- •6.051701 "Пищевые технологии и инженерия"
- •Содержание
- •Предисловие
- •Введение
- •1 Морфология и систематика микроорганизмов
- •1.1 Бактерии
- •1.1.1 Форма и размеры бактерий
- •1.1.2 Химический состав бактерий
- •1.1.3 Строение бактерий
- •1.1.4 Движение бактерий
- •1.1.5 Эндоспоры бактерий
- •1.1.6 Рост и размножение бактерий
- •1.1.7 Систематика бактерий
- •1.1.8 Характеристика прокариотов, занимающих промежуточное положение
- •1.2 Микроскопические грибы
- •2.1.1 Микромицеты
- •2.1.2 Дрожжи
- •1.3 Вирусы
- •1.3.1 Общая характеристика вирусов
- •1.3.2 Структура и химический состав вирионов
- •1.3.3 Репродукция вирусов
- •1.3.4 Культивирование вирусов
- •1.3.5 Классификация вирусов
- •1.3.6 Бактериофаги
- •1.4 Генетика микроорганизмов
- •1.4.1 Рекомбинации у бактерий
- •1.4.2 Мутации
- •1.4.3 Плазмиды бактерий
- •2 Влияние внешних факторов на микроорганизмы
- •2.1 Физические факторы
- •2.1.1 Температура
- •2.1.2 Влажность
- •2.1.3 Осмотическое давление
- •2.1.4 Гидростатическое давление
- •2.1.5 Механические сотрясения
- •2.1.6 Ультразвук
- •2.1.7 Электричество
- •2.1.8 Лучистая энергия
- •2. 2 Химические факторы
- •2.2.1 Реакция среды
- •2.2.2 Кислород
- •2.2.3 Химические вещества
- •2. 3 Биологические факторы
- •2.3.1 Симбиотические взаимоотношения
- •2.3.2 Антагонистические взаимоотношения
- •2.3.3 Антибиотики
- •2.3.4 Пробиотики
- •3 Метаболизм микроорганизмов
- •3.1 Ферменты микроорганизмов
- •3. 2 Энергетический метаболизм
- •3.2.1 Брожение
- •3.2.2 Аэробное дыхание при усвоении органических субстратов
- •3.2.3 Неполное аэробное окисление органических субстратов
- •3.2.4 Анаэробное дыхание
- •3.2.5 Использование энергии неорганических субстратов
- •3.6.6 Использование энергии света
- •3.3 Питание микроорганизмов
- •3.3.1 Источники питания
- •3.3.2 Поступление питательных веществ в клетку
- •4 Биохимические процессы, вызываемые микроорганизмами
- •4.1 Превращения углеродсодержащих веществ
- •4.1.1 Спиртовое брожение
- •4.1.2 Молочнокислое брожение
- •4.1.3 Маслянокислое брожение
- •4.1.4 Уксуснокислое брожение
- •4.1.5 Образование органических кислот плесневыми грибами
- •4.2.6 Разложение микроорганизмами липидов и жирных кислот
- •4.3 Превращения азотсодержащих веществ
- •4.3.1 Аммонификация
- •6.3.2 Нитрификация
- •6.3.3 Денитрификация
- •6.3.4 Азотфиксация
- •5 Основы санитарной микробиолгии
- •5.1 Инфекция и иммунитет
- •5.1.1 Роль возбудителя в развитии инфекции
- •5.1.2 Роль макроорганизма в инфекционном процессе
- •5.1.3 Динамика инфекционного процесса
- •5.1.4 Формы проявления инфекций
- •5.1.5 Элементы эпидемического процесса
- •5.1.6 Иммунитет
- •5.2 Санитарно-показательные микроорганизмы
- •5.2.1 Основные требования к спм
- •5.2.2 Характеристика основных групп спм
- •5.2.3 Принципы санитарно-микробиологических исследований
- •5.2.4 Методы санитарно-микробиологических исследований
- •5.3 Микрофлора окружающей среды
- •5.3.1 Микрофлора воды
- •5.3.2 Микрофлора почвы
- •5.3.3 Микрофлора воздуха
- •5.4 Пищевые заболевания
- •5.4.1 Классификация пищевых заболеваний
- •5.4.2 Основные возбудители пищевых инфекций
- •5.4.3 Основные возбудители пищевых токсикоинфекций
- •5.4.4 Бактериальные токсикозы
- •5.4.5 Микотоксикозы
- •5.4.6 Болезни – общие для человека и животных
- •6 Микрофлора пищевых продуктов
- •6.1 Микрофлора продуктов растительного происхождения
- •6.1.1. Эпифитные и фитопатогенные микроорганизмы
- •6.1.2 Микрофлора зерна, муки, хлеба
- •6.1.2.4 Микрофлора теста
- •6.1.3 Микрофлора плодов и овощей
- •6.1.4 Микробиология бродильных производств
- •6.1.4.1. Промышленные дрожжи
- •6.1.4.2. Ферменты плесневых грибов
- •6.1.4.3 Микробиология спиртового производства
- •6.1.4.4 Микробиология пивоваренного производства
- •6.1.4.5 Микробиология виноделия
- •6.2 Микрофлора продуктов животного происхождения
- •6.2.1 Микрофлора молока и молочных продуктов
- •6.2.2 Микрофлора мяса и мясных продуктов
- •6.2.2.1 Микрофлора мяса
- •6.2.2.2 Микрофлора колбасных изделий
- •6.2.3 Микрофлора яиц и яичных продуктов
- •6.3 Микрофлора рыбы и морепродуктов
- •6.3.1 Микрофлора рыбы
- •6.3.2 Микрофлора пищевых рыбных продуктов
- •6.3.2 Микрофлора кормовых и технических продуктов
- •6.4 Микрофлора консервов
- •6.4.1 Микробиологические основы консервирования
- •6.4.2 Классификация консервов
- •6.4.3 Эффект стерилизации
- •6.4.4 Остаточная микрофлора консервов
- •6.4.4.1 Мезофильные бациллы
- •6.4.4.2 Мезофильные клостридии
- •6.4.4.3 Термофильные бациллы и клостридии
- •6.4.5 Оценка промышленной стерильности консервов
- •Список литературы
- •Морфология и систематика микроорганизмов
- •Метаболизм микроорганизмов
- •Биохимические процессы, вызываемые микроорганизмами
- •Микрофлора пищевых продуктов
- •Для заметок для заметок
- •98309 Г. Керчь, ул. Орджоникидзе, 82
3.3.2 Поступление питательных веществ в клетку
Микроорганизмы могут использовать питательные вещества лишь в том случае, если они проникают внутрь клетки. Микроорганизмы могут потреблять питательные вещества только в растворенном виде (в воде или липидах). Низкомолекулярные вещества легко проникают в клетку. Органические высокомолекулярные вещества могут поступать в клетку после предварительного расщепления их на более простые под действием экзоферментов (в основном гидролаз).
Поступление питательных веществ в микробную клетку регулирует двойной барьер – клеточная стенка и ЦПМ. Поступление макромолекул ограничивает величина пор клеточной стенки. Капсулы и слизистый слой представляют собой очень рыхлые структуры и не оказывают существенного сдерживающего влияния на проникновение веществ. ЦПМ является основным осмотическим барьером. Через протеиновую часть ЦПМ проходят вещества, растворимые в воде, через липидную – растворимые в липидах.
Пассивная (простая) диффузия – поступление веществ в клетку происходит в результате процесса диффузии. Так поступают в клетку очень немногие соединения, в основном молекулы воды, газов и некоторые ионы. Процесс идет до выравнивания концентраций веществ в наружной среде и в клетке, или до выравнивания электролитических потенциалов, если поступают ионы. Такой механизм не мог бы обеспечить клетку нужным набором питательных веществ (особенно, если их мало в окружающей среде). Кроме того, в клетку могли бы поступать вредные вещества при наличии их в окружающей среде в концентрации, превышающей внутреннюю.
При поступлении воды в клетку ЦПМ находится в набухшем состоянии и плотно прижата к клеточной стенке. Такое постоянное упругое состояние клеточного содержимого называется тугор. Это одно из необходимых условий роста клетки. Повышенная концентрация питательных веществ в среде (добавление поваренной соли или сахара) приводит к обезвоживанию клетки, она переходит в состояние расслабленности и вялости, ЦПМ сокращается и отходит от оболочки. Такое явление называется плазмолизом. Явление обратное плазмолизу – плазмоптиз, когда концентрация раствора значительно ниже концентрации содержимого клетки (дистиллированная вода). Содержимое клетки разбухает, форма ее меняется. Плазмоптиз также вреден для клетки.
Облегченная диффузия – поступление питательных веществ в клетку осуществляется с помощью специальной системы, включающей белки-переносчики – пермеазы (англ. permeable – проницаемый). Перенос носит специфический характер, каждое соединение переносится своим переносчиком. Поэтому процесс идет быстрее, чем при простой диффузии. Энергия на перенос не затрачивается. Энергия затрачивается только на синтез пермеаз, на обеспечение определенной концентрации и активной формы пермеаз. Процесс идет до выравнивания концентраций вещества по обе стороны ЦПМ. Чаще всего такой механизм обеспечивает выход растворенных веществ из клетки. Скорость выхода веществ увеличивается с увеличением количества этих веществ внутри клетки.
Активный транспорт (перенос) – более совершенная форма переноса. При этом переносе микробная клетка способна накапливать необходимые вещества независимо от их концентраций в окружающей среде. Процесс может идти против градиента концентраций, он строго специфичен, идет с большой затратой энергии и с участием пермеаз. Синтез пермеаз находится под контролем генетического аппарата клетки. Локализованные на ЦПМ пермеазы соединяются с молекулами вещества на наружной стороне мембраны и переносят это вещество на внутреннюю сторону. Можно выделить следующие этапы: 1) рецепция, т.е.образование комплекса с активным центром переносчика; 2) собственно перенос, или транслокация; 3) диссоциация комплекса с освобождением субстрата; 4) регенерация транспортной системы. Большинство питательных веществ поступает в клетки микроорганизмов путем активного переноса. На процесс оказывают влияние температура, рН, некоторые химические вещества, аэрация.
Контрольные вопросы: 1.В чем особенность метаболизма микроорганизмов 2. На какие классы разделяются ферменты микроорганизмов? 3. Какие ферменты класса оксидоредуктаз свойственны только аэробным микроорганизмам? Какое ядовитое для клеток соединение они нейтрализуют? 4. Какие реакции обеспечивают гидролазы микроорганизмов? 5. В чем различие экзо- и эндоферментов микроорганизмов? 6. В чем различие конститутивных и индуцибельных ферментов микроорганизмов? 7. Какие существуют виды ингибирования ферментов микроорганизмов? 8. Какие химические связи называются нормальными, а какие макроэргическими? 9. Какие существуют виды фосфорилирования с образованием АТФ? 10. Какие способы получения энергии свойственны только микроорганизмам? 11. Какими путями происходит расщепление гексоз микроорганизмами в анаэробных условиях? 12. В чем отличие брожения от неполного аэробного окисления органических веществ?13. Как осуществляется микроорганизмами окислительное фосфорилирование? 14. Как происходит анаэробное дыхание микроорганизмов? 15. Как микроорганизмы используют энергию неорганических субстратов? 16. Чем отличается бактериальный фотосинтез от фотосинтеза растений? 17. Как различаются микроорганизмы по пищевым потребностям? 18. Какое значение имеет вода для жизнедеятельности микробной клетки? 19. Как классифицируются микроорганизмы по их потребности в источнике углерода и энергии? 20. Что такое миксотрофы? 21. На какие группы разделяются микроорганизмы в зависимости от источника азотного питания? 22. Что такое ауксотрофность микроорганизмов? 23. В чем различие пассивной и облегченной диффузии? 24. Как осуществляется активный перенос веществ? 25. Какие этапы можно выделить в процессе переноса веществ с помощью пермеаз?