Передмова

Предмет, завдання мікробіології та її зв’язок з товарознавством

Мікробіологія - біологічна наука, яка вивчає будову та життєдіяльність найпоширенішої групи живих організмів, невидимих для неозброєного ока. Назва її походить від грецьких слів: mikros - малий, bios - життя, logos - вчення (слово), наука.

Світ мікроорганізмів (мікробів) дуже різноманітний. До них відносять бактерії, мікроскопічні водорості, актиноміцети і гриби,¹ найпростіші тваринні організми, віруси і бактеріофаги. Більшість з них одноклітинні. Мікроорганізми вважають найдревнішими представниками живих істот на Землі, які з’явилися понад 3 млрд років тому.

Мікроорганізми постійно супроводжують людину і входять в її життя як друзі або як вороги, беруть активну участь у різних змінах і перетвореннях речовин у природі, мають господарсько-технічне значення. За допомогою мікроорганізмів виготовляють ряд харчових продуктів, вітамінів, антибіотиків, ферментних препаратів, кормовий білок, засоби захисту рослин та ін. На використанні різних мікроорганізмів засновані процеси мочіння льону і коноплі при виготовленні волокна та прядива, кислювання шкір.

Поряд з корисними мікроорганізмами зустрічаються шкідливі, які викликають небажані процеси: псування харчових продуктів і непродовольчих товарів, інфекційні (заразні) захворювання у людей і тварин, харчові та кормові отруєння.

Уяву про корисну та шкідливу роль мікроорганізмів у житті людини наведено на рис. 1.

Не дивлячись на те, що мікробіологія одна з наймолодших біологічних наук, за останні десятиріччя вона розрослася у величезну галузь знань. Із урахуванням наукових і практичних задач, потреб суспільства як окремі дисципліни виділилися: медична, ветеринарна, сільськогосподарська, технічна (промислова), геологічна, водна, космічна мікробіологія та інші (рис. 2). Виходячи з об’єктів вивчення як самостійні дисципліни виділяють бактеріологію - науку про бактерії, вірусологію - вчення про віруси, мікологію - вчення про

6

гриби, протозоологію - об’єктами якої е найпростіші одноклітинні організми, імунологію - науку про механізми захисту організму від патогенних і непатогенних агентів.

Рис. 1. Значення мікроорганізмів у житті людини

Рис. 2. Дисципліни, які поєднує наука мікробіологія

Для товарознавця найбільш важливими є знання технічної, товарознавчої та санітарної мікробіології, а саме питань мікробіології харчових продуктів і непродовольчих товарів. Разом з тим, вивчення цих питань можливе тільки після засвоєння основ мікробіології. Саме тому в курсі товарознавчої мікробіології поєднані питання основ мікробіології з питаннями мікробіології найважливіших товарів народного споживання, а також з питаннями санітарної мікробіології, що гарантують безпеку споживання цих товарів.

Зв’язок мікробіології з товарознавством здійснюється по лінії:

• виробництва високоякісних товарів;

• товарообігу та зберігання товарів;

• хвороб і дефектів товарів;

• безпечності товарів;

• втрат товарів;

• експертизи якості товарів.

КОРОТКИЙ НАРИС З ІСТОРІЇ РОЗВИТКУ МІКРОБІОЛОГІЇ

З давніх часів людина використовує діяльність мікроорганізмів. Ще 4 тисячі років тому виготовляли пиво, вино, оцет, кисломолочні продукти. У старовинних літописах описані епідемії чуми, холери, віспи та інших заразних захворювань. Однак ніхто не пов’язував ці

явища з існуванням живих істот.

Вперше побачив мікроорганізми голландський комерсант Антоні ван Левенгук (1632—1723). Він виготовив систему лінз, які нагадували мікроскоп зі збільшенням у 160-300 разів, і виявив, що в краплі дощової води, у зубному нальоті, в м’ясному бульйоні, різних настоях є величезна кількість живих дрібних "звіряток". Про свої спостереження у 1673 р. А. Левенгук повідомив Лондонське Королівське товариство, а в 1695 р. описав їх у книзі "Таємниці природи, відкриті Антонієм Левенгуком".

9

Відкриття А. Левенгука стали поштовхом до вивчення мікросвіту. За наступні роки були відкриті й описані сотні мікроорганізмів. До середини XIX ст. наукові дослідження зводилися в основному до вивчення зовнішньої будови мікроорганізмів і цей період називався морфологічним

Вперше експериментальний метод у мікробіології використав вихованець Києво-Могилянської академії М. Тереховський (1740— 1796), який досліджував вплив на мікроорганізми нагрівання та охолодження, дію різних хімічних речовин.

У середині XIX ст. заслуговує особливої уваги діяльність вели - кого французького вченого Луї Пастера (1822-1895), праці якого стали початком фізіологічного періоду розвитку мікробіології. З ім’ям Л. Пастера пов’язано становлення мікробіології як науки.

Л. Пастер довів, що бродіння є результатом діяльності певних груп мікроорганізмів і виявив збудників цих процесів. Вивчаючи маслянокисле бродін- ня, він виявив, що існують мікроор- ганізми, які можуть жити лише за умови відсутності молекулярного кисню.

Л. Пастер ввів терміни "аеробний" і "анаеробний" для позначення життя за наявності кисню або без нього.

Л. Пастер вивчав причини скисання вина й пива. Він довів, що "хвороби" цих продуктів викликають оцтовокислі бак-

терії та розробив ефективний метод боротьби з ними. Л. Пастер запропонував нагрівати вино до температури 70...80°С. При цьому продукт не втрачав якості, а більшість бактерій, зокрема, оцтовокислих, гинула. Цей прийом одержав назву "пастеризація" і сьогодні широко застосовується в харчовій промисловості.

Л. Пастер прийшов до висновку, що багато захворювань людей і тварин мають мікробне походження. Виявивши збудників курячої холери, сибірки, сказу та інших хвороб, Л. Пастер розробив ефек­тивний метод боротьби з ними шляхом профілактичного щеплення послабленою культурою збудника. Запропонований Л. Пастером ме­тод вакцинації (запобіжних щеплень) і сьогодні є основним способом боротьби з інфекційними захворюваннями.

10

JI. Пастера можна вважати засновником загальної, промислової, ветеринарної та медичної мікробіології. Розроблені ним методи фізіологічних досліджень мікроорганізмів допомагали іншим вченим знаходити шляхи до подальшого вивчення їхньої природи.

Велике значення для розвитку мікробіології мали праці німецького вченого Р. Коха (1843-1910), який відкрив збудників туберкульозу (Нобелівська премія, 1905 р.) і холери, дослідив збудника сибірки. Р. Кох розробив ряд спеціальних методів дослідження мікроорганізмів, а саме: виділення бактерій у чисту культуру на твердому поживному середовищі, забарвлення мікробних препаратів аніліновими барвниками, метод мікрофотографуваяня, використання імерсійної системи у мікроскопуванні тощо, способи дезинфекції.

Великі заслуги в розвитку медичної мікробіології належать І. Мечникову (1845-1916). Він розробив фагоцитарну теорію імуніте­ту, тобто несприятливості організму до заразних хвороб (Нобелівська премія, 1908 p.), досліджував антагонізм мікроорганізмів, зокрема, молочнокислих бактерій та гнильної мікрофлори кишечнику людини.

М. Гамалії (1859-1949) належать оригінальні теорії щодо інфекції та імунітету, дослідження туберкульозу, холери, віспи, чуми, сепсису. Він один із перших описав явище бактеріофагії, організував в Одесі у 1886 р. пастерівську станцію для боротьби зі сказом.

Видатні досягнення в галузі загальної та ґрунтової мікробіології належать С. Виноградському (1856-1953), який використав екологіч­ний принцип дослідження мікрофлори грунту і розробив метод елективних поживних середовищ. С. Виноградський відкрив здатність деяких мікроорганізмів використовувати енергію окиснення неорга­нічних сполук (явище хемосинтезу), описав процес нітрифікації та денітрифікації, біологічної фіксації молекулярного азоту атмосфери азотофіксуючими ґрунтовими бактеріями, вивчив збудників анаероб­ного розкладу пектинових речовин, що дало можливість покращити процес вимочування волокнистих рослин (льон, конопля та ін.). С. Виноградський є засновником екологофізіологічного напряму у мікробіології.

Голландський вчений М. Бейсринк (1851-1931) успішно засто­сував мікроекологічний принцип і розробив методику одержання нагромаджуваних культур. Він перший отримав чисті культури бульбочкових бактерій, вільноіснуючого аеробного азотфіксатора, вивчав роль мікроорганізмів у кругообігу речовин у природі.

11

Д. Івановський (1864-1920) у 1892 р. встановив, що тютюнову мозаїку викликає невидимий у мікроскоп паразит, який був названий ним вірусом. З того часу встановлено вірусну природу захворювань багатьох рослин, тварин і людей, а віруси стали об’єктом дослідження нової науки - вірусології.

Значний вклад у розвиток мікробіології вніс український вчений Д. Заболотний (1866-1929), який відкрив носіїв чумної інфекції в природних умовах, вивчав збудника холери. Його праці присвячені вивченню газової гангрени, дифтерії, тифу. Д. Заболотний керував численними протиепідемічними експедиціями, брав участь у ліквідації чуми в Індії, Монголії, Аравії, Шотландії. У 1929 р. Д. Заболотний заснував в Україні науково-дослідний інститут мікробіології, який сьогодні носить його ім’я.

2. Омелянський (1867-1928) вивчав нітрифікуючі, азотфіксую­чі, пектино- й целюлозоруйнуючі бактерії. З його ім’ям пов’язаний розвиток екології ґрунтових мікроорганізмів. В. Омелянський є авто­ром першого підручника з мікробіології (1909 p.).

Досягнення мікробіології у XX ст. тісно пов’язані з розвитком біохімічного напряму.

Дослідження В. Буткевича (1872-1942) сприяли розробці мікробіологічного способу одержання цитринової кислоти. Широко відомі його роботи про роль мікроорганізмів в утворенні залізомарганцевих руд.

2. Костичев (1877-1931) при вивченні хімізму дихання та бро­діння показав зв’язок між цими процесами.

Важливі в теоретичному та практичному плані дослідження динаміки процесів бродіння були проведені В. Шапошніковим (1884— 1968). Вивчення ним фізіології оцтовокислих, молочнокислих, маслянокислих і ацетонобутилових бактерій дозволили суттєво поліпшити технології одержання продуктів їх життєдіяльності. В. Шаповніков видав підручник "Технічна мікробіологія" (1947 p.).

Я. Нікитинський (1878-1941) займався мікробіологією консерв­ного виробництва і холодильного зберігання швидкопсувних харчо­вих продуктів, створив курс харчової мікробіології.

У теорію і практику холодильного зберігання харчових продуктів значний вклад вніс Ф. Чистяков (1898-1959). Дослідження В. Шапошнікова і Ф. Чистякова дали можливість ще на початку 30-х років XIX ст. за допомогою бактерій організувати у промисловому масштабі виробництво ацетону і бутилового спирту.

12

М. Красильніков (1896-1973) вивчав актиноміцети, антагонізм мікробів, створив перший визначник бактерій.

У 40-50-х pp. XX ст. було встановлено, що передачу спадкових ознак у прокаріот здійснює ДНК (О. Ейвері, К. Мак-Леод, М. Мак-Карті), виявлена статева диференціація бактерій (Д. Ледеберг, Е. Татума та ін.), розроблена теорія направленого росту і розвитку мікроорганізмів (М. Стефенсон, Ж. Моно, А. Новік та ін.). Значна частина відкриттів у галузі молекулярної біології була зроблена при дослідженні мікроорганізмів.

В останні десятиріччя освоєно виробництво багатьох цінних продуктів мікробного походження: антибіотиків, вітамінів, ферментів, ферментних препаратів, амінокислот та ін. Досить широкого розвитку набула мікробіологія харчових виробництв за допомогою різних мікроорганізмів, а також способи попередження псування харчових продуктів, які викликають мікроорганізми.

Сьогодні мікробіологія відзначається багатоплановістю і дифе­ренціацією досліджень, розв’язанням конкретних проблем у меди­цині, сільському господарстві, промисловості, народному госпо­дарстві, зокрема, у виробництві й торгівлі продовольчих та непродовольчих товарів.

13