- •6.051701 "Пищевые технологии и инженерия"
- •Содержание
- •Предисловие
- •Введение
- •1 Морфология и систематика микроорганизмов
- •1.1 Бактерии
- •1.1.1 Форма и размеры бактерий
- •1.1.2 Химический состав бактерий
- •1.1.3 Строение бактерий
- •1.1.4 Движение бактерий
- •1.1.5 Эндоспоры бактерий
- •1.1.6 Рост и размножение бактерий
- •1.1.7 Систематика бактерий
- •1.1.8 Характеристика прокариотов, занимающих промежуточное положение
- •1.2 Микроскопические грибы
- •2.1.1 Микромицеты
- •2.1.2 Дрожжи
- •1.3 Вирусы
- •1.3.1 Общая характеристика вирусов
- •1.3.2 Структура и химический состав вирионов
- •1.3.3 Репродукция вирусов
- •1.3.4 Культивирование вирусов
- •1.3.5 Классификация вирусов
- •1.3.6 Бактериофаги
- •1.4 Генетика микроорганизмов
- •1.4.1 Рекомбинации у бактерий
- •1.4.2 Мутации
- •1.4.3 Плазмиды бактерий
- •2 Влияние внешних факторов на микроорганизмы
- •2.1 Физические факторы
- •2.1.1 Температура
- •2.1.2 Влажность
- •2.1.3 Осмотическое давление
- •2.1.4 Гидростатическое давление
- •2.1.5 Механические сотрясения
- •2.1.6 Ультразвук
- •2.1.7 Электричество
- •2.1.8 Лучистая энергия
- •2. 2 Химические факторы
- •2.2.1 Реакция среды
- •2.2.2 Кислород
- •2.2.3 Химические вещества
- •2. 3 Биологические факторы
- •2.3.1 Симбиотические взаимоотношения
- •2.3.2 Антагонистические взаимоотношения
- •2.3.3 Антибиотики
- •2.3.4 Пробиотики
- •3 Метаболизм микроорганизмов
- •3.1 Ферменты микроорганизмов
- •3. 2 Энергетический метаболизм
- •3.2.1 Брожение
- •3.2.2 Аэробное дыхание при усвоении органических субстратов
- •3.2.3 Неполное аэробное окисление органических субстратов
- •3.2.4 Анаэробное дыхание
- •3.2.5 Использование энергии неорганических субстратов
- •3.6.6 Использование энергии света
- •3.3 Питание микроорганизмов
- •3.3.1 Источники питания
- •3.3.2 Поступление питательных веществ в клетку
- •4 Биохимические процессы, вызываемые микроорганизмами
- •4.1 Превращения углеродсодержащих веществ
- •4.1.1 Спиртовое брожение
- •4.1.2 Молочнокислое брожение
- •4.1.3 Маслянокислое брожение
- •4.1.4 Уксуснокислое брожение
- •4.1.5 Образование органических кислот плесневыми грибами
- •4.2.6 Разложение микроорганизмами липидов и жирных кислот
- •4.3 Превращения азотсодержащих веществ
- •4.3.1 Аммонификация
- •6.3.2 Нитрификация
- •6.3.3 Денитрификация
- •6.3.4 Азотфиксация
- •5 Основы санитарной микробиолгии
- •5.1 Инфекция и иммунитет
- •5.1.1 Роль возбудителя в развитии инфекции
- •5.1.2 Роль макроорганизма в инфекционном процессе
- •5.1.3 Динамика инфекционного процесса
- •5.1.4 Формы проявления инфекций
- •5.1.5 Элементы эпидемического процесса
- •5.1.6 Иммунитет
- •5.2 Санитарно-показательные микроорганизмы
- •5.2.1 Основные требования к спм
- •5.2.2 Характеристика основных групп спм
- •5.2.3 Принципы санитарно-микробиологических исследований
- •5.2.4 Методы санитарно-микробиологических исследований
- •5.3 Микрофлора окружающей среды
- •5.3.1 Микрофлора воды
- •5.3.2 Микрофлора почвы
- •5.3.3 Микрофлора воздуха
- •5.4 Пищевые заболевания
- •5.4.1 Классификация пищевых заболеваний
- •5.4.2 Основные возбудители пищевых инфекций
- •5.4.3 Основные возбудители пищевых токсикоинфекций
- •5.4.4 Бактериальные токсикозы
- •5.4.5 Микотоксикозы
- •5.4.6 Болезни – общие для человека и животных
- •6 Микрофлора пищевых продуктов
- •6.1 Микрофлора продуктов растительного происхождения
- •6.1.1. Эпифитные и фитопатогенные микроорганизмы
- •6.1.2 Микрофлора зерна, муки, хлеба
- •6.1.2.4 Микрофлора теста
- •6.1.3 Микрофлора плодов и овощей
- •6.1.4 Микробиология бродильных производств
- •6.1.4.1. Промышленные дрожжи
- •6.1.4.2. Ферменты плесневых грибов
- •6.1.4.3 Микробиология спиртового производства
- •6.1.4.4 Микробиология пивоваренного производства
- •6.1.4.5 Микробиология виноделия
- •6.2 Микрофлора продуктов животного происхождения
- •6.2.1 Микрофлора молока и молочных продуктов
- •6.2.2 Микрофлора мяса и мясных продуктов
- •6.2.2.1 Микрофлора мяса
- •6.2.2.2 Микрофлора колбасных изделий
- •6.2.3 Микрофлора яиц и яичных продуктов
- •6.3 Микрофлора рыбы и морепродуктов
- •6.3.1 Микрофлора рыбы
- •6.3.2 Микрофлора пищевых рыбных продуктов
- •6.3.2 Микрофлора кормовых и технических продуктов
- •6.4 Микрофлора консервов
- •6.4.1 Микробиологические основы консервирования
- •6.4.2 Классификация консервов
- •6.4.3 Эффект стерилизации
- •6.4.4 Остаточная микрофлора консервов
- •6.4.4.1 Мезофильные бациллы
- •6.4.4.2 Мезофильные клостридии
- •6.4.4.3 Термофильные бациллы и клостридии
- •6.4.5 Оценка промышленной стерильности консервов
- •Список литературы
- •Морфология и систематика микроорганизмов
- •Метаболизм микроорганизмов
- •Биохимические процессы, вызываемые микроорганизмами
- •Микрофлора пищевых продуктов
- •Для заметок для заметок
- •98309 Г. Керчь, ул. Орджоникидзе, 82
4.1.4 Уксуснокислое брожение
Это окисление спирта в уксусную кислоту с помощью уксуснокислых бактерий (УКБ):
СН3СН2ОН + О2 → СН3СООН+ 2Н2О + Эн. (487 кДж)
УКБ – это представители семейства Acetobacteriaceae, родов Acetobacter и Gluconobacter. Они представляют собой полиморфные грамотрицательные палочки (длинные, короткие, ветвящиеся), подвижные и неподвижные, перитрихи или с полярно расположенными жгутиками, спор не образуют, мезофилы, строгие аэробы (развиваются только на поверхности сред). Хемоорганотрофы, получают энергию за счет окисления спирта до уксусного альдегида, а затем до уксусной кислоты, или получают энергию за счет окисления различных сахаров. Максимальная скорость УКБ роста при рН 5,4-5,8., интенсивность кислотообразования является штаммовым признаком и колеблется в довольно широких пределах. УКБ распространены в природе. Они встречаются на растениях, плодах, в пыли, воде, почве. Наиболее распространены Acetobacter acet, культурные штаммы кльлоых используют в производстве пищевого уксуса. Уксуснокислое брожение является вредителем ряда производств (спиртового, пивоваренного), так как приводит к окислению и порче пива, вина, кваса, бражки. Уксуснокислое брожение наблюдается в слабокислых пастеризованных маринадах при хранении их в герметичной таре.
Некоторые виды УКБ могут вызывать и другие типы брожений, в результате которых соединения, которые трудно получить химическим путем. В промышленности применяется Gluonobacter suboxidans – возбудитель сорбозного брожения, при котором d-сорбит превращается в l-сорбозу. Сорбит получают из декстрозы химическим путем. Затем G.subjxidans осуществляют биологическое дегидрирование субстрата с образованием сорбозы, которая в дальнейшем используется для получения витамина С. Бактерии рода Gluconobacter используются также в производстве для получения глюконовой кислоты.
4.1.5 Образование органических кислот плесневыми грибами
Лимоннокислое брожение - это окисление сахаров с образованием лимонной кислоты:
2С6Н12О6 + 3О2 → 2С6Н8О7 + 4Н2О + Эн.
Брожение вызывается многими плесневыми грибами родов Aspergillus и Penicillium. Основной продуцент лимонной кислоты Aspergillus niger.
Лимонная кислота используется в пищевой консервной, текстильной промышленности, медицине (консервант крови). Долгое время лимонную кислоту получали из лимонов, где она составляет 9% сухой массы. Однако такой способ не мог бы обеспечить потребность в лимонной кислоте. Наиболее экономичный и рациональный способ получения лимонной кислоты из глюкозы при помощи плесневого гриба A.niger. Грибы рода Aspergillus размножаются преимущественно спорами. Попав на поверхность питательной среды, споры набухают и прорастают, образуя гифы. Клетки гиф делятся, разрастаются и образуют войлокообразную грибницу или мицелий. Рост мицелия нормально протекает при 100%-ной влажности, оптимальной температуре 34-370С, аэрировании. Процесс получения лимонной кислоты может осуществляться двумя способами – поверхностным и глубинным. Под действием плесневого гриба сахар бродильного раствора превращается в лимонную кислоту. При 320С брожение идет 14-16 суток, на один м2 грибной пленки образуется 500-600 г лимонной кислоты.
Фумаровокислое брожение. Фумаровая кислота – это транс-изомер этилендикарбоновой кислоты. Она образуется в результате реакций ЦТК. Суммарное уравнение фумаровокислого брожения:
С6Н12О6 + 3О2 → С4Н4О4 + 4Н2О + 2СО2 + Эн.
Фумаровокислое брожение вызывается грибами родов Rhizopus, Mucor. Наибольший выход фумаровой кислоты получен при использовании в качестве продуцента Rhizopus delemar. В качестве источника углерода используют глюкозу в концентрации 5-10% или крахмалосодержащие материалы. Ферментация осуществляется в условиях интенсивной аэрации и нейтрализации среды CaCО3 или NaOH. Процесс может производиться как методом поверхностного, так и методом глубинного культивирования продуцента. Фумаровая кислота в виде магниевых и натриевых солей используется в пищевой промышленности как заменитель лимонной кислоты для изготовления безалкогольных напитков, а также в лакокрасочной промышленности.
Щавелевокислое брожение. Представители родов Aspergillus, Penicillium, Mucor в зависимости от состава среды и ее кислотности могут накапливать вместо лимонной кислоты щавелевую. Щавелевокислое брожение наблюдается при наличии в среде свободных оснований, а также в средах с пептоном. В такой среде под влиянием плесневых грибов накапливается значительное количество аммиака, создающего щелочные условия. В кислой среде щавелевая кислота грибами не образуется. Суммарное уравнение щавелевокислого брожения:
2С6Н12О6 + 9О2 → 6СООНСООН + 6Н2О + Эн.