мікробіологія

УКРАЇНА

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

ННІ ВЕТЕРИНАРНОЇ МЕДИЦИНИ, ЯКОСТІ І БЕЗПЕКИ ПРОДУКЦІЇ ТВАРИННИЦТВА

ФАКУЛЬТЕТ ВЕТЕРИНАРНОЇ МЕДИЦИНИ

КАФЕДРА МІКРОБІОЛОГІЇ, ВІРУСОЛОГІЇ ТА БІОТЕХНОЛОГІЇ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

з дисципліни «Мікробіологія»

за розділом

«ОСНОВИ МІКРОБІОЛОГІЇ»

для студентів зі спеціальності 6.050.300 «Товарознавство та комерційна діяльність»

Київ –2009

1

УДК 637.1.055

Викладено методичні вказівки щодо засвоєння матеріалу з дисципліни «Мікробіологія», що використовуються під час вивчення дисципліни як самостійно, так і під керівництвом науково-педагогічних працівників.

Рекомендовано вченою радою Навчально-наукового інституту ветеринарної медицини та якості і безпеки продукції тваринництва Національного університету біоресурсів і природокористування України.

УКЛАДАЧІ: канд. вет. наук Мельник М.В., канд. вет. наук Новіцька О.В.

РЕЦЕНЗЕНТИ: доктор вет. наук, професор Яблонська О.В. канд. вет. наук, доцент В.В. Поліщук

Навчальне видання

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ з дисципліни «Мікробіологія» за розділом

«ОСНОВИ МІКРОБІОЛОГІЇ» для студентів зі спеціальності 6.050.300 «Товарознавство та комерційна

діяльність»

Видавничий центр ТОВ «Анва-Прінт» Київ, вул.. Соломянська,1

Тел. 227-77-28

2

активних речовин. Активно впроваджуються у практику переробки та утилізації відходів так звані мікроорганізми – біодеструктори.

Велике значення мають мікроорганізми, які використовуються у процесі виготовлення молочних та м’ясних продуктів. Усім кисломолочним продуктам притаманні дієтичні та цілющі властивості. Вони дуже легко засвоюються організмом людини, сприяють травленню і регулюють мікробіоценоз кишківника.

Серед величезної маси мікроорганізмів, які населяють нашу планету, порівняно невелика кількість може спричиняти інфекційний процес. Решта належать до вільно існуючих мікробів, або сапрофітів, які не спроможні викликати захворювання. Проте такі мікроорганізми можуть викликати псування продуктів як харчових так і не харчових. Під дією бактерій, дріжджів, плісеневих грибів при недотриманні правил заготівель, перевезення, зберігання і реалізації харчові продукти швидко псуються, що часом призводить до великих втрат. Таке псування може призводити до втрати товарного вигляду, поживної цінності і бути небезпечним для споживання.

Знання основ мікробіології товарів народного господарства, особливо продовольчих, фахівцями – товарознавцями допоможе їм розуміти технологічні процеси виготовлення, вимоги до транспортування та зберігання готових товарів.

4

І. ВИЗНАЧЕННЯ ТА ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ МІКРОБІОЛОГІЇ, ЇЇ ГАЛУЗЕВІ НАПРЯМКИ

Мікробіологія (від грец. Mikros – маленький, bios – життя, logos-

наука) – наука, що вивчає систематику, морфологію, фізіологію та

генетику мікроорганізмів, поширення і роль їх у природі, можливості використання на користь людини.

Мікробіологію умовно поділяють на загальну, медичну, ветеринарну, сільськогосподарську та технічну.

Загальна мікробіологія вивчає фундаментальні біологічні властивості мікроорганізмів: морфологію, фізіологію, генетику, екологію, систематику, а також їх роль у перетворенні речовин у природі.

Медична мікробіологія вивчає мікроорганізми, які викликають захворювання людини, розробляє методи їх лабораторної діагностики, терапії і специфічної профілактики.

Ветеринарна мікробіологія вивчає мікроорганізми – збудники інфекційних хвороб тварин. Вона тісно пов’язана з медичною мікробіологією, так як багато збудників інфекційних захворювань є спільними для людини і тварин.

Сільськогосподарська мікробіологія вивчає мікроорганізми, які мають відношення до мінералізації органічних речовин, збагачення ґрунту речовинами, дефіцитними для рослин, що сприяє зростанню врожайності сільськогосподарських та технічних культур.

5

Технічна мікробіологія вивчає мікроорганізми, які здатні синтезувати амінокислоти, білкові препарати, мікробні добрива, біологічно-активні речовини (антибіотики, вітаміни, ферментні препарати) розробляє технології виробництва названих речовин, а також вина, пива, молочних продуктів. Пропонує методи запобігання корозії металів, захисту від пошкодження будівельних матеріалів, конструкцій, захисту від псування мікроорганізмами продуктів харчування.

Надзвичайно важливу роль відіграють мікроорганізми в харчовій промисловості. На використанні мікробіологічних процесів базуються такі галузі, як випікання хліба, виноробство,виробництво гліцерину, оцту, лимонної кислот, смакових наповнювачів. Особливе значення мікроорганізми мають для молочної промисловості, де вони виступають як культури-закваски.

Однак існують мікроорганізми які викликають псування продуктів харчування, призводять до погіршення смакових якостей, гниття, можуть викликати захворювання та навіть смерть у людей та тварин, що вживають такі продукти.

Знання основ мікробіології харчових продуктів є необхідними для формування спеціаліста – товарознавця.

ІІ. ІСТОРИЧНІ ВІХИ СТАНОВЛЕННЯ МІКРОБІОЛОГІЇ, ДОСЯГНЕННЯ МІКРОБІОЛОГІЧНОЇ НАУКИ

Мікробіологія є порівняно молодою наукою. Вона налічує трохи більше 100 років. Однак ще задовго до відкриття мікробного світу людям були відомі процеси, що викликалися мікроорганізмами (скисання молока, виготовлення сиру, випікання хлібу, вина, оцту,

6

спирту, квашення капусти). Пізніше стали помічати, що і заразні хвороби також спричиняють невидимі живі агенти.

У наукових працях знаменитих лікарів рабовласницької епохи – Гіппократа, Варрона, Цельсія і Галена – була висловлена гіпотеза про існування живого контагія. У середньовіччі цю ідею значно розвинув італійській лікар, поет і філософ Джіроламо Фракастро (1478-1553), описавши кілька способів передачі заразних хвороб: через безпосередній контакт, через заражені предмети, через повітря. Але все це було геніальні припущення, тому що у ті часи мікроорганізмів ніхто не бачив.

Розвиток мікробіології як науки тісно пов'язаний з мистецтвом шліфування скла й алмазів та виготовлення перших мікроскопів (братами Янсен 1590, Г. Галілео, 1610, Р. Гук, 1665).

Першим мисливцем за мікробами, який заглянув у цей таємничий невидимий світ живих істот, був голландський торговець сукном Антоній Левенгук (1632-1723 рр). у вільний від роботи час він шліфував лінзи, виготовляі з них лупи, які давали збільшення у 300 разів. Він вперше описав еритроцити, сперматозоїди, будову м’язів. Він був першою у світі людиною, що побачила та замалювала мікроорганізми – «живі звірята», як він їх називав.

Геніальні відкриття А. Левенгука стали початок першого,

морфологічного періоду історії розвитку мікробіології.

За цей період, користуючись примітивними мікроскопами, важко було встановити різницю між окремими видами бактерій. Карл Лінней дав їм загальну назву «хаос». Філіп Еренберг вперше ввів такі терміни, як «бактерія», «спірила», «спірохета». У цей період

7

з’являються складні об’єктиви, а на початку ХІХ століття – перші ахроматичні мікроскопи.

У другій половині ХІХ століття мікробіологія міцно утверджується як самостійна наука. Високий ступень розвитку капіталізму викликало значний прогрес технічних та природничих наук. Були описані перші збудники інфекційних хвороб, встановлені та вивчені збудники деяких технологічних процесів. В цей час заклав міцний фундамент для розвитку мікробіології як науки французький вчений Луї Пастер (1822-1895). Хімік за освітою, вчений зі світовим іменем, Л. Пастер створив медичну мікробіологію не будучи лікарем. Він почав глибоко вивчати фізіологію і біохімію мікроорганізмів,

поклавши цим початок другому, фізіологічному періоду історії

мікробіології.

Л.Пастер встановив причину псування вина, запропонував метод стерилізації харчових продуктів, якій дістав назву пастеризації. Він першим запропонував вирощувати мікроби на штучних живильних середовищах, розробив принципи й методи ослаблення хвороботворних мікроорганізмів. Саме завдяки його відкриттям виникло й успішно розвивається вчення про антисептику й асептику. Він довів величезну роль мікроорганізмів у кругообігу речовин і енергії на планеті, з’ясував їх роль в інфекційній патології людини і тварин, розробив методи їх вивчення і відкрив основні шляхи боротьби з інфекційними хворобами.

Дуже плідною для розвитку особливо медичної мікробіології була наукова діяльність знаменитого німецького ученого Роберта Коха (1843-1910 рр). Сучасник Л.Пастера і його послідовник, Р. Кох

8

провів класичні дослідження з етіології сибірки, туберкульозу й холери, завдяки чому ввійшов в історію як один з основоположників сучасної мікробіології. Одна з величезних заслуг Коха полягає у тому, що він створив світову школу бактеріологів, які відкрили багатьох збудників інфекційних хвороб.

Після класичних досліджень Пастера й Коха настала найуспішніша, так звана «Золота бактеріологічна ера» в історії медицини. Протягом короткого часу були відкриті майже всі основні збудники бактерійних, рикетсіозних і протозойних інфекцій.

До відомих вчених цього періоду відносять І.І. Мечнікова, М.Ф. Гамалію, О.М. Тарасевича, П.В. Циклінську, Ф.Я. Чистович, Ж. Борде, Е. Ру, Е. Бюрне, Г.Н. Габричевський.

Кінець ХІХ століття ознаменувався відкриттям окремого царства вірусів. У 1892 р. Д.Й. Івановський (1864-1920 рр) відкрив першого представника цього царства – вірус мозаїчної хвороби тютюну, а ще через 6 років Ф. Леффлер та П.Фрош виявили вірус ящуру. Ці дослідження показали, що поряд з мікроорганізмами існують і такі дрібні істоти, які не мають клітинної будови та невидимі під звичайним світловим мікроскопом.

На початку ХХ століття відбулася ще одна важлива подія в історії мікробіологіївідкриття хіміотерапії, основоположниками якої стали П. Ерліх і Д.Л. Романовський. Вони вперше сформулювали наукові принципи хіміотерапії.

У 1929 р. англійський мікробіолог відкрив протимікробну дію пеніцилової плісняви, а Е. Чейн і Г. Флорі у 1943 р. отримали очищений стабільний пеніцилін. Аналог пеніциліну – крустозин

9

отримала радянський мікробіолог З.В. Ермольева. Американський мікробіолог Е Ваксман відкрив у 1944 р. стрептоміцин.

У середині ХХ століття почала здійснюватися науковотехнічна революція. Фундаментальні біологічні дослідження проводилися на субклітинному й молекулярному рівні. Були досягнуті великі успіхи у вивчені генетики мікроорганізмів.

Вченими Корольовим С.А., Войткевичем А.Ф., Паращуком С.В. і їх учнями вивчена суть мікробіологічних процесів при виробництві,

дозріванні і зберіганні молочних продуктів. Велике значення мають їх дослідження , які пов’язані із розробкою принципів підбору, методів приготування і використання чистих культур молочнокислих бактерій.

Виключно великий вклад у розвиток загальної мікробіології вніс геніальний український вчений С.М. Виноградський (1856-1953 рр). Він відкрив сірко-, залізобактерії, нітрифікуючи та азот фіксуючи бактерії, з’ясував їх роль у кругообігу речовин у природі. Провів фундаментальне вивчення мікробного населення грунту.

До славної плеяди видатних українських мікробіологів належить академік Д.К. Заболотний (1866-1929 рр). Він вніс цінний вклад у медицину своїми дослідженнями по вивченню чуми, холери. Організував першу кафедру бактеріології у Петербурзі у 1898 р., а в 1920 р. – першу кафедру епідеміології в Одесі. Заболотний Д.К. заснував Академію Наук України та організував Інститут мікробіології та вірусології, який носить його імя.

Вагомий вклад у розвиток загальної, медичної, промислової та сільськогосподарської мікробіології і екології внесли ґрунтовні

10