33. Охарактеризуйте вплив видимого світла, ультрафіолетового, радіаційного та інфрачервоного випромінювання на життєдіяльність мікроорганізмів.

Ультрафіолетові промені поглинаються білками і нуклеїновими килотами мікроорганізмів і викликають у них незворотні зміни,інактивують ферменти. Рентгенівські промені стимулюють ріст деяких мікроорганізмів, при підвищенні дози змінюються морфологічні та фізіологічні властивості мікроорганізмів затримується, а згодом і припиняється їх ріст і розмноження клітин. Лазерне випромінювання відбувається коагуляція білка і розпад клітини.

Ультрафіолетові промені (20-400 нм) є найбільш активною частиною сонячного спектру. Вони поглинаються білками та нуклеїновими кислотами мікроорганізмів і викликають у них незворотні зміни, інактивують ферменти. Найбільшу бактерицидну дію на мікроорганізми мають УФ-промені з довжиною хвилі 250-260 нм. Загибель мікроорганізмів може бути наслідком дії УФ-променівна субстрат, у якому утворюються такі шкідливі речовини як перекис водню, озон тощо. Ефективність дії УФ-променів на мікроорганізми залежить від кількості поглинутої ними енергії. Не всі мікроорганізми під дією УФ-променів гинуть одночасно. Кулясті бактерії гинуть швидше, ніж паличкоподібні, молоді клітини раніше від старих, вегетативні клітини швидше від спор, патогенні мікроби раніше, ніж сапрофіти. Серед неспороутворюючих бактерій найбільш стійкими до дії УФ-променів є пігментоутворюючі стафілококи і сарцини, у яких пігмент знаходиться у протоплазмі, а найбільш чутливими - бактерії, у яких пігмент виділяється в оточуюче середовище. При обробці повітря УФ-променями впродовж 6 год гине до 80% бактерій і плісеневих грибів. Під впливом УФ-променів з довжиною хвилі 260-300 нм дуже швидко інактивуються віруси. Малі дози УФ-променів стимулюють ріст деяких мікроорганізмів, більш високі, що не викликають їх загибелі, можуть змінювати морфологічні, фізіологічні та біохімічні властивості, впливати на спадковість.

Використання УФ-променІв з метою стерилізації харчових продуктів обмежене через їхню низьку проникливість. Практично відбувається тільки поверхнева стерилізація або стерилізація у дуже тонкому шарі. У таких продуктах, як молоко, вершкове масло, жири УФ-промені погіршують їх споживні властивості.

Видиме світло (380-800 нм) на більшість мікроорганізмів діє згубно. У деяких плісеневих грибів у темноті добре розвивається міцелій, а спори не утворюються. Світло необхідне тільки фото-синтезуючим мікроорганізмам. Вони поглинають його і перетво¬рюють світлову енергію у хімічну, яку використовують для синтезу окремих компонентів клітини.  Інфрачервоні промені негативно діють на мікроорганізми при обробці ними харчових продуктів, оскільки їхня енергія перетво¬рюється у теплову.

34. Охарактеризуйте вплив pH середовища на розвиток мікроорганізмів. Наведіть приклади практичного використання цього чинника для стабілізації мікробіологічних процесів у харчових продуктах.

Концентрація водневих іонів (рН) Водневий показник реакції середовища рН вказує на ступінь його кислотності (рН від 7 до 1) або лужності (рН від 7 до 14). Нейтральна реакція середовища відповідає рН 7.  Концентрація водневих іонів є фактором, який визначає можливість росту та розмноження мікроорганізмів. рН впливає на активність ферментів, ступінь дисперсності колоїдів цитоплазми, проникливість стінок клітин, дисоціацію кислот і лугів, розчинність різних речовин. Мікроорганізми можуть розвиватися у діапазоні рН від 0,6 до 12, проте життєдіяльність кожного виду можлива тільки при певних значеннях рН середовища, тобто в суворо визначених межах кислотності та лужності. По відношенню до концентрації водних іонів середовища мікроорганізми поділяються на нейтрофіли, що добре розвиваються у нейтральному середовищі, ацидофіли - кислото-любні, які розвиваються при оптимальному рН 4 І нижче та алкалофіли - лужнолюбнї, які розвиваються при оптимальному рН 9 і вище.До нейтрофілів відносять гнильні бактерії, більшість патогенних мікроорганізмів, збудники харчових отруєнь. Кислотолюбними є оцтовокислі та молочнокислі бактерії, плісеневі гриби та дріжджі, лужнолюбними - представники бактерій кишкової групи, холерний вібріон, амоніфікатори, нітрат- і сульфатвідновлюючі бактерії. Спори бактерій більш стійкі до змін рН, ніж вегетативні клітини. Якщо концентрація водневих іонів у розчині виходить за звичні межі для цього виду мікроба, його життєдіяльність припиняється. У процесі росту деякі мікроорганізми самі здатні змінювати рН середовище за рахунок утворення кислих або лужних продуктів метаболізму. Змінюючи реакцію середовища, можна регулювати біохімічну активність мікроорганізмів, характер мікрофлори і напрям мікробіо¬логічних процесів. Так, у кислому середовищі дріжджі утворюють етиловий спирт і незначну кількість гліцерину, а у лужному, навпаки, зменшується вихід етилового спирту і утворюється більше гліцерину. Маслянокислі бактерії в нейтральному середовищі зброджують,-цукри, утворюючи масляну кислоту. У кислому середовищі основними продуктами бродіння є бутиловий спирт і ацетон. Чутливість мікроорганізмів до рН середовища використовують при консервуванні харчових продуктів квашенням або маринуванням, де має місце кисла реакція середовища. Для бактерій кисле середовище більш несприятливе, ніж лужне.

35. Охарактеризуйте вплив температури на життєдіяльність мікроорганізмів. Вкажіть механізм захисту мікроорганізмів від впливу високих і низьких температур. Назвіть показники оцінювання впливу температури на динаміку мікробіологічних процесів у харчовій промисловості.

Нормальна життєдіяльність мікроорганізмів проходить у певних температурних межах, від яких залежить швидкість їх розмноження, інтенсивність протікання процесів обміну речовин у клітинах. По відношенню до дії температури мікроорганізми поділяють на три групи: термофіли, психрофіли і мезофіли. Термофіли - це найбільш теплолюбні мікроорганізми. Температурний максимум для них складає 70...85°С, оптимум 50...60°С, мінімум 30°С. Із гарячих джерел виділено бактерії, що живуть при температурі 105°С (екстремальні термофіли).  Здатність термофільних мікроорганізмів розвиватися при відносно високих температурах пояснюється низьким вмістом у їхніх клітинах вільної та зв'язаної води, підвищеною кількістю іонів кальцію та калію, стабільністю ферментів при високих температурах, високою механічною стійкістю клітинної мембрани, що містить ліпіди, багаті насиченими жирними кислотами. Психрофіли - це холодолюбні мікроорганізми, для яких ха¬рактерні температурний максимум біля 30°С, оптимум у межах Ю...15°С і мінімум О...Ю°С. У цих мікроорганізмів ферменти мають низький рівень активації, у клітинних мембранах переважають ненасичені жирні кислоти, внаслідок чого вони залишаються напіврідкими і не замерзають.  Мезофіли найкраще розвиваються при температурі 20...40°С. Температурний максимум для них складає 40...50°С, оптимум 25..-35°С, мінімум 5...10°С. Багато мікроорганізмів можуть проявляти стійкість до тих значень температури, при яких їхній ріст проходити не може. Кардинальні температурні точки одних і тих же мікроорганізмів можуть бути різними залежно від їхнього фізіологічного стану. Високі температури є згубними для мікроорганізмів, оскільки вони викликають денатурацію білків та руйнування ферментів. Більшість безспорових бактерій гине при 60°С через ЗО хв, при 80...100°С через 1-2 хв. Плісеневі гриби і дріжджі гинуть при 50...60°С. Найбільш термостійкими є спори бактерій, особливо термофільних. Вони витримують нагрівання до 100°С і вище впро¬довж кількох годин.

Згубну дію високих температур на мікроорганізми широко використовують у різних галузях для боротьби з ними (стерилізація, пастеризація, тривале кип'ятіння, автоклавування, фламбування, тин-далізація тощо).  Низькі температури мікроорганізми переносять краще, ніж високі. Деякі бактерії і дріжджі можуть рости при температурі -5°С, плісеневі гриби при -8°С. Бактерії черевного тифу зберігають життєздатність упродовж двох годин при -252°С, кишкової палички -20 год при -172°С...-190°С, туберкульозу - 8 днів при -180°С. Більшість мікроорганізмів не здатні розвиватися при температурі нижче нуля. Деякі молочнокислі бактерії вже не ростуть при 10°С.  Причиною загибелі мікроорганізмів при низьких температурах є порушення обміну речовин у клітинах, інактивація ферментів, підвищення осмотичного тиску середовища в результаті вимерзання з нього води. Зустрічаються мікроорганізми, які при температурі, нижчій за мінімальну, переходять упродовж тривалого часу у стан "прихованого життя". При підвищенні температури вони знову активно розмножуються.