Микробиология продовольственных товаров

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

1. Гниение. Химизм. Характеристика возбудителей. Роль гнилостных микроорганизмов в процессах порчи пищевых продуктов

Гниение - это процесс глубокого разложения белковых веществ микроорганизмами. Продукты разложения белков микроорганизмы используют для синтеза веществ клетки и в качестве энергетического материала.

Химизм. Гниение - сложный, многоступенчатый биохимический процесс, характер и конечный результат которого зависят от состава белков, условий процесса и видов вызывающих его микроорганизмов.

Белковые вещества не могут поступать непосредственно в клетки микроорганизмов, поэтому использовать белки могут только микробы, которые обладают ферментами - экзопротеазами.

Процесс распада простых белков начинается с их гидролиза. Первичными продуктами гидролиза являются пептиды. Они поступают в клетку и гидролизуются внутриклеточными протеазами до аминокислот.

Нуклеопротеиды под действием гнилостных микробов расщепляются на белковый комплекс и нуклеиновые кислоты. Затем белки разлагаются до аминокислот, а нуклеиновые кислоты распадаются на фосфорную кислоту, углеводы и смесь азотсодержащих оснований.

Аминокислоты используются микроорганизмами на синтез клетки или подвергаются ими дальнейшим изменениям, например дезаминированию. Дезаминирование различают: гидролитическое, окислительное и восстановительное.

Гидролитическое дезаминирование сопровождается образованием оксикислот и аммиака. Если при этом происходит декарбоксилирование аминокислоты, то образуется спирт, аммиак и углекислый газ.

При окислительном дезаминировании образуются кетокислоты и аммиак.

При восстановительном дезаминировании образуются карбоновые кислоты и аммиак. гниение химизм антисептик копчение

Среди продуктов разложения аминокислот в зависимости от строения их paдикала обнаруживаются различные органические кислоты и спирты. При разложении аминокислот жирного ряда могут накапливаться муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная и другие кислоты; пропиловый, бутиловый, амиловый и другие спирты. При разложении аминокислот ароматического промежуточными продуктами являются характерные продукты гниения: фенол, крезол, скатол, индол - вещества, обладающие очень неприятным запахом. При распаде аминокислот, содержащих серу, получается сероводород или его производные - меркаптаны. Меркаптаны обладают запахом тухлых яиц, который ощущается даже при ничтожно малых концентрациях.

Образующиеся при гидролизе белка диаминокислоты могут подвергаться декарбоксилированию без отщепления аммиака, в результате чего получаются диамины и С0₂.

Кадаверин, путресцин и другие амины, образующиеся при гниении, часто объединяют под общим названием птомаины (трупные яды). Некоторые производные птомаинов обладают ядовитыми свойствами.

Под воздействием аэробных микроорганизмов, азотистые и безазотистые органические соединения подвергаются окислению, так что могут быть полностью минерализированы. В этом случае конечными продуктами гниения являются аммиак, углекислый газ, вода, соли серной и фосфорной кислот. В анаэробных условиях не происходит полного окисления промежуточных продуктов распада аминокислот. В связи с этим кроме NH₃ и С0₂ накапливаются разные, указанные выше органические соединения, в числе которых могут быть вещества, обладающие ядовитыми свойствами, и вещества, сообщающие гниющему материалу отвратительный запах.

Характеристика возбудителей. Наиболее активными возбудителями гнилостных процессов являются бактерии. Среди них есть спорообразующие и бесспоровые, аэробные и анаэробные. Мезофилы, холодоустойчивые и термостойкие, большинство чувствительных к кислотности среды и повышенному содержанию в ней поваренной соли. Наиболее распространенными гнилостными бактериями являются следующие.

Картофельная и сенная палочки - аэробные, подвижные, грамположительные, спорообразующие бактерии. Их споры термоустойчивы. Температурный оптимум в пределах 30-45⁰С, максимум роста - при t⁰ 55-60⁰ С, при t⁰ ниже 5⁰ не размножаются.

Бактерии рода Pseudomonas - аэробные, подвижные палочки с полярным жгутом, бесспоровые, грамотрицательные. Некоторые виды синтезируют пигменты, их называют флуоресцирующими псевдомонасы. Есть холодоустойчивые мин.t⁰ роста от -2⁰ до -5⁰ С. Они способны окислять углеводы с образованием кислот, выделять слизь. Развитие и биохимическая активность тормозит при рН ниже 5,5 и 5-6 % - ной концентрации NaCI в среде. Псевдомонасы широко распространены в природе, являются антагонистами ряда бактерий и мицелиальных грибов.

Proteus vulgaris - мелкие, грамотрицательные, бесспоровые палочки с резко выраженными гнилостными свойствами, факультативные анаэробы. Сбраживает углеводы с образованием газа и кислоты. В зависимости от условий жизни эти бактерии способны заметно менять форму и размеры. Хорошо развивается при t⁰ 25⁰ С и 37⁰ С, прекращает размножаться при t⁰ около 5-10⁰ С, но может сохранятся и в замороженных продуктах.

Особенностью его является энергичная подвижность. Это свойство лежит в основе метода выявления протея в пищевых продуктах и отделения его от сопутствующих бактерий. Некоторые виды выделяют токсические для человека вещества.

Clostridium putrificum - анаэробная подвижная, спорообразующая палочка. Относительно крупные споры ее располагаются ближе к концу клетки, которая при этом приобретает форму барабанной палочки. Споры довольно термоустойчивы. Углеводы не сбраживает, белки разлагает с образованием большого количества газа. Оптимальная t⁰ развития 37-43⁰ С, минимальная - 5⁰ С.

Clostridium sporogenes -анаэробная, подвижная, спороносная палочка. Споры термоустойчивы, в клетке они расположены центрально. У нее очень быстрое образование спор. Сбраживает углеводы с образованием кислот и газа, обладает липолитической способностью. При разложении белков обильно выделяется сероводород. Оптимальная t⁰ развития 35-40⁰ С, минимальная - около 5⁰ С.

Оба вида клостридий - возбудители порчи баночных консервов (рыбных, мясных и др.).

Гнилостные микроорганизмы наносят большой ущерб народному хозяйству, вызывая порчу ценнейших, богатых белками продуктов питания, например рыбы и рыбопродуктов, мяса и мясопродуктов, яиц, молока и др. Но эти же микроорганизмы играют большую положительную роль в круговороте азота в природе, минерализуя белковые вещества, попадающие в порчу, воду.

2. Влияние химических веществ на жизнеспособность микроорганизмов. Антисептические вещества. Требования к антисептикам используемым для консервирования пищевых продуктов. Копчение продуктов как способ их консервирования

Химические вещества.

Химический состав среды является одним из главных факторов развития микроорганизмов, он должен удовлетворять потребность их в питательных и энергетических веществах. Он определяет реакцию среды (рН) и ее окислительно-восстановительные условия. Среди химических веществ могут быть такие, которые задерживают развитие микроорганизмов и вызывают их гибель. Их называют антисептиками. Характер действия их разнообразен. Одни подавляют жизнедеятельность или задерживают размножение чувствительных к ним микробов, такое действие называют - бактериостатическим (в отношении бактерий) или фунгистатическим(в отношении мицелиальных грибов). Другие вещества вызывают гибель микроорганизмов, оказывая на них бактерицидное или фунгицидное действие. В малых дозах многие химические яды оказывают благоприятное действие, стимулируя размножение или биохимическую активность микробов. Момимо концентрации, эффективность действия химических вещепств на микроорганизмы зависит от природы вещества, биологических особенностей микроорганизма, продолжительности воздействия на него, температуры, состава и рН среды.

Чувствительность различных микроорганизмов к одному и тому же антисептику не одинакова. Споры устойчивее вегетативных клеток.

Из неорганических соединений наиболее сильнодействующими являются соли тяжелых металлов. Ионы некоторых тяжелых металлов, золота, меди, серебра, присутствуютв растворах в ничтожно малых концентрациях, не поддающихся непосредственному определению, оказывают не менее губительное действие на организмы. Это специфическое действие называется - олигодинамическим. Олигодинамические свойства серебра можно использовать для дезинфекции питьевой воды.

Бактерицидное действие проявляют многие окислители (хлор, йод, перекись водорода, марганцовокислый калий); минеральные кислоты (сернистая, борная, фтористо-водородная).

Воздействуют на микроорганизмы сероводород, окись углерода, сернистый газ.

Многие органические соединения ядовиты для микробов. В различной степени губительно воздействие фенолов, альдегидов, особенно формальдегида, спиртов, органических кислот (салициловая, уксусная, бензойная, сорбиновая). Бактерицидным действием обладают эфирные масла, смолы, дубильные вещества, многие красители (генцианвиолет, бриллиантовая зелень, фуксин).

Среди микроорганизмов имеются формы, устойчивые к действию клеточных и метаболических ядов, а некоторые обладают способностью даже использовать их. Например фенол, H₂S, окись углерода.

Механизм действия антисептиков различен. Многие из них повреждают клеточные стенки, нарушают проницаемость цитоплазматической мембраны. Проникая в клетку, они вступают во взаимодействие с теми или иными компонентами ее, в результате чего значительно нарушаются обменные процессы. Соли тяжелых металлов, формалин, фенолы воздействуют на белки цитоплазмы, являются ядами для ферментов. Спирты, эфиры растворяют липиды клеточных мембран.

Многие антисептические вещества используют в медицине, сельском хозяйстве, промышленности и в быту как дезинфицирующие средства для борьбы с болезнетворными микробами. Широко применяют хлор и его соединения для дезинфекции питьевой воды, тары, оборудования, инвентаря.

Антисептические вещества используют для защиты от микробных поражений текстильных материалов, древесины, бумаги и изделий из нее и других материалов и объектов.

Применение антисептиков для консервирования продуктов ограничено и строго нормируется санитарным законодательством.

При выборе тех или иных химических веществ для обработки сырья, готовой продукции исходят из цели обработки назначения продукции.

Химические вещества применяются для обработки пищевых продуктов в малых дозах, поэтому они должны обладать высоким биоцидным или биостатическим действием на микроорганизмы, но одновременно должны быть безвредными для человека, не оказывать отрицательного влияния на продукты легко удаляться из них перед употреблением. Они не должны вступать в реакции с веществами продукта, тарой, материалами технологической аппаратуры. Кроме того, они должны быть экономически выгодными и доступными для использования.

В последние годы большой интерес вызывают новый класс антисептиков -полимерные дезинфицирующие средства, они более эффективны и менее опасны для человека.

Среди широкого спектра полимерных биоцидов выделяется группа соединений, содержащих в своем составе полигуанидины. Гуанидины - новые антисептики значительно эффективней четвертичных аммониевых соединений, ПАВ, производных фенола и хлорактивных дезинфицирующих препаратов. Например, «БИОР-1», «ПОЛИСЕПТ-ОП» и др.

Новым направлением в практике сокращения потерь пищевого сырья и продуктов, защиты от микроорганизмов является применение экологически безопасных полимерных пленок на основе латексов. Латексы - высокомолекулярные соединения селективной проницаемости по отношению к летучим соединениям, содержащие минимальные количество гигиенически нормируемых компонентов.

В стране разрешено использовать немногие химические консерванты в малых дозах и только для некоторых пищевых продуктов.

На принципе антисептики основано копчение мясных и рыбных продуктов. При копчении продукты пропитываются летучими антисептическими веществами дыма или аналогичными антисептиками коптильной жидкости, которую применяют вместо дыма. Наибольшим бактерицидным и фунгицидным действием обладает формальдегид, фенолы и органические кислоты.

При копчении на микрофлору продукта оказывает влияние и другие факторы. Так, при холодном копчении некоторое обезвоживание продукта (при сушке) и повышенное содержание соли, а при горячем копчении высокая температура.

В качестве заменителей дыма при копчении разработаны фенольные соединения бактерицидного действия. Фенольные компоненты содержат значительное число полярных группировок (гидроксильных, альдегидных, кетонных, кислотных, аминных). Они способны взаимодействовать с поверхностью колбасных изделий, в частности с белком, являющимся поверхностно-активным веществом, приобретающим в водных растворах свойства полиэлектролита. Фенольные компоненты, адсорбируясь на поверхности колбасных изделиях, сокращают диффузию воды и питательных веществ в клетки микроорганизмов и вывод продуктов обмена, что приводит их к гибели.

Список литературы

1. Мармузова Л.В. Основы микробиологии, санитарии и гигиены в пищевой промышленности: Учеб. Пособие для нач .проф. образования. - М.: ИРПО; Изд. Центр « Академия», 2000.-136 с.

2. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена: учебник. - 4-е изд.с изм. и доп.- Владивосток: Изд-во ТГЭУ, 2005.-396 с.

3. Жарикова Г.Г. Микробиология продовольственных товаров. Санитария и гигиена - М.: ACADEMA, 2005.- 340 с.

Размещено на Allbest.ru