Физиология микробов Химический состав микроорганизмов

Физиология микробов – это наука, изучающая их жизнедеятельность, а именно: рост, развитие, питание, способы получения энергии для осуществления этих процессов.

Клетки микроорганизмов на 75…85% состоят из воды и на 15…25% из сухого вещества. В состав сухого вещества клетки входят углерод, кислород, азот, водород и минеральные вещества.

Углерод и водород являются составной частью органических веществ клетки.

Белки основа жизненных структур микроорганизмов. Они входят в состав нуклеоида, цитоплазмы, рибосом, митохондрий, поэтому они имеют важное значение при размножении, обмене веществ и росте клеток. При воздействии высоких температур, кислот, щелочей, излучений и других факторов белки свёртываются (денатурируют).

Углеводы входят в состав оболочки, слизистых капсул, цитоплазмы и в виде зёрен гликогена – запасного питательного вещества. Углеводы поступают в клетку микробов из окружающей среды и используются клеткой как источник энергии. В клетках имеются как простые углеводы (моносахариды: глюкоза, фруктоза, рибоза, ксилоза и др.)так и сложные (крахмал, гликоген, клетчатка).

Жиры в небольшом количестве входят в состав цитоплазматической и других мембран. Они являются запасными веществами и используются клеткой для получения энергии. Жиры участвуют в построении и поддержании структуры клетки.

Минеральные вещества играют важную роль в построении сложных белков, витаминов, ферментов микробной клетки. Растворимые минеральные вещества поддерживают нормальный уровень внутриклеточного осмотического давления

К минеральным веществам, входящих в состав микробов, относятся фосфор, натрий, магний, железо, сера и др.

Вода составляет основную массу клетки микроорганизма. Количество её колеблется от 70 до 85 % в вегетативных клетках и составляет около 50 % в спорах. В воде растворены все важные органические и минеральные вещества микробной клетки и протекают основные биохимические процессы (гидролиз белков, углеводов и др.).

Ферменты – вещества, ускоряющие биохимические процессы (катализаторы) и находящиеся внутри клетки микробов. Микробы содержат различные ферменты, одни из которых влияют на биохимические процессы внутри клетки, другие выделяются наружу, перерабатывая вещества окружающей среды и вызывая брожение, гниение и другие процессы в пищевых продуктах.

Так, с помощью ферментов молочнокислых бактерий производят кефир, сметану, творог, хлеб, квашеную капусту, солёные огурцы и т.д. Ферменты, выделяемые гнилостными микробами, вызывают порчу продукта.

Питание микроорганизмов

Питание – это процесс усвоения организмом веществ, необходимых для его жизнедеятельности. Микроорганизмы питаются (поглощают) и выделяют продукты обмена всей поверхностью клетки. Посредством питания осуществляется связь микроорганизма с внешней средой. Микробы питаются белками, жирами, углеводами, минеральными веществами.

Питательные вещества могут поступать в клетку только в растворённом виде, поэтому расщепление нерастворимых сложных органических соединений на более простые происходит вне клетки. На возможность проникновения питательных веществ в клетку оказывают влияние различные факторы: величина и структура молекул вещества, концентрация веществ в клетке и питательной среде, свойства клеточной стенки и цитоплазматической мембраны, через которые в клетку проникают питательные вещества.

Для осуществления нормального питания микробов необходимо определённое соотношение концентрации веществ как внутри клетки микроорганизма, так и вне её. Наиболее благоприятные условия – при концентрации 0,5 % хлористого натрия во внеклеточном пространстве. В среде, где концентрация растворимых веществ намного выше (2…10 %), чем в клетке, вода из клетки переходит в окружающую среду, происходит обезвоживание и сморщивание цитоплазмы, что приводит к гибели микроба. Это свойство микроорганизмов используют при консервировании продуктов сахаром (варенье) или солью (посол мяса, рыбы).

По способу питания микробы делят на аутотрофные, усваивающие углерод и азот из неорганических соединений; гетеротрофные (сапрофиты), усваивающие готовые органические соединения мёртвой природы (гнилостные бактерии, плесневые грибы, дрожжи); паратрофные (паразиты), нуждающиеся в сложных органических соединениях живых организмов, к ним относятся болезнетворные микробы.

Микробам необходимо дыхание для получения энергии, обеспечивающее все их жизненные процессы. По способу дыхания микроорганизмы подразделяют на аэробы, нуждающиеся в кислороде воздуха (плесневые грибы, уксуснокислые бактерии); анаэробы, живущие и развивающиеся при отсутствии кислорода (ботулинус, маслянокислые бактерии), условные анаэробы, развивающиеся как в присутствии кислорода , так и без нег (молочнокислые бактерии, дрожжи).