Химический состав микроорганизмов

3. Химический состав микроорганизмов.

Для определения  потребности микроорганизмов в  питательных веществах необходимо знать их химический состав, поскольку  он в определенной мере зависит и  от питательных веществ, требуемых  для роста и размножения микробов.

Клетка микробов состоит из воды и сухих веществ. Вода содержится в основном в цитоплазме клеток. Количество ее для большинства  видов бактерий колеблется от 75 до 85 %. В спорах бацилл и клостридий концентрация воды составляет 40-50 %. В молодых клетках количество воды несколько меньше, чем в старых.

Вода в клетке находится в свободном состоянии  или связана другими составными частями. Свободная вода служит дисперсионной  средой для коллоидов и растворителем  для кристаллических веществ, источником водородных и гидроксильных ионов, а также участвует в биохимических  реакциях.

Связанная вода является структурным элементом  цитоплазмы и не может быть растворителем. Сухие вещества бактерий (15-20 %) состоят из органической части и минеральных элементов. Органическая часть сухого остатка состоит из белков, углеводов, жиров и других соединений.

Белок находится в основном в цитоплазме, нуклеоиде и цитоплазматической мембране, составляет 50-80 % сухого вещества бактериальной клетки. Различают простые (протеины) и сложные (протеиды) белки. Протеины расщепляются при гидролизе на отдельные аминокислоты. Протеиды состоят из простых белков, соединенных с небелковыми (простетическими) группами: с нуклеиновой кислотой (нуклеопротеиды, или ядерные белки), с полисахаридами (глюкопротеиды), с жирами и жироподобными веществами (липопротеиды).

Белки микробной  клетки, участвующие в образовании  клеточных структур, называют структурными белками. Различают также резервные  белки, являющиеся запасными веществами клетки. Например, липопротеиды могут  находиться внутри клетки в виде включений  полужидкой консистенции, а на поверхности  цитоплазмы они образуют цитоплазматическую мембрану, регулирующую поступление  веществ внутрь бактериальной клетки. Белки входят также в состав ферментов (энзимов).

Углеводы составляют 15-20 % сухого вещества и содержатся в микробных клетках в основном в виде полисахаридов. К ним относят также многоатомные спирты. Углеводы входят в состав капсул, клеточных мембран и цитоплазмы, а также являются запасными веществами в виде включений гликогена и крахмалоподобного вещества - гранулезы.

Жиры и жироподобные вещества (липиды и липоиды) составляют 3-10 % сухого остатка, входят в состав клеточных оболочек и надежно защищают клетку от воздействия внешней среды. В клеточной стенке возбудителя туберкулеза количество липоидов может достигать 20-40 %, что обусловливает самую высокую устойчивость (среди неспорообразующих бактерий) возбудителя к высоким температурам. Поэтому режимы пастеризации молока считаются эффективными, если они обеспечивают уничтожение возбудителя туберкулеза.

Жир может содержаться  в цитоплазме также в виде включений. Бактериальные липиды состоят из свободных жирных кислот (26-28 %), нейтральных  жиров (2,5-12,5 %), в состав которых входят эфиры жирных кислот и углеводов, а также восков и фосфолипидов.

Минеральные элементы (зола) составляют 2-14 % сухой бактериальной массы. Среди них в наибольшем количестве содержится фосфор (50 %), калий (25 %), также магний, сера, кальций.

Химический состав микробных клеток в аналогичных  условиях является постоянным, однако, он зависит от веществ, которые содержатся в питательной среде, характера  обмена и других условий внешней  среды. 

13. Влияние разных  способов удаления влаги из  молочных продуктов на последующее  развитие микроорганизмов.

Питательные вещества поступают в бактериальную клетку в виде водных растворов, и в таком  же виде продукты жизнедеятельности  выделяются из клетки. Минимальная  предельная влажность среды, при  которой еще возможно развитие бактерий, 20-30 %, а плесеней - около 15 %. В связи  с этим высушивание, приводящее к  обезвоживанию, замедляет жизненные  процессы в бактериальной клетке и процесс размножения приостанавливается. Устойчивость микроорганизмов к  высушиванию различна и определяется их физикохимическими свойствами. Дизентерийные бактерии отмирают в течение 7 дней после высушивания, стафилококки и микобактерии туберкулеза погибают лишь к девяностому дню. Высушенные культуры молочнокислых бактерий сохраняют жизнеспособность в течение

нескольких месяцев. Наиболее устойчивыми к высушиванию  являются споры бацилл, которые сохраняют  способность к прорастанию при  хранении в высушенном состоянии  в течение десятков лет.

При необходимости  для сохранения микробных культур  широко применяют метод лиофилизации (сублимации), т. е. процесс высушивания  из замороженного состояния под  вакуумом. Этим методом высушивают бактериальные концентраты, закваски, вакцины, антибиотики и другие биопрепараты. Сушка широко используется в качестве метода консервирования молока, молочных и других пищевых продуктов. 

29. Описать методику  бактериологического исследования  воды. Перечислить требования ГОСТа к микробиологическому составу воды.

      По  составу и свойствам питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом  отношении, безвредна по химическому  составу, и иметь благоприятные  органолептические свойства. Наиболее соответствуют этим требованиям  артезианские воды, которые обычно не нуждаются в очистке. Воду из открытых водоемов подвергают обработке на водопроводных  станциях для улучшения физических и химических свойств и освобождения от микроорганизмов.

      Оценка  качества питьевой воды проводится по комплексу химических, органолептических  и бактериологических показателей. В соответствии с ГОСТ 2874-82 общее  число бактерий не должно превышать 100 клеток в 1 см³, количество кишечных палочек (коли-индекс) должно быть не более 3 в 1 л, а коли-титр - не менее 300 см³. Вода колодцёв и открытых водоемов признаётся доброкачественной при коли-индексе не более 10 (коли-титр - не менее 100 см³), общее число бактерий должно быть не выше 1000 в 1 см³.

      В связи с тем, что вода открытых водоемов и вода грунтовых колодцев может быть значительно загрязнена, при ее бактериологическом исследовании учитывают наличие других (кроме  кишечной палочки) санитарно-показательных  микроорганизмов: энтерококков и Clostridium perfringens как показателей фекального загрязнения, а также бактерий рода Proteus, присутствие которых в воде показывает на наличие в ней значительных количеств органических веществ.

      Санитарно-гигиенические  нормы для воды, используемой в  пищевой промышленности и на предприятиях общественного питания, такие же, как и для питьевой воды. 

51. Пороки сырого  молока микробиологического происхождения.

Под пороками молока понимают необычные, исключительные отклонения свойств молока от нормы.

Пороки возникают  при нарушении санитарно-гигиенических правил получения, первичной обработки и нарушении режимов хранения молока. Проявление различных пороков обусловлено развитием микроорганизмов, преобладающих в молоке. Условно пороки молока подразделяют на пороки консистенции, вкуса, запаха, цвета и пороки смешанного характера.

Пороки консистенции. Ослизнение и тягучесть молока - один из распространенных пороков консистенции. Различают ослизнение без заметного нарастания кислотности и ослизнение с повышением кислотности, сопровождающее нормальный кисломолочный процесс.

Ослизнение без заметного нарастания кислотности вызывается бесспоровой палочкой Bact. lactis viscosum, по биологическим свойствам близкой к кишечной палочке Enterobacter aerogenes, но не обладающей газообразующей способностью.

Так как кислотность  молока не повышается, то оно не свертывается, а приобретает лишь тягучесть, особенно выраженную на поверхности. При дальнейшем развитии наблюдается пептонизация - появляется полупрозрачный отстой буроватой сыворотки. Молоко приобретает горький вкус, оно свертывается при нагревании.

Возникновению порока способствуют задержка кисломолочного процесса и длительное хранение молока при температуре ниже 10 °С. Ослизнение с повышением кислотности обусловлено развитием слизеобразующих штаммов Lac. cremoris и Lbm. acidophilum. Порок возникает при хранении молока при температуре выше 10 °С.

Преждевременное свертывание проявляется при нагревании молока, имеющего нормальную или незначительно повышенную кислотность. Возбудителями этого порока в сыром молоке являются микрококки и маммококки , выделяющие протеолитические ферменты типа сычужного, которые и обусловливают порок. Причиной порока может быть также примесь молозива в молоке.

Пороки вкуса  и запаха. Горький вкус возникает при длительном хранении молока при низких температурах (ниже 10 °С). Причиной порока является пептонизация молока, вызываемая маммококками  и гнилостными микроорганизмами, разлагающими белки до пептонов, имеющих горький вкус.

Прогорклый вкус связан с изменениями жира. Возбудителями порока являются главным образом флюоресцирующие палочки и другие виды, обладающие липолитической активностью. Порок обусловлен накоплением в молоке продуктов разложения жира - альдегидов, кетонов, масляной кислоты.

Мыльный, щелочной вкус возникает при долговременном хранении охлажденного молока. Причинами порока являются бактериальное разложение белков и омыление жира, вызываемое гнилостными неспорообразующими палочками Bact. lactis /saponacei и Bact. sapolacticum, оптимальной температурой развития / которых является температура 10 °С По биологическим свойствам первый вид близок к Е. coli, второй - к Ps. fluorescens.

Несвойственные молоку запахи (навозный, травяной, репный, сырный, тухлый и др.) возникают при развития кишечных и флюоресцирующих палочек, которые разлагают азотистые вещества с образованием летучих продуктов с разнообразными запахами

Пороки цвета. Синее молоко возникает через 24-72 ч при хранении молока при температуре 20-25 °С или же при длительном хранении молока при температуре ниже 10 °С. Синяя окраска молока наблюдается только на его поверхности. Возбудителем порока является синегнойная палочка Ps. aeruginosa.

Красное молоко возникает при развитии в охлажденном молоке чудесной палочки - Serratia marcescens, образующей н^ поверхности молока красные пятна. Порок необходимо отличать оу крови, попадающей в молоко при маститах, - кровь оседает на дно сосуда.

Желтое молоко встречается очень редко, при длительном хранении охлажденного молока при температуре ниже 10 °С. Возбудителем порока является грамотрицательная подвижная палочка Bact. synxathum.

Порок смешанного характера. Бродящее молоко- выражается в усиленном выделении газов, образующих пену под слоем сливок. Он относится к наиболее распространенным порокам. Возбудителями являются три группы микроорганизмов: кишечные палочки, дрожжи и маслянокислые бактерии.

Одновременно  с газообразованием возникают и  различные запахи: навозный, спиртовой, дрожжевой, масляной кислоты и др. 
 
 

65. Условия развития  микроорганизмов при выработке  кисломолочных продуктов.

Для выработки  гарантированного по санитарным показателям  качества кисломолочных продуктов  требуется строгое соблюдение гигиенических  правил и технологических режимов  на всех участках производства продукции.  
 
Кисломолочные продукты в основном производят по общей технологической схеме - сквашиванием закваской пастеризованного (или стерилизованного) молока. Производство отдельных продуктов отличается, как правило, температурными режимами некоторых операций, внесением наполнителей и применением заквасок различного состава.  
 
Кисломолочные продукты вырабатывают термостатным и резервуарным способами. При термостатном способе сквашивание, охлаждение и созревание осуществляют в бутылках в термостатных и хладостатных камерах. При резервуарном эти процессы происходят в одной емкости. После перемешивания сгустка в резервуаре в тару разливают фактически готовый продукт, который необходимо дополнительно охладить. Резервуарный способ исключает дополнительное загрязнение продукции, что особенно важно в противоэпидемическое отношении.  
 
Для производства кисломолочных продуктов к молоку предъявляют повышенные гигиенические требования. Поступившее молоко подвергают очистке и нормализации, после чего направляют на тепловую обработку. Категорически запрещается проводить нормализацию после пастеризации во избежание вторичного обсеменения молока.  
 
Тепловую обработку производят при более жестких режимах, чем при производстве питьевого молока. Пастеризацию смеси осуществляют при высоких температурах (87±2°С, 92±2°С) с соответствующей выдержкой (10-15, 2-8 мин). Для украинской простокваши, варенца и некоторых других кисломолочных продуктов необходима еще более высокая термическая обработка смеси: 97±2°С с выдержкой 60±20 мин. Такая тепловая обработка не только полностью разрушает патогенные микробы, но и уменьшает количество другой микрофлоры, которая может повлиять на активность закваски.  
 
Особенно важна бактериальная чистота молока, поскольку при сквашивании создаются оптимальные температурные условия для развития оставшейся микрофлоры, что приводит к ухудшению санитарных показателей продукции и может послужить причиной выпуска продукции, небезопасной в эпидемиологическом отношении.  
 
Процесс пастеризации контролируют так же, как и при производстве питьевого молока. После охлаждения до температуры заквашивания молоко направляют в резервуары и в них вносят закваску.