Температура

Важнейшим фактором внешней среды является температура. Она определяет скорость размножения микроорганизмов, а также интенсивность протекания химических реакций процессов обмена веществ в клетках. При переходе к крайним температурам жизненные процессы сначала замедляются, а затем или совсем приостанавливаются, и жизнь переходит в скрытую форму, или вообще прекращаются.

По отношению к температуре микроорганизмы подразделяют на три группы: психрофилы, мезофилы и термофилы.

Психрофилы или холодолюбивые микроорганизмы, лучше развиваются при относительно низких температурах. Оптимальная температура их развития от 10 до15С , максимальная около 30С и минимальная - от минус 10 до 0С. к ним относятся в основном обитатели холодных источников, северных морей, обитатели почв полярных стран, микроорганизмы, развивающиеся в холодильниках на охлажденных продуктах и вызывающие их порчу. К ним относятся многие светящиеся морские бактерии.

Мезофилы - предпочитают средние температуры. Для них оптимум 25-40С, максимум - в пределах 45-50С. Мезофилы - наиболее распространенная в природе группа микроорганизмов, обитающих в воде, воздухе, почве, в живых организмах. Мезофилами являются представители дрожжей, мицелиальных грибов, молочно кислых бактерий, кишечной группы бактерий (стафилококки, фекальные стрептококки) и многие другие. Возбудители порчи пищевых продуктов, пищевых отравлений и заболеваний человека в основном являются мезофилами.

Термофилы - теплолюбивые микроорганизмы, лучше развиваются при относительно высоких температурах. Оптимальная температура их развития 50-60С, максимальная - 70-80С, минимальная - около 30С. термофилы довольно широко распространены в природе. Они могут обитать в горячих источниках, в почвах и водоемах жарких стран, в песках пустынь, в кишечнике человека и животных, так как большинство термофилов образуют устойчивые споры.

Многообразие существующих форм микроорганизмов и их различное отношение к высокой температуре привело к разнообразию классификаций. Согласно одной из последних (4), термофилы было предложено разделить на три основные группы:

1. строгие или облигатные, термофилы, которые обнаруживают оптимум роста при температуре от 65 до70С, но не растут при температурах ниже 40-42С.

2. факультативные (условные) термофилы, имеющие максимальную температуру роста между 50 и 65С и способные также к размножению при комнатной температуре.

3. Термотолерантные микроорганизмы, имеющие максимальную температуру роста при 40-50С, но растут они также и при комнатной температуре.

Однако, предложенная классификация термофильных микроорганизмов не является окончательной, т.к. в настоящее время известно много штаммов бактерий, способных развиваться при более высоких температурах, чем классические облигатные термофилы. В связи с этим, первая из предложенных групп дополняется и пересматривается с целью включения в нее организмов, развивающихся при температуре выше 70С. поэтому многие исследователи отмечают известную условность существующих схем разделения термофилов на отдельные группы.

С жизнедеятельностью термофилов связано явление термогинеза (самосогревания) больших скоплений органических веществ (навоза, торфа, сена, силоса, зерна, хлопка, круп, муки и др.). Термофилы встречаются в продуктах, прошедших тепловую обработку (в консервном, в сахарном и др. производствах). К термофилам и психрофилам относятся в основном бактерии.

Высокие температуры микроорганизмы переносят значительно хуже, чем низкие. Повышение температуры выше максимальной всегда приводит к гибели клетки. Большое значение имеет не только степень нагревания, его продолжительность, но и вид микроорганизма , а также химический состав субстрата (питательной среды), рН и др.

Неспороносные бактерии при нагревании влажных субстратов до 60-70С отмирают в течении 15-30 мин, при 80-100С - через 0,5-3 мин. Дрожжи и мицелиальные грибы погибают уже при 50-60С. Более устойчивыми к нагреванию являются термофилы, обладающие повышенной термоустойчивостью.

Термоустойчивость - способность микроорганизмов выдерживать длительное нагревание при температурах, превышающих температурный максимум их развития. Термоустойчивость связана с наличием у микроорганизмов спор.

Наиболее термоустойчивыми являются споры бактерий. Во влажной среде их гибель наступает при 120-130С через 20-30 мин, в сухом состоянии при 160-170С - через 1-2 часа. Термоустойчивость спор различных бактерий неодинакова. Особенно устойчивы споры термофильных бактерий (Bacillus stearothermophilus).

Время, необходимое для отмирания спор некоторых микроорганизмов при нагревании до 100С приведено ниже (в мин.).

Bacillus mycoides 3-10

Bacillus subtilis 120-180

Clostridium botulinum 300-360

Clostridium sporogenes 510-540

Bacillus stearothermophilus 460-720

Споры большинства дрожжей и мицелиальных грибов по сравнению со спорами бактерий менее устойчивы к нагреванию и погибают довольно быстро при 65-80С.