Психрофилы

Способность бактерий к росту при 0С была обнаружена Форстером в 1887 г.

Делятся на две группы:

1. Облигатные психрофилы - t-ный диапазон от -10 до +20°С; opt t ~ 15°С или ниже (в зависимости от вида).

2. Факультативные психрофилы (психротрофы, психроактивные )- t-ный диапазон шире: от –10 до +35 С. opt t выше, чем у облигатных психрофилов: 20-30 С.

Облигатные психрофилы могут существовать только в местах с постоянно низкой t: в арктических морях (облигатные психрофилы арктического происхождения); в глубинах морей, океанов (в глубинных слоях Мирового океана t ~ +1-+2°С), одновременно, являясь барофилами (до 1000 атм.). В полярных и альпийских озерах, в арктических и антарктических льдах, ледниках высокогорья, в снеге, в воде колодцев, родников. Большинство психрофилов – морские обитатели.

Облигатные психрофилы очень чувствительны к повышению t, даже на 1 выше максимальной. У них нарушается деление клеток, изменяется структура клеточной стенки, происходит лизис клеток. Это касается в первую очередь бактерий, выделенных из арктических морей. Они погибают даже при комнатной t. t- 15-20 С для них губительна. Отличаются низкой метаболической активностью. Очень медленно развиваются. С ними сложно работать (в охлажденных комнатах, охлажденные приборы, в рефрежераторах).

Определенной систематической категории, объединяющей облигатных психрофилов нет. Большинство относятся к роду Vibrio. Обнаружены в различных родах бактерий: Aerobacter, Aeromonas, Azotobacter, Nitrsomonas, Nitrobacter, Micrococcus, Bacillus, Clostridium.

Известны «снежные водоросли» способны развиваться на поверхности снега или льда, окрашивая его в ярко-красный цвет (отмечал еще Аристотель). Развиваются при t от -2°С до 10°С. Наиболее распространена одноклеточная снежная водоросль Chlamydomonas nivalis, в результате развития которой снег окрашивается в розовый цвет.

Нижний t-ный предел развития психрофилов – точка замерзания. В обычных условиях это 0С, но в ряде случаев могут возникать переохлажденные жидкости с минусовой t. В природе переохлажденные растворы могут образовываться при вымораживании воды в соленых водоемах, например, под слоем льда в антарктических озерах или линзах, образующихся на литорали в условиях вечной мерзлоты. Скорость развития м/о может быть достаточно высокой. Так, для B. cryophilus при t культивирования -5С было установлено время удвоения 6 ч.

Факультативные психрофилы обитают в местах с меняющимися температурными условиями. Распространены в природе более широко, чем психрофилы: в почвах, болотах, в осадках мелководных водоемов, расположенных в холодной климатической зоне, в родниковой, колодезной воде (около 10² кл/мл воды). Вызывают порчу пищевых продуктов, сохраняемых в холодильниках и холодильных камерах. Поэтому молоко следует хранить при t 0 - +4С и реализовать в течение 24-36 часов. Мясо и рыбу следует хранить согласно данным Международного Института Холода при t ниже -12 С, а для длительного хранения рекомендуется t -25С (т.е. в холодильных камерах). Если хранить мясо при t от 0 до -12С, то имеется вероятность развития психроактивных бактерий, например, Pseudomonas и др., что приводит к появлению характерного запаха. При пониженных t могут развиваться патогенные бактерии. При t +6 С Clostridium botulinum типа Е образует токсин.

Механизмы психрофилии

1. Повышенное содержание в липидах мембран ненасыщенных жирных кислот (а у глубоководных психрофилов, одновременно являющихся и барофилами – полиненасыщенных); транспортные системы работают лучше при низких t.

2. У истинных психрофилов ферменты термолабильны и имеют низкие t-ные oптимумы. Белки психрофилов имеют больше полярных групп, чем гидрофобных (по сравнению с мезофиллами).

3. Синтез белка активизируется при понижении t.