1.4. Влияние условий внешней среды на микроорганизмы

Организм и среда. Общие закономерности роста, размножения и отмира­ния микроорганизмов. Общая характеристика влияния факторов внешней среды (физических, химических, биологических) на микроорганизмы. Зависимость их действия от природы, силы и времени воздействия вида бактерий и состава питательных сред.

Физические условия

Температура. Психрофильпые и мезофильные, термофильные микроорганизмы. Термоустойчивость вегетативных клеток и спор.

Стерилизация и пастеризация пищевых продуктов. Влияние тепловой обработки при производстве кулинарных изделий на их микрофлору. Понятие об асептике.

Асептический метод консервирования пищевых продуктов.

Холодоустойчивость микроорганизмов. Влияние низких температур на микроорганизмы, механизм действия. Микробиологические основы хранения пищевых продуктов и кулинарных изделий в охлажденном и замороженном виде. Микрофлора холодильных аппаратов и камер. Микрофлора охлажденных и замороженных продуктов.

Влажность среды. Гидрофиты, мезофиты и ксерофиты. Понятие о "водной активности" субстрата. Сушка как способ консервирования пищевых продуктов. Значение относительной влажности воздуха для развития микроорганизмов на сухих продуктах.

Концентрация среды. Изотонические, гипотонические и гипертонические среды и их влияние на жизнедеятельность микробной клетки. Использование высокого осмотического давления для задержки развития микроорганизм Осмофильные и галофильные микроорганизмы, их роль в процессе порчи пищевых продуктов.

Лучистая энергия. Ультрафиолетовые лучи. ВЧ - и СВЧ - энергии, радиоактивные излучения.

Ультразвук. Природа его действия на микроорганизмы к возможности применения для обработки пищевых продуктов.

Химические факторы: влияние активной кислотности среды (рН) на развитие микроорганизмов и его использование в направление биохимических процессов. Окислительно-восстановительный потенциал среды и его значение для жизнедеятельности микроорганизмов. Антисептики и их использование для предотвращения микробной порчи товаров, в практике консервирования и хранения пищевых продуктов.

Биологические факторы: симбиоз, метабиоз, синергизм, антагонизм, паразитизм. Взаимоотношения микроорганизмов в природе и их использование в процессах производства и хранения пищевых продуктов.

Антибиотики и фитонциды. Перспективы использования их для обработки пищевых продуктов. Микроорганизмы - продуценты антибиотических веществ.

Использование факторов внешней среды для регулирования микробиологических процессов, протекающих при переработке пищевого сырья.

Микробиологические принципы современных способов хранения продук­тов. Абиоз, анабиоз, ценоанабиоз, биоз.

Приступая к изучению данного раздела курса, необходимо уяснить, что жизнь и развитие микроорганизмов так же, как и жизнь других живых существ, неразрывно связана с условиями окружающей среды. Изменения, происходя­щие в окружающей среде, могут способствовать развитию микробов или по­давлять их развитие, а в некоторых случаях могут вызвать их гибель.

Изучение взаимодействия между средой и микроорганизмами имеет боль­шое теоретическое и практическое значение. Внешние воздействия на микробы широко применяются в практике хранения (консервирования) пищевых про­дуктов.

Изучая материал этого раздела, студенты должны изучить влияние физиче­ских и химических факторов на микроорганизмы каждого фактора окружаю­щей среды, практическое использование этого фактора в производстве и при хранении продуктов, а также обратить внимание на то, что наибольшее влия­ние на жизнедеятельность микробов оказывает совместное одновременное дей­ствие нескольких факторов (например, пониженная температура в сочетании с повышенным соматическим давлением и др.).

Необходимо ознакомиться с температурными границами развития микро­организмов, изучить влияние высоких и низких температур на микроорганиз­мы, уяснить принципы пастеризации и стерилизации продуктов, а также про­дуктов в охлажденном и замороженном виде. Необходимо также разобраться, как влияет влажность среды, концентрация растворенных веществ на жизне­деятельность микробной клетки и как используется влияние этих факторов при переработке и консервировании товаров. Уяснить, как действуют на микроор­ганизмы различного рода излучения, и какое практическое использование они находят.

При изучении химических факторов следует обратить внимание на то, ка­кие требования предъявляют отдельные микроорганизмы в отношении среды и как используют этот фактор с целью подавления развития гнилостных мик­роорганизмов. Необходимо объяснить, что представляют собой антисептики и изучить, как они влияют на микроорганизмы, а также уметь привести примеры использования антисептиков для хранения от порчи продовольственных това­ров.

Влияние биологических факторов. При изучении влияния биологических факторов следует ознакомиться с теми возможностями, которые устанавливаются при совместной жизни различных видов микроорганизмов и между микроорга­низмами и другими организмами.

Практически большой интерес представляет явление антагонизма, заклю­чающееся в подавлении жизнедеятельности одних микроорганизмов другими, за счет быстрого истощения питательной среды или выделения в среду таких продуктов жизнедеятельности, которые тормозят развитие первых (молочная, уксусная, масляная кислота, различные специфические вещества - антибиотики и др.).

Необходимо привести примеры практического использования антибиотиков, изучить фитонциды, их характеристику и значение.

В этом разделе также необходимо изучить использование факторов внешней среды для регулирования жизнедеятельности микроорганизмов при хранении пищевых продуктов. В тесной связи с действием различных факторов на микроорганизмы следует рассматривать вопросы наследственности и изменчивости микроорганизмов.

Контрольные вопросы

В чем состоит взаимосвязь организмов и внешней среды?

Что означают понятия: минимум, оптимум, максимум действия факторов на развитие микроорганизмов?

Какова причина замедления развития микроорганизмов при понижении влажности субстрата?

Чем можно объяснить подавление жизнедеятельности микроорганизмов концентрированным раствором соли, сахара?

Что представляют собой микроорганизмы - осмофилы и галофилы?

В каких температурных границах возможно развитие микроорганизмов?

Что представляют собой микроорганизмы: психрофилы, мезофилы, термофилы?

Какова устойчивость микроорганизмов к низким температурам?

Что понимают под термином "анабиоз"?

Что такое пастеризация и стерилизация и каково практическое значение этих методов обработки?

Каково действие на микроорганизм лучистой энергии, ультразвука?

Каково практическое использование этих воздействий?

Каково влияние активной кислотности среды (рН) на развитие микробов и направление биохимических процессов?

Какие взаимоотношения между организмами называют антагонистическими?

Что такое антисептики и каково их использование для предотвращения микробной порчи товаров, а также для консервирования?

Что такое симбиоз и метабиоз?

Что представляют собой антибиотики и фитонциды?

Достигается ли стерильность продуктов при их замораживании, сушке, посоле?

Что представляет собой генетическая инженерия, проблемы ею решаемые?