ja hyödyllisten bakteerien lisääntymisen stimuloimiseksi on tiedettävä yksittäisten mikro-organismiryhmien ominaisuudet.

maitohappobakteerit

Kasvien monipuolisen epifyyttisen mikroflooran joukossa on vain suhteellisen pieni määrä ei-itiöitä muodostavia fakultatiivisia anaerobeja, homo-, - heterofermentatiivisia maitohappobakteereja.

Maitohappobakteerien pääominaisuus, jonka mukaan ne yhdistetään erilliseksi suureksi mikro-organismiryhmäksi, on kyky muodostaa maitohappoa käymistuotteena:

Se luo väliaineeseen aktiivisen happamuuden (pH 4,2 ja alle), mikä vaikuttaa haitallisesti ei-toivottuihin mikro-organismeihin. Lisäksi maitohappobakteerien merkitys piilee dissosioitumattoman maitohappomolekyylin bakteereja tappavassa vaikutuksessa ja niiden kyvyssä muodostaa spesifisiä antibiootteja ja muita biologisesti aktiivisia aineita.

Maitohappobakteerit eroavat seuraavista ominaisuuksista, jotka ovat tärkeitä säilömisen kannalta:

1. Ne tarvitsevat aineenvaihduntaa, pääasiassa hiilihydraatteja (sokeria, harvemmin tärkkelystä);

2. Proteiini ei hajoa (jotkut lajit merkityksettömässä määrin);

3. Ne ovat fakultatiivisia anaerobeja, ts. kehittyä ilman happea ja hapen läsnä ollessa;

4. Lämpötilaoptimi on useimmiten 30 0 C (mesofiiliset maitohappobakteerit), mutta joissain muodoissa se saavuttaa 60 0 C (termofiiliset maitohappobakteerit);

5. Kestävät happamuutta pH-arvoon 3,0 asti;

6. Voi lisääntyä säilörehussa, jonka kuiva-ainepitoisuus on erittäin korkea;

7. sietää helposti suuria NaCl-pitoisuuksia ja kestää joitakin muita kemikaaleja;

8. Maitohapon, jolla on ratkaiseva rooli ei-toivottujen käymismuotojen estämisessä, lisäksi maitohappobakteerit erittävät biologisesti aktiivisia aineita (ryhmän B vitamiineja jne.). Niillä on ehkäiseviä (tai lääketieteellisiä) ominaisuuksia, ne stimuloivat sivun kasvua ja kehitystä - x. eläimet.

Suotuisissa olosuhteissa (riittävä vesiliukoisten hiilihydraattien pitoisuus alkukasvimateriaalissa, anaerobioosi) maitohappokäyminen päättyy muutamassa päivässä ja pH saavuttaa optimiarvon 4,0-4,2.

Voihappobakteerit

Voihappobakteerit (Clostridium sp.) - itiöitä muodostavia, liikkuvia, sauvamaisia ​​anaerobisia voihappobakteereita (clostridia) on laajalti levinnyt maaperään. Klostridien esiintyminen säilörehussa johtuu maaperän saastumisesta, sillä niiden määrä rehukasvien vihermassassa on yleensä hyvin pieni. Melkein heti varaston vihermassalla täyttämisen jälkeen voihappobakteerit alkavat lisääntyä intensiivisesti yhdessä maitohappobakteerien kanssa ensimmäisten päivien aikana.

Korkea kasvin kosteus, joka johtuu kasvisolumehlan läsnäolosta murskatussa säilörehumassassa, ja anaerobiset olosuhteet siilossa ovat ihanteellisia olosuhteita Clostridian kasvulle. Siksi ensimmäisen päivän loppuun mennessä niiden lukumäärä kasvaa ja riippuu myöhemmin maitohapon käymisen intensiteetistä. Maitohapon heikon kertymisen ja pH:n laskun tapauksessa voihappobakteerit lisääntyvät voimakkaasti ja niiden lukumäärä saavuttaa maksiminsa (10 3 -10 7 solua/g) muutamassa päivässä.

Kosteuden kasvaessa (kuiva-ainepitoisuus säilörehumassassa 15 %), klostridien herkkyys alustan happamukselle laskee jo pH:ssa 4,0 (4)

Voihapon käymisen aiheuttajille on tunnusomaista seuraavat tärkeimmät fysiologiset ja biokemialliset ominaisuudet:

1. Voihappobakteerit, jotka ovat pakollisia anaerobeja, alkavat kehittyä säilörehumassan voimakkaan tiivistymisen olosuhteissa;

2. Hajoavat sokerit kilpailevat maitohappobakteerien kanssa, ja käyttämällä proteiineja ja maitohappoa ne johtavat erittäin alkalisten proteiinien hajoamistuotteiden (ammoniakin) ja myrkyllisten amiinien muodostumiseen;

3. Voihappobakteerit tarvitsevat kosteita kasviraaka-aineita kehittyäkseen, ja alkuperäisen massan korkealla kosteuspitoisuudella niillä on parhaat mahdollisuudet tukahduttaa kaikki muut käymismuodot;

4. Optimaaliset lämpötilat butyyribakteerille vaihtelevat välillä 35-40 0 C, mutta niiden itiöt sietävät korkeampia lämpötiloja;

5. Herkkiä happamuudelle ja pysäyttävät niiden aktiivisuuden pH:n ollessa alle 4,2.

Tehokkaita toimenpiteitä voipitoisen käymisen patogeenejä vastaan ​​ovat - kasvimassan nopea happamoittaminen, märkien kasvien kuivaaminen. On olemassa maitohappobakteereihin perustuvia biologisia tuotteita, jotka aktivoivat säilörehun maitohappokäymisen. Lisäksi on kehitetty kemikaaleja, joilla on bakterisidinen (suppressiivinen) ja bakteriostaattinen (estävä) vaikutus voihappobakteereihin.

Putrefaktiiviset bakteerit (Bacillus, Pseudomonas).

Bacilli-suvun edustajat (Bac.mesentericus, Вac.megatherium) ovat fysiologisista ja biokemiallisista ominaisuuksiltaan samanlaisia ​​kuin klostridien edustajat, mutta toisin kuin he, ne pystyvät kehittymään aerobisissa olosuhteissa. Siksi ne ovat ensimmäisten joukossa, jotka sisällytetään käymisprosessiin. Nämä mikro-organismit ovat aktiivisia erilaisten hydrolyyttisten entsyymien tuottajia. He käyttävät ravintoaineina erilaisia ​​proteiineja, hiilihydraatteja (glukoosi, sakkaroosi, maltoosi jne.) ja orgaanisia happoja.

Putrefaktiivisten bakteerien tärkeä ominaisuus, joka on tärkeä rehumassassa tapahtuville prosesseille, on niiden itiökyky.

Putrefaktiivisen käymisen patogeenien tärkeimmät ominaisuudet ovat seuraavat:

1. Ne eivät voi olla olemassa ilman happea, joten mätäneminen on mahdotonta ilmatiiviissä varastossa;

2. Putrefaktiiviset bakteerit hajottavat ensisijaisesti proteiinia (ammoniakiksi ja myrkyllisiksi amiineiksi), samoin kuin hiilihydraatteja ja maitohappoa (kaasumaisille tuotteille);

3. Putrefaktiiviset bakteerit lisääntyvät pH:ssa yli 5,5. Rehun hitaasti happamoittuessa merkittävä osa proteiinitypestä siirtyy amiini- ja ammoniakkimuotoihin;

4. Putrefaktiivisten bakteerien tärkeä ominaisuus on niiden itiökyky. Säilörehun pitkäaikaisessa varastoinnissa ja ruokinnassa, jossa hiiva- ja voihappobakteerit hajottavat suurimman osan maitohaposta tai neutraloivat sen proteiinien hajoamistuotteista, itiöistä kehittyvät mätänevät bakteerit voivat aloittaa tuhoavan toimintansa.

Pääehto mädäntäbakteerien olemassaolon rajoittamiselle on nopea täyttö, hyvä tiivistys ja siilon luotettava tiivistys. Putrefaktiivisen käymisen patogeenien aiheuttamia häviöitä voidaan vähentää kemiallisten säilöntäaineiden ja biologisten aineiden avulla.

Homesienet ja hiiva.

Molemmat tämän tyyppiset mikro-organismit ovat sieniä ja ovat erittäin ei-toivottuja säilörehun mikroflooran edustajia. Ne sietävät helposti ympäristön happamia reaktioita (pH 3,2 ja alle). Koska homesienet (Penicillium, Aspergillus jne.) ovat pakollisia aerobeja, ne alkavat kehittyä heti varaston täyttymisen jälkeen, mutta hapen katoamisen myötä niiden kehitys pysähtyy. Oikein täytetyssä siilossa, jossa on riittävä tiivistys- ja tiivistysaste, tämä tapahtuu muutamassa tunnissa. Jos siilossa on hometaskuja, ilman syrjäytyminen oli riittämätön tai tiivistys oli puutteellinen.

Hiivat (Hansenula, Pichia, Candida, Saccharomyces, Torulopsis) kehittyvät heti varaston täyttämisen jälkeen, koska ne ovat fakultatiivisia anaerobeja ja voivat kasvaa pienillä määrillä happea säilörehussa. Lisäksi ne kestävät erittäin hyvin lämpötilatekijöitä ja alhaista pH:ta.

Hiivasienet pysäyttävät kehityksensä vain, jos siilosta puuttuu happea, mutta pieniä määriä niitä löytyy siilon pintakerroksista.

Anaerobisissa olosuhteissa ne käyttävät yksinkertaisia ​​sokereita (glukoosi, fruktoosi, mannoosi, sakkaroosi, galaktoosi, raffinoosi, maltoosi, dekstriinit) glykolyyttisen reitin varrella ja kehittyvät sokereiden ja orgaanisten happojen hapettumisen seurauksena:

Jälkimmäisen täysi käyttö johtaa siihen, että siilon hapan ympäristö korvataan emäksisellä, luodaan suotuisat olosuhteet voipitoisen ja mädäntyvän mikroflooran kehittymiselle.

Tämän seurauksena säilörehun laatu maissista sekä "syvästi" kuivatuista yrteistä heikkenee. fermentaatiotuotteiden suhteen parhaiten toimivia rehuja.

Siten homeille ja hiivoille on ominaista:

1. Homeet ja hiivat ovat aerobisen mikroflooran ei-toivottuja edustajia;

2. Homeiden ja hiivojen negatiivinen vaikutus on, että ne aiheuttavat hiilihydraattien, proteiinien ja orgaanisten happojen (mukaan lukien maitohappo) oksidatiivista hajoamista;

3. sietää helposti ympäristön happamia reaktioita (pH alle 3,0 ja jopa 1,2);

4. Homesienet erittävät myrkkyjä, jotka ovat vaarallisia eläinten ja ihmisten terveydelle;

5. Hiiva, joka on toissijaisten käymisprosessien aiheuttaja, johtaa siilojen aerobiseen epävakauteen.

Ilman pääsyn rajoittaminen nopealla asennuksella, tiivistämisellä ja tiivistämisellä, oikea louhinta ja syöttö ovat ratkaisevia tekijöitä, jotka rajoittavat homeiden ja hiivojen kehittymistä. Toissijaisen käymisen patogeenien kehittymisen estämiseksi suositellaan valmisteita, joilla on fungistaattista (fungisidista) aktiivisuutta (Liite 2).

Samanlaisia ​​tietoja.