Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В МИКРОБИОЛОГИЮ

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В МИКРОБИОЛОГИЮ

Предмет и задачи микробиологии. Основные свойства микроорганизмов

Микробиология изучает морфологию микроорганизмов, закономерности их развития и процессы, которые они вызывают в среде обитания, а также их роль в… К миру микроорганизмов относятся бактерии, дрожжи, микроскопические… Микроорганизмы обитают во всех климатических зонах, находятся на всех предметах и продуктах, живут в организме…

Исторический очерк развития микробиологии. Перспективы развития и достижения современной микробиологии в народном хозяйстве, пищевой промышленности

Процессы, вызываемые микроорганизмами, люди знали и использовали с незапамятных времен. Издавна они умели готовить вино, квас, кумыс, кислое молоко,… Однако микробиология – относительно молодая наука, ее история насчитывает… В истории микробиологии можно выделить три периода: морфологический, физиологический и современный.

Перспективы развития и достижения современной микробиологии

Создание электронного микроскопа и разработка новых методов исследования микроорганизмов позволяют изучать их на молекулярном уровне, что в свою… К технической микробиологии относится микробиология пищевых производств,…  

Вопросы для самопроверки

 

1. Что изучает микробиология?

2. Каковы задачи микробиологии пищевых производств?

3. Назовите объекты исследования пищевой микробиологии.

4. Каковы основные свойства микроорганизмов?

5. Какие периоды в развитии микробиологии Вам известны?

6. Охарактеризуйте морфологический период развития микробиологии.

7. Почему Антоний Ван Левенгук по праву считается основоположником микробиологии?

8. Какие открытия совершил Луи Пастер?

9. Какой ученый установил, что процессы брожения имеют микробиологическую природу и каждый вид брожения обусловлен своим специфическим возбудителем?

10. Когда и кем была предпринята первая попытка систематизации микроорганизмов?

11. Какие разделы микробиологии существуют в настоящее время?

12. Какой вклад в развитие микробиологии внес немецкий ученый Роберт Кох?

13. Какие открытия совершил И.И. Мечников?

14. Каков вклад отечественных ученых в развитие микробиологии?

15. Кто из отечественных ученых является основоположником вирусологии?

16. Какой отечественный ученый признан основоположником почвенной микробиологии?

17. Кем был написан и когда был издан первый учебник по микробиологии в России?

18. Какой ученый открыл явление анаэробиоза?

19. Кто из отечественных ученых разработал теоретические и научные основы консервирования пищевых продуктов?

20. Охарактеризуйте современный период в развитии микробиологии.

21. Каковы перспективы развития современной микробиологии?

Литература

1. Асонов Н.Р. Микробиология. - 3 изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1997. – 352 с.

2. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.

3. Вербина Н.М., Каптерева Ю.В. Микробиология пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1988. – 256 с.

 

 

Тема 2. ПРИНЦИПЫ СИСТЕМАТИКИ. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Принципы систематики микроорганизмов

Наука о распределении живых организмов по отдельным группам (таксонам) в соответствии с определенными признаками и присвоении им научного названия… Еще на ранних этапах развития биологии мир живых организмов ученые делили на 2… Поэтому в 1886 году немецкий ученый Геккель предложил выделить микроорганизмы в третье царство – царство протистов…

Типы клеточной организации микроорганизмов

Наиболее простым типом клеточной организации является одноклеточность. Одноклеточные микроорганизмы очень малы из-за малых размеров клеток.… Многоклеточность – более сложный тип клеточной организации. Многоклеточные… Для некоторых микроорганизмов биологическая организация представлена многоядерными структурами. Такие микроорганизмы…

Строение прокариотической (бактериальной) клетки

Характерной особенностью прокариот является отсутствие системы внутриклеточных мембран. 1. Клеточная стенка придает форму клетке, предохраняет клетку от внешних… По химическому составу и строению клеточной стенки бактерии делятся на грамположительные (Грам+) и грамотрицательные…

Строение эукариотической клетки

Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) также имеет трехслойную структуру. Поверхность мембраны имеет выпячивания, близкие к мезосомам прокариот. ЦПМ… У эукариот ЦПМ способна захватывать из окружающей среды большие капли,…  

Вопросы для самопроверки

 

1. Какие вопросы изучает систематика как наука?

2. Какие задачи ставятся при классификации микроорганизмов?

3. Какие таксономические категории Вам известны?

4. Что такое «номенклатура микроорганизмов»?

5. Как делятся микроорганизмы в зависимости от структуры их клеточной организации?

5. Какие типы клеточной организации Вы знаете?

6. Какие микроорганизмы называются ценоцитными? Приведите примеры таких микроорганизмов.

7. Назовите основные компоненты прокариотической клетки.

8. Чем отличаются грамположительные и грамотрицательные бактерии?

9. Назовите химический состав и функции нуклеоида. В каких клетках имеется нуклеоид?

10. Какую функцию в клетке выполняют рибосомы? Чем отличаются рибосомы прокариот от рибосом эукариот?

11. Каковы состав и функции клеточной стенки эукариот?

12. Какие существуют отличия в строении прокариотической и эукариотической клеток?

13. Каков химический состав и функции цитоплазматической мембраны прокариотической и эукариотической клеток?

14. Какую роль выполняют лизосомы в эукариотической клетке?

15. Привести примеры известных Вам одноклеточных организмов.

16. Дать определение понятиям «фагоцитоз» и «пиноцитоз».

Литература

 

1. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 500 с.

2. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.

3. Асонов Н.Р. Микробиология. - 3 изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1997. – 352 с.

4. Елинов Н.П. Химическая микробиология – М.: Высшая школа, 1989.–448 с.

Тема 3. ПРОКАРИОТЫ (бактерии)

 

Основные и новые формы бактерий

Бактерии – наиболее широко распространенная и разнообразная в видовом отношении группа микроорганизмов. Величина бактерии измеряется микронами и… Форма бактерий не является абсолютно постоянной, онаспособна изменяться под… По внешнему виду бактерии подразделяются на 3основные формы: кокки, палочковидные бактерии, извитые бактерии.

Спорообразование бактерий

Некоторые виды палочковидных бактерий (род Bacillus и род Clostridium) способны образовывать споры. Спорообразование индуцируется неблагоприятными… В клеткевсегда образуется толькоодна спора. Основными стадиями спорообразования являются:

Движение бактерий

Среди бактерий есть подвижные и неподвижные формы. Большинство подвижных бактерий активно передвигается только в жидкой среде. Движение бактерий осуществляется: · С помощью жгутиков.

Размножение бактерий

 

Для прокариот характерно деление клетки на 2 части (бинарное деление).

При делении кольцевая ДНК прикрепляется к цитоплазматической мембране, расшнуровывается. При этом образуются 2 цепочки нуклеотидов, которые комплементарно достраиваются, в результате чего образуются две кольцевые двухцепочных молекулы ДНК.

У подавляющего числа грамположительных бактерий деление происходит ровно пополам с помощью поперечной перегородки (сеты), которая образуется за счет выпячивания внутрь клетки цитоплазматической мембраны.

У грамотрицательных бактерий деление происходит путем образования перетяжки (цитоплазматическая мембрана и клеточная стенка прогибаются до слияния с противоположной поверхностью клетки).

Незначительная часть бактерий размножается почкованием (стебельковые бактерии).

 

Классификация прокариот

 

В настоящее время существует несколько классификаций бактерий. Наиболее известна и широко используетсяклассификация бактерий Берги.Составители «Краткого определителя бактерий Берги», девятое издание которого выпущено в 1980 г., преследовали цель создать руководство, позволяющее быстро идентифицировать бактерии по совокупности определенных признаков.

По этой классификации царство прокариот в зависимости от отношения к свету разделено на 2 отдела: отдел цианобактерий (фотосинтезирующие) и отдел скотобактерий (нефотосинтезирующие). В свою очередь, отдел скотобактерий делится на 19 групп, каждая из которых делится на порядки, семейства, роды и виды в зависимости от формы, строения клеточной стенки, особенностей размножения, подвижности, способности образовывать споры, отношения к кислороду и т.д.

Например, группа 8 имеет название «Грамотрицательные факультативно-анаэробные палочки». Некоторые бактерии этой группы (семейство Enterobacteriacea) являются обычными обитателями кишечника (род Escherichia), другие – возбудителями пищевых инфекций (род Shigella, род Salmonella).

В некоторых группах виды объединены в роды, которые описаны в случайной последовательности, в других роды сгруппированы в семейства и порядки.

В последние годы получила также признаниеклассификация бактерий Мюррея, предложенная в 1978 г. В основу этой классификации положено строение клеточной стенки. Грам+ бактерии отнесены в отдел Firmacutes. Другой отдел – Gracilicutes – объединяет все бактерии, которые имеют клеточную стенку, характерную для Грам- бактерий. Третий отдел объединяет особые формы бактерий, лишенные настоящей клеточной стенки – отдел Mycoplasma.

К отделу Грам+ бактерий относятся четыре группы; в основу деления на группы положена форма клеток и способность образовывать споры. Это кокки, спорообразующие и неспорообразующие палочки, актиномицеты и родственные микроорганизмы. К неспорообразующим Грам+ палочкам относится род Lactobacillus. Это молочнокислые бактерии, которые используются в производстве кисломолочных продуктов, в сыроделии, при квашении овощей, в хлебопечении.

Все представители Грам- бактерий не образуют спор и резко различаются по способности развиваться на свету и без него. В пищевых производствах встречаются Грам- бактерии, которые безразличны к свету. Они различаются по форме клеток и способу движения. По числу представителей и значимости в природе и в жизни человека наибольший интерес из них представляют псевдомонады, энтеробактерии, уксуснокислые бактерии.

Вопросы для самопроверки

 

1. Каковы основные формы клеток у бактерий?

2. Чем отличаются стрептококки от стафилококков?

3. Какое взаимное расположение кокков имеют сарцины?

4. Каким образом дифференцируют палочковидные бактерии?

5. Как осуществляется движение у бактерий?

6. Что такое монотрихи и политрихи?

7. Как протекает процесс спорообразования у бактерий?

8. Какую функцию выполняет спорообразование у бактерий?

9. Какие признаки используются при определении вида бактерий?

10. Каким образом осуществляется размножение бактерий?

11. Какие классификации бактерий Вам известны?

12. Охарактеризуйте следующие группы бактерий: стрептококки, диплобактерии, торроиды, спирохеты, вибрионы, простеки, актиномицеты.

13. Какие признаки положены в основу классификации бактерий по Берги?

14. Какие признаки положены в основу классификации бактерий по Мюррею?

22. Что такое актиномицеты?

20. Что такое «бациллы» и «клостридии» и в чем их различия?

21. Что такое споры?

22. Все ли бактерии способны к спорообразованию?

23. Перечислите основные стадии спорообразования у бактерий.

24. Какие новые формы бактерий Вам известны?

25. Какие взаимные расположения палочковидных бактерий Вам известны?

26. Какие извитые формы бактерий Вы знаете?

 

Литература

1. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 500 с.

2. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.

3. Чурбанова И.Н. Микробиология. – М.: Высшая школа, 1987. – 240 с.

4. Асонов Н.Р. Микробиология. - 3-е издание, перераб. и доп.– М.: Колос, 1997. – 352 с.

 

 

Тема 4. ЭУКАРИОТЫ (грибы и дрожжи)

 

Микроскопические грибы, их особенности

Одним из трех царств, относящихся к надцарству эукариот, являются грибы. Ранее считали, что грибы занимают промежуточное положение между царствами… Грибы широко распространены в природе. Они обитают в различных климатических… Среди грибов встречаются организмы, развивающиеся за счет органических веществ отмерших организмов; они участвуют в…

Размножение грибов

Существуют 3 способа размножения грибов: 1. Вегетативное размножение. Осуществляется кусочком мицелия или отдельными клетками –оидиями, образующимися в результате расчленения гиф,и…

Классификация грибов. Характеристика наиболее важных представителей различных классов

 

Грибы относятся к царству Mycota, которое делится на два отдела в зависимости от наличия жесткой клеточной стенки: отдел Myxomycota (слизевики) и отдел Eumycota (истинные грибы).

В пищевой промышленности встречаются главным образом представители истинных грибов, классификация которых базируется на трех признаках:

1. Строение мицелия.

2. Наличие полового способа размножения.

4. Особенности полового размножения.

 

а

б

в

г

Рис. 4.3 Морфологические особенности грибов различных классов:

а - Mucor; б - Penicillium; в - Aspergillus; г - Alternaria

 

В зависимости от этих признаковотдел истинных грибов делится на 4 класса.

Класс фикомицетов.

К этому классу относятся низшие грибы, имеющие несептированный многоядерный мицелий. К фикомицетам относятся мукоровые грибы, которые широко распространены в природе. Наибольшее значение имеют представители родов Mucor и Rhizopus.

Размножаются фикомицеты бесполым и половым путем. При бесполом рязмножении образуются спорангиеносцы, при половом – в результате слияния двух гиф происходит образование зиготы (зигоспоры), которая после периода покоя прорастает и образует короткую гифу со спорангием на конце. При прорастании споры происходит деление ядер.

Многоядерная цитоплазма спорангия распадается на множество спорангиеспор, которые в благоприятных условиях прорастают в мицелий.

Грибы рода Мисоr (рис.4.3, а) вызывают порчу пищевых продуктов. Отдельные представители этого рода нашли применение как продуценты ферментных препаратов, органических кислот, спиртов, каротиноидов, стероидов.

Грибы рода Rhizopus вызывают так называемую «мягкую гниль» ягод, плодов и овощей.

2. Класс аскомицетов.

Аскомицеты (сумчатые грибы) являются высшими грибами, т.е. имеют септированный мицелий. При бесполом размножении образуются конидиеносцы с экзоспорами.

При половом размножении образуется аск (сумка) со спорами. Начинается половое размножение с образования аскогонов, несущих трихогину – трубочку, по которой в аскогон попадают мужские ядра. Диплоидное ядро, как правило, претерпевает три деления, в результате образуются 8 аскоспор.

Существуют аскомицеты, у которых аски развиваются на специальных плодовых телах. Такие грибы называют плодосумчатые.

В группу плодосумчатых аскомицетов входят грибы родов Penicillium (рис.4.3, в) и Aspergillus (рис.4.3, б), которые являются возбудителями порчи различных пищевых продуктов, и в частности, плодов и овощей, особенно при хранении (различные гнили). Кроме того, некоторые аспергиллы являются патогенными для человека и животных, вызывают заболевания верхних дыхательных путей, слизистой рта, кожи (аспергиллез). Другие виды аспергиллов, а также гриб спорынья (паразит злаковых растений) выделяют ядовитые вещества, вызывающие пищевые отравления.

Некоторые представители пенициллов и аспергиллов нашли практическое применение. Так, отдельные представители пеницилловых грибов используются как продуценты антибиотика пенициллина в промышленных масштабах, другие – в производстве сыров «Рокфор» и «Камамбер».

Аспергиллы являются продуцентами органических кислот и применяются для промышленного получения лимонной кислоты. Многие аспергиллы используются также для получения ферментных препаратов.

К голосумчатым аскомицетам относятся грибы, аск у которых образуется непосредственно на мицелии. Типичными представителями голосумчатых грибов являются дрожжи.

Класс базидиомицетов.

К этому классу относятся высшие макроскопические грибы. К базидиомицетам относятся шляпочные съедобные и ядовитые грибы (шампиньоны, сыроежки, поганки), головневые грибы (паразиты злаковых культур), трутовые грибы (разрушители древесины), ржавчинные грибы (паразиты культурных растений).

Характерной особенностью этого класса является преимущественное размножение половым способом – базидиями с базидиоспорами.

Подразделяются базидиомицеты на две группы: с одноклеточными базидиями и с многоклеточными базидиями. Ядро базидиальных клеток делится дважды, в результате чего образуются 4 ядра, а затем четыре базидиоспоры.

 

4. Класс дейтеромицетов.

К этому классу отнесены высшие грибы, половое размножение у которых не обнаружено.

Представители этого класса размножаются вегетативным путем (кусочком мицелия или отдельными клетками – оидиями) и бесполым путем – конидиями. По форме конидии бывают шаровидные, эллипсовидные, нитевидные, серповидные, звездчатые и др.

Несовершенные грибы широко распространены в природе, некоторые являются паразитами культурных растений, вызывают порчу пищевых продуктов, являются возбудителями заболеваний кожи человека.

Грибы рода Fusarium являются возбудителями заболевания плодов и овощей (фузариоз), злаков, вызывают порчу картофеля (сухая гниль), вызывают тяжелые пищевые отравления.

Грибы рода Botrytis вызывают порчу лука, капусты, моркови, помидоров, а вместе с другими грибами – кагатную гниль сахарной свеклы.

Грибы рода Altemaria поражают корнеплоды в период хранения (черная гниль)

Представители рода Cladosporium часто обнаруживаются на пищевых продуктах, хранящихся в холодильниках.

 

Дрожжи. Их формы, размеры. Размножение дрожжей. Принципы классификации дрожжей

 

Дрожжи – высшие грибы, утратившие способность образовывать мицелий и превратившиеся в результате этого в одноклеточные организмы.

Клетки дрожжей имеют овальную, яйцевидную и эллиптическую форму (рис 4.4). Несколько реже встречаются цилиндрические (палочковидные), грушевидные и лимоновидные дрожжи.

Размеры клеток дрожжей колеблются от 2,5 до 10 мкм в поперечнике и от 4 до 20 мкм в длину. В среднем масса дрожжевой клетки составляет около 5×10^–11 г. Формы, размеры и масса дрожжевых клеток изменяются в зависимости от условий среды, в которой они развиваются, и от возраста клеток.

Строение дрожжевой клетки описано в разделе 2.4.

 

 

а   г

б     д

в е

Рис. 4.4 - Форма дрожжевых клеток:

а – стреловидная, б – серповидная, в – лимоновидная,

г – овальная, яйцевидная, д – цилиндрическая, е – грушевидная

Размножение дрожжей зависит от условий жизнедеятельности дрожжевой клетки и от вида дрожжей.

1. Вегетативное размножение

Происходит почкованием, реже – делением или почкующимся делением.

Почкование – это процесс образования на клетке маленького бугорка – почки, которая постепенно увеличивается в размерах. В месте соединения почки с материнской клеткой постепенно образуется сужение – перетяжка. Когда почка достигает примерно одной трети размеров материнской клетки, ядро перемещается в перетяжку и здесь происходит его деление на 2 ядра. Одно из ядер переходит в почку, а другое остается в материнской клетке. Постепенно перетяжка ограничивает дочернюю клетку от материнской, затем слои перегородки разделяются, оставляя на материнской клетке почковой рубец. Почкованием обычно размножаются дрожжи овальной формы.

Бинарное деление дрожжевой клетки происходит путем возникновения поперечной перегородки, которая, развиваясь, приводит к образованию двух дочерних клеток, идентичных родительской. Делением размножаются дрожжи цилиндрической формы.

Почкующееся деление характерно для дрожжей лимоновидной формы. Вначале на полюсе возникает почка, которая после деления ядра ограничивается от материнской клетки перегородкой.

2. Половое размножение

Этим способом размножаются некоторые виды гаплоидных дрожжей. Перед спорообразованием такие гаплоидные клетки сливаются, в результате образуется диплоидная клетка, ядро которой делится путем мейоза с образованием четырех или восьми аскоспор. Половое размножение дрожжей осуществляется в неблагоприятных условиях.

Классификация дрожжей

Дрожжи относятся к царству грибов (Mycota), отделу истинных грибов (Eumycota). В зависимости от того, способны ли дрожжи размножаться половым путем, их можно отнести к 2-м классам: классу аскомицетов и классу дейтеромицетов. Небольшая часть дрожжей относится к классу базидиомицетов.

Так как дрожжи отличаются по своим культуральным свойствам от грибов, существуют их отдельные классификации.

Так, существует отдельная классификация совершенных (спорогенных) дрожжей – классификация Кудрявцева. По этой классификации дрожжи относятся к классу аскомицетов, порядку одноклеточных грибов – дрожжей, который включает три семейства: сахаромицетов, шизосахаромицетов и сахаромикодов. Семейства различаются формой клеток, способом вегетативного размножения.

 

Семейство сахаромицетов

Культурные дрожжи относятся к ацидофилам, т. е. развиваются в кислой среде, оптимальное значение рН для дрожжей 4,5-5,0. В аэробных условиях они… Дрожжи чувствительны к высокой концентрации растворенных в среде веществ. При… Различают дрожжи верхового и низового брожения. Дрожжи верхового брожения в стадии интенсивного брожения…

Семейство шизосахаромицетов

Клетки палочковидной формы, размножаются делением, в неблагоприятных условиях – спорообразованием. Представители этого семейства рода Schizosaccharomyces вызывают спиртовое брожение и используется в странах с жарким климатом для производства пива, кубинского рома.

Семейство сахаромикодов

Клетки лимоновидной формы, размножаются почкующимся делением, а в неблагоприятных условиях – спорообразованием. Дрожжи рода Saccharomycoides вызывают спиртовое брожение, но являются вредителями в виноделии, так как образуют продукты, придающие винам неприятный прокисший запах. Такие дрожжи называются дикими дрожжами.

По классификации Ж. Лоддера и Крегера Ван Рия несовершенные дрожжи, не способные размножаться половым путем, а также утратившие способность к спиртовому брожению, представляют собой почкующиеся или делящиеся клетки, некоторые из них образуют псевдомицелий (вытянутые клетки). Классификация основана на следующих систематических признаках: способность образовывать ложный мицелий и отношение к сахарам. К аспорогенным относятся дрожжи родов Candida, Torulopsis, Rhodotorula (дикие дрожжи).

 

Вопросы для самопроверки

 

1. В чем сходство и различия грибов с растениями, с животными?

2. Что такое «мицелий», «гифы»?

3. Какой тип клеточной организации имеют большинство грибов?

4. Чем отличаются между собой высшие и низшие грибы?

5. В чем отличие совершенных грибов от несовершенных?

6. Какие признаки положены в основу классификации грибов?

7. Охарактеризуйте класс аскомицетов. Назовите наиболее важных представителей этого класса.

8. Охарактеризуйте класс дейтеромицетов. Какие из представителей дейтеромицетов являются возбудителями порчи плодов и овощей?

9. Каково строение спорангиеносцев, конидиеносцев?

10. Какие способы размножения грибов Вы знаете?

11. Что такое «оидии», «хламидоспоры»?

12. Перечислите основные стадии полового размножения грибов.

13. Что образуется в результате полового размножения у фикомицетов, аскомицетов, базидиомицетов?

14. Чем отличаются голосумчатые грибы от плодосумчатых?

15. Каковы формы и размеры дрожжевых клеток?

16. Каково строение дрожжевой клетки?

17. Как размножаются дрожжи?

18. Какие признаки положены в основу классификации спорогенных дрожжей Кудрявцева?

19. Охарактеризуйте семейство дрожжей-шизосахаромицетов.

20. Какие признаки положены в основу классификации аспорогенных дрожжей Ж. Лоддера и Крегера Ван Рия?

21. Что такое культурные и дикие дрожжи?

22. Охарактеризуйте дрожжи низового и верхового брожения.

23. В каких условиях осуществляется половое размножение дрожжей - аскомицетов?

Литература

1. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 500 с.

2. Чурбанова И.Н. Микробиология. – М.: Высшая школа, 1987. – 240 с.

3. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.

4. Асонов Н.Р. Микробиология. - 3-е издание, перераб. и доп.– М.: Колос, 1997. – 352 с.

Тема 5. ВИРУСЫ И ФАГИ

Отличительные признаки вирусов

Вирусы были открыты русским ботаником Д.И. Ивановским в 1892 г. при изучении болезни табака – табачной мозаики. Было показано, что эта болезнь… Вирусы обладают следующими характерными особенностями, отличающими их от… 1. Имеют малые размеры, не задерживаются биологическими фильтрами. Размеры вирусов измеряются в нм (1 нм = 10-9 м). В…

Строение, размеры, формы, химический состав вирусов и фагов. Классификация вирусов

формы, химический состав вирусов и фагов. Классификация вирусов

Вирусная частица (вирион) состоит из спирально закрученной нуклеиновой кислоты – ДНК или РНК, покрытой снаружи белковой оболочкой (капсидом). Капсид состоит из отдельных субъединиц – капсомеров, которые идентичны друг другу.

Содержание нуклеиновой кислоты и белка у разных вирусов неодинаковое. Так, у вируса гриппа на долю нуклеиновой кислоты приходится 1 % (по массе), у вируса полиомиелита –25%, у бактериофагов – 50–60% белка.

При исследовании вирусов под электронным микроскопом обнаружены следующиеформы вирусов:

• палочковидная (вид прямого цилиндра). Такую форму имеет вирус табачной мозаики;

• нитевидная (изгибающиеся эластичные нити). Эту форму имеют вирусы некоторых растений;

• сферическая. Такую форму имеет вирус гриппа, герпеса;

• октаэндрическая (форма многогранника). Это вирус полиомиелита, вирус полиомы, аденовирусы;

• булавовидная (головастикообразная, сперматозоидная). Такую форму имеют вирусы бактерий – бактериофаги (рис. 5.1).

 

ДНК   Головка   Отросток Полый стержень Базальная пластина Нити отростка

Рис. 5.1 - Строение бактериофага

Классификация вирусов

Вирусы относятся к царству Viro (ацитов).

Исходя из общепринятого представления о природе вирусов как живых существ, возникает необходимость их систематики. Однако до настоящего времени эта задача не решена, хотя предложено много различных принципов классификации вирусов: по форме; по химическому составу (РНК- и ДНК-вирусы), в зависимости от того, на какие клетки вирусы действуют (вирусы растений, вирусы животных, вирусы человека, вирусы микроорганизмов). Однако все эти признаки не являются стойкими и надежными критериями для разработки классификации вирусов по принципу бинарной номенклатуры.

Репродукция вирусов. Развитие вирулентного и умеренного фагов. Понятие о лизогенной культуре

Взаимодействие вируса с клеткой хозяина рассмотрим на примере взаимодействия бактериофага с бактериальной клеткой (рис. 5.2). Процесс взаимодействия состоит из нескольких стадий: 1. Адсорбция. На этой стадии происходит прикрепление вируса к поверх­ности клетки. Каждый вирус строго специфичен в…

Распространение и роль вирусов и фагов в природе,

В пищевой промышленности

Вирусы и фаги широко распространены в природе. Это возбудители инфекционных заболеваний человека, животных, растений. Бактериофаги встречаются… Бактериофаги нередко приносят вред: в производстве антибиотиков фаги могут… Использование бактериофагов:

Вопросы для самопроверки

 

1. Перечислите основные свойства вирусов.

2. Каково строение вирусной частицы?

3. Что такое «капсид» и из чего он состоит?

4. Какие бывают формы вирусов? Привести примеры.

5. Как классифицируют вирусы?

6. Что такое вирулентные фаги?

7. Как осуществляется взаимодействие вирулентного фага с бактериальной клеткой?

8. Что такое умеренные фаги?

9. Каким образом осуществляется лизогенный бактериальный цикл развития?

10. При каких условиях умеренные фаги могут превратиться в вирулентные?

11. Что такое «лизогенная культура»?

12. Каково значение бактериофагов в природе, в пищевой промышленности?

13. Где используются бактериофаги?

14. Охарактеризуйте процесс внутриклеточного развития вирулентного фага.

15. Какую форму имеют бактериофаги?

Литература

1. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 500 с.

2. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.

3. Вербина Н.М., Каптерева Ю.В. Микробиология пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1988. – 256 с.

 

 

Тема 6. ПИТАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ

 

Способы питания микроорганизмов

Микроорганизмы, как и все живые существа, нуждаются в пище, которая поступает в клетки из внешней среды. Пищей обычно называют вещества, которые,… Известны два способа питания живых существ: • Голозойный способ – живой организм захватывает или заглатывает плотные частицы пищи, которые затем перевариваются в…

Химический состав микробной клетки

Основную часть микробной клетки составляет вода (80–90% общей массы клетки). Вода в клетке содержится в свободном и связанном состоянии. Связанная вода входит в состав коллоидов клетки и с трудом высвобождается из… Важнейшими химическими элементами, преобладающими в клетках микроорганизмов, являются органогенные элементы –…

Механизмы поступления питательных веществ в клетку

Основным препятствием для транспорта веществ в клетку является цитоплазматическая мембрана (ЦПМ), которая обладает избирательной проницаемостью. ЦПМ… Существует несколько механизмов транспорта питательных веществ в клетку:… Транспорт веществ через цитоплазматическую мембрану схематично изображен на рис.6.1.

Пищевые потребности и типы питания микроорганизмов

Разнообразные вещества, в которых нуждаются микроорганизмы и которые потребляются для синтеза основных органических веществ клетки, роста,… Потребности микроорганизмов в питательных веществах разнообразны, но… Источниками водорода и кислорода являются вода, молекулярный водород и кислород, а также химические вещества,…

Вопросы для самопроверки

 

1. Какие способы питания живых существ Вы знаете?

2. Что такое «внеклеточное пищеварение»?

3. Какие существуют механизмы поступления питательных веществ в клетку?

4. Чем отличается простая диффузия от облегченной?

5. В чем существенное отличие пассивной и облегченной диффузии от активного транспорта?

6. Какова роль пермеаз в переносе растворенных веществ в клетку?

7. Каков механизм поступления в клетку воды, газов?

8. Каким путем попадают в клетку простые сахара и аминокислоты?

9. Как прокариоты и эукариоты различаются по механизмам транспорта веществ?

10. Что такое «органогенные элементы»?

11. Что такое макроэлементы?

12. Каковы потребности микроорганизмов в питательных веществах?

13. Как классифицируют микроорганизмы зависимости от источника углерода и энергии?

14. Охарактеризуйте тип питания хемоорганогетеротрофов.

15. Чем отличаются паразиты от сапрофитов?

16. Какие типы питания Вы знаете?

17. Что такое «азотфикисирующие микроорганизмы»?

18. Что такое «ауксотрофные микроорганизмы»?

19. Когда при поступлении вещества в клетку затрачивается энергия?

20. На какие группы распределяют микроорганизмы в зависимости от природы окисляемого субстрата (источника электронов)?

Литература

1. Чурбанова И.Н. Микробиология. – М.: Высшая школа, 1987.

2. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.

3. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – М.: Агропромиздат, 1987. - 350 с.

4. Вербина Н.М., Каптерева Ю.В. Микробиология пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1988. – 256 с.

 

Тема 7. КОНСТРУКТИВНЫЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН

 

Понятие о конструктивном и энергетическом обмене

Несмотря на физиологические и морфологические различия между микроорганизмами, обмен веществ в клетке идет тремя основными метаболическими путями: … 1. Из внешней среды в клетку поступает энергия либо в виде химической энергии… 2. Из веществ среды, перенесенных в клетку, собираются «строительные блоки», из которых формируются биополимеры клетки…

Рис.7.1 Схема катаболизма и анаболизма микробной клетки

А – конструктивный обмен;

Б – энергетический обмен

Скорость течения реакций и в целом обмен веществ клетки зависят от состава питательной среды, условий культивирования микроорганизмов и, главное, от потребности клетки в каждый данный момент в энергии (АТФ) и «строительных блоках». Клетка очень экономно высвобождает энергию и нарабатывает строительных блоков ровно столько, сколько необходимо ей в настоящий момент. Этот принцип лежит в основе регуляции и контроля всех стадий метаболических путей в клетке.

Регуляция метаболизма в микробной клетке имеет сложную взаимозависимую систему, которая «включает» и «выключает» определенные ферменты с помощью самых различных факторов: рН среды, концентрации субстратов, некоторых промежуточных и конечных метаболитов и т.д. Изучение путей регуляции определенных продуктов обмена веществ в клетке открывает неограниченные возможности для определения оптимальных условий биосинтеза микроорганизмами целевых продуктов.

Энергетический метаболизм, его сущность. Макроэргические соединения. Типы фосфорилирования

Способы получения энергии у микроорганизмов различны. Некоторые микроорганизмы (фототрофы) способны перерабатывать химическую энергию солнечного… Окислением принято считать процесс отнятия двух атомов водорода. Этот процесс… Окисление может быть представлено следующим образом:

Энергетический метаболизм хемоорганогетеротрофов,

Брожение – окислительно-восстановительный процесс, проходящий в анаэробных условиях и приводящий к образованию АТФ, в котором роль донора и… Чаще всего в процессах брожения микроорганизмы используют углеводы. Существует несколько типов брожения, названия которых даются по конечному продукту: спиртовое, пропионовокислое,…

Рис. 7.2 - Схема окисления углеводов в процессе брожения

 

Третий этап. Пировиноградная кислота при серии последовательных реакций претерпевает превращения, характер которых зависит от ферментативных особенностей того или иного возбудителя. Так, в клетках дрожжей имеются специфические ферменты – пируватдекарбоксилаза и алкогольдегидрогеназа, осуществляющие превращение ПВК в этиловый спирт.

Энергетический метаболизм хемоорганогетеротрофов,

Использующих процесс дыхания

Процесс протекает в аэробных условиях, а конечными продуктами дыхания являются СО2 и Н2О. Суммарно процесс дыхания при окислении углеводов выражается уравнением: С6Н12О6 + 6 О2® 6 СО2 + 6 Н2О + 2820 кДж

Рис. 7.3 - Схема окисления углеводов в процессе дыхания

 

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Что такое «анаболизм»?

2. В чем сущность энергетического обмена?

3. В чем состоит взаимосвязь конструктивного и энергетического обмена?

4. Что такое «фосфорилирование»?

5. Какие типы фосфорилирования Вы знаете?

6. Что понимается под «биологическим окислением?

7. Что такое «брожение»?

8. Как называется процесс аэробного окисления глюкозы до углекислого газа и воды?

9. Что такое «неполные окисления» или «окислительные брожения»? Привести примеры.

10. Чем «типичные брожения» отличаются от «окислительных брожений»?

11. Какие ферменты принимают участие в энергетическом обмене аэробов, факультативных анаэробов, облигатных анаэробов?

12. Что подразумевается под «амфиболитическими путями»?

13. Что такое гликолиз?

14.Какие микроорганизмы могут получать энергию путем окислительного фосфорилирования?

15. Каков энергетический эффект процесса дыхания?

16. Какое количество молекул АТФ образуется при анаэробном окислении одной молекулы глюкозы?

17. Перечислить основные этапы анаэробного окисления глюкозы.

18. Перечислить основные этапы аэробного окисления глюкозы.

19. Привести суммарную реакцию процесса дыхания.

20. На какие группы делятся микроорганизмы в зависимости от отношения к кислороду?

21. Какие окислительно-восстановительные ферменты имеются в клетках облигатных анаэробов?

22. Привести примеры микроорганизмов, которые относятся к факультативным анаэробам.

23. Какое вещество является акцептором протонов водорода при дыхании?

24. Какие специфические ферменты принимают участие в процессе превращения пировиноградной кислоты в этиловый спирт?

Литература

 

1. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 500 с.

2. Грачева И.М. Технология микробного синтеза белков, аминокислот. – М.: Пищевая промышленность, 1980. – 400 с.

3. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.

 

Тема 8. КУЛЬТИВИРОВАНИЕ И РОСТ МИКРООРГАНИЗМОВ

Понятие о чистых и накопительных культурах

Микроорганизмов

Выращивание микроорганизмов на питательных средах называется культивированием, а развившиеся в таких средах микроорганизмы – культурой. При… Чистой культурой микроорганизма называют культуру, которая представлена… Перед выделением чистой культуры из какого-либо пищевого продукта или природного субстрата (например: почвы, воды), в…

Способы культивирования микроорганизмов

Способ культивирования зависит от конечной цели культивирования (целью является либо накопление биомассы, либо получение определенного продукта… Поверхностное культивирование заключается в выращивании аэробных… Глубинное культивирование проводится на жидких питательных средах, в которых микроорганизмы развиваются во всем объеме…

Закономерности роста статической и непрерывной культуры

Припериодическом способе культивирования популяция микроорганизмов проходит 7 стадий (фаз) роста (рис. 8.1).    

Вопросы для самопроверки

 

1. Что такое «культивирование»?

2. Какие способы культивирования микроорганизмов Вы знаете?

3. Чем поверхностное культивирование отличается от глубинного?

4. Что такое «чистая культура» микроорганизма?

5. Как получают и хранят чистые культуры?

6. Дать определение «накопительной культуре» микроорганизма.

7. Каким образом можно получить накопительную культуру?

8. Охарактеризовать логарифмическую фазу роста периодической культуры.

9. Как поддерживают условия хемостата при росте непрерывной культуры?

10. Как поддерживают условия турбидостата при росте непрерывной культуры?

11. Чем отличается периодическое культивирование от непрерывного?

12. Охарактеризуйте стационарную фазу роста периодической культуры.

13. Какие микроорганизмы можно культивировать поверхностным способом?

14. Каким образом осуществляется культивирование микроорганизмов глубинным способом?

Литература

1. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир.1987. – 500 с.

2. Грачева И.М. Технология микробного синтеза белков,аминокислот. – М.:Пищевая пром-ть, 1980. – 400 с.

3. Чурбанова И.Н. Микробиология. – М.: Высшая школа, 1987.

 

Тема 9. ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА

МИКРООРГАНИЗМЫ

 

Взаимосвязь между микроорганизмами и средой.

Классификация факторов воздействия на микроорганизмы

 

Жизнедеятельность микроорганизмов тесносвязана с окружающей средой.

С одной стороны, деятельность микроорганизмов значительно изменяет окружающую среду в результате удаления из нее питательных веществ и выделения продуктов обмена. С другой стороны, интенсивность обменных процессов зависит от условий окружающей среды.

Наука о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой называется экологией, а отдельные свойства среды обитания, воздействующие на организмы, называют экологическими факторами. Некоторые из этих факторов необходимы клетке, а некоторые, наоборот, вредны, так как могут вызывать приостановление роста и развития микроорганизмов, а при интенсивном воздействии неблагоприятных факторов может наступить гибель микроорганизмов.

Гибель микроорганизмов – необратимая утрата способности к росту и размножению. Воздействие фактора внешней среды, вызывающее гибель микроорганизма, называют бактерицидным действием. Восстановление способности к росту и размножению после воздействия неблагоприятного фактора носит название реактивация. Действие неблагоприятного фактора в этом случае называется бактериостатическим.

Под действием экологических факторов возможен также мутагенез – изменение наследственных свойств клетки.

Воздействие каждого фактора внешней среды определяется степенью воздействия или его интенсивностью.

Кроме того, при оценке воздействия некоторых внешних факторов различают три кардинальные точки: минимум, оптимум и максимум. Развитие микроорганизмов возможно между минимальной и максимальной границами. При оптимальных условиях жизнедеятельность микроорганизма проявляется наиболее интенсивно.

Закон минимума: если хотя бы один фактор воздействия будет находиться ниже минимума или выше максимума, микроорганизм не сможет развиваться даже при оптимальных значениях всех остальных факторов.

В технической микробиологии закон минимума применим вдвух случаях: когда нужно создать наилучшие условия для развития микроорганизмов и тем самым интенсифицировать технологический процесс и когда необходимо подавить развитие посторонней микрофлоры или полностью уничтожить микроорганизмы.

Экологические факторы весьма многообразны и изменчивы, поэтому микроорганизмы постоянно приспосабливаются к ним и регулируют свою жизнедеятельность в соответствии с их изменениями.

Экологические факторы имеют разную специфику действия. В зависимости от этого их можно разделить на: абиотические – факторы неживой природы; биотические – факторы живой природы; антропогенные – все формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания.

Внешние факторы можно также разделить в зависимости от их природы на: физические – воздействие температуры, лучистой энергии, электромагнитных колебаний; физико-химические – влияние влажности, осмотического давления; химические – влияние рН, окислительно-восста­новительных условий среды, химических факторов; биологические – взаимоотношения между микроорганизмами, влияние антибиотиков и фитонцидов.

Влияние физических факторов на микроорганизмы

Микроорганизмы могут расти и проявлять свою жизнедеятельность в определенном температурном диапазоне и в зависимости от отношения к температуре… Таблица 9.1 Деление микроорганизмов на группы в зависимости от отношения к температуре

Влияние физико-химических факторов на микроорганизмы

Микроорганизмы в зависимости от отношения к влажности делятся на гидрофиты (влаголюбивые), ксерофиты (сухолюбивые) и мезофиты (средневлаголюбивые).… Для развития микроорганизмов важна не абсолютная величина влажности, а ее… аw =Рс/Р

Влияние химических факторов на микроорганизмы

Влияние концентрации водородных ионов (рН среды)

• нейтрофилы – предпочитают нейтральную реакцию среды. Растут в диапазоне значений рН от 4 до 9. К нейтрофилам относятся большинство бактерий, в том… • ацидофилы (кислотолюбивые). Растут при рН 4 и ниже. К ацидофилам относятся… • алкалофилы (щелочелюбивые). К этой группе относятся микроорганизмы, которые растут и развиваются при рН 9 и выше.…

Взаимоотношения между микроорганизмами. Влияние

Антибиотиков на микроорганизмы

В природе микроорганизмы сталкиваются с действием разнообразных биотических факторов. При симбиозе (совместном существовании) различают… Ассоциативные формы симбиоза. Широко распространены в природе. Именно на них… Метабиоз – такая форма симбиоза, когда создаются условия для последовательного развития одних микроорганизмов за счет…

Возможные пути регулирования жизнедеятельности микроорганизмов при хранении пищевых продуктов

В настоящее время все шире изучают и используют различные способы воздействия на микроорганизмы для повышения сроков хранения пищевых продуктов. При выборе способов воздействия на микроорганизмы, учитывают их эффективность,… Основными принципами хранения пищевых продуктов (по Я.Я. Никитинскому) являются:

Вопросы для самопроверки

 

1. Как и какие факторы внешней среды влияют на микроорганизмы?

2. Охарактеризовать понятия «бактериостатическое действие» и «бактерицидное действие».

3. На какие группы делят микроорганизмы по отношению к температуре?

4. Каково действие на микроорганизмы низких и высоких температур?

5. Как действуют на микроорганизмы излучения (видимый свет, ультрафиолет, рентгеновские лучи)?

6. Каково действие на микроорганизмы токов высокой и сверхвысокой частоты, ультразвука?

7. Что такое «активность воды» и как она определяется?

8. Что такое «осморегуляция», «плазмолиз», «плазмоптис»?

9. Как влияет на микроорганизмы рН среды?

10. Что такое «антисептики» и какие химические вещества применяют для дезинфекции в пищевой промышленности?

11. Перечислить ассоциативные формы симбиоза.

12. Что такое «синергизм», «мутуализм»?

13. Что такое «антибиотики», «фитонциды»?

14. Что такое «антагонизм» и какие антагонистические формы симбиоза Вы знаете?

15. Что такое осмофильные и галофильные микроорганизмы?

16. На каких принципах основано хранение пищевых продуктов?

17. Что такое «термоустойчивость микроорганизмов»?

 

Литература

 

1. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 500 с.

2. Чурбанова И.Н. Микробиология. – М.: Высшая школа, 1987.

3. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.

4. Вербина Н.М., Каптерева Ю.В. Микробиология пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1988. – 256 с.

5. Асонов Н.Р. Микробиология. – 3 изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1997. – 352 с.

Тема 10. ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ

Генетика как наука. Понятие о наследственности и

Изменчивости

Наследственность – свойство организмов воспроизводить в поколениях сходный тип обмена веществ, сложившийся в процессе эволюционного развития вида и… В процессе жизни под влиянием факторов внешней среды свойства микроорганизмов… Наследственность и изменчивость взаимнообусловлены и обеспечиваютотносительноепостоянство видов живых существ в…

Генотип и фенотип микроорганизмов

Материальной основой наследственности, определяющей генетические свойства микроорганизмов, является ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Фрагмент… Бактериальная клетка имеет множество генов, каждый из которых несет информацию… Гены обозначают строчными начальными буквами названия синтезируемого под их контролем соединения (например, his –…

Формы изменчивости микроорганизмов

 

Изменчивость микроорганизмов (рис.10.1) подразделяется на наследственную, обусловленную генотипическими изменениями, и ненаследственную (фенотипическую).

Фенотипические изменения

К фенотипической изменчивости относятся: Адаптация – приспособление микроорганизмов к новым условиям среды. В настоящее…   ИЗМЕНЕНИЯ   ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ   ГЕНОТИПИЧЕСКИЕ

Практическое значение изменчивости микроорганизмов

Наследственность и изменчивость – это неразделимо связанные категории биологических явлений, определяющих направление эволюционного развития живых… Вследствие этого учение о наследственности и изменчивости микроорганизмов… Знания закономерностей модификационной и мутационной изменчивости позволяют проводить целенаправленную селекцию…

Вопросы для самопроверки

1. Что такое генетика? Каково ее определение как науки?

2. Дайте определение наследственности и изменчивости.

3. Что такое «ген», «генотип», «фенотип»?

4. Какую роль в клетке выполняют структурные гены, гены-регуляторы и гены-операторы?

5. Чем характеризуются мутации? Какими они бывают?

6. Какова роль комбинативных (рекомбинантных) изменений в передаче наследственных признаков?

7. Что такое «адаптация», «модификация»?

8. Чем отличаются мутанты от рекомбинантов?

9. Что такое генная инженерия?

10. Каково практическое значение учения о наследственности и изменчивости?

11. Чем индуцированные мутации отличаются от спонтанных?

12. Какие внешние факторы вызывают мутации микроорганизмов?

 

Литература

 

1. Асонов Н.Р. Микробиология. - 3 изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1997. – 352 с.

2. Сидоров М.А., Корнелаева Р.П. Микробиология мяса и мясопродуктов. – М.: Колос, 1998. – 240 с.

3. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.

4. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 500 с.

Тема 11. БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ

МИКРООРГАНИЗМАМИ

 

Спиртовое брожение. Химизм, условия проведения процесса. Возбудители. Практическое использование спиртового брожения

Суммарное уравнение реакции: С6 H12 O6 → 2 СНзCH2 ОН + 2 СО2 + Е

Условия проведения спиртового брожения

2. Анаэробные условия. 3. Температура. По отношению к температуре сахаромицеты делятся на низовые и… 4. Концентрация этилового спирта. Этиловый спирт, накапливающийся в среде, оказывает неблагоприятное действие на…

Химизм процесса. Характеристика молочнокислых бактерий. Практическое значение молочнокислого брожения

Возбудители молочнокислогоброжения подразделяются на 2 группы: гомоферментативные и гетероферментативные, которые, в свою очередь, вызывают… Гомоферментативное молочнокислое брожение и его возбудители. При гомоферментативном молочнокислом брожении образуется…

Характеристика молочнокислых бактерий

Все молочнокислые бактерии - грамположительные, факультативные анаэробы. Среди молочнокислых бактерий есть мезофилы (предпочитают температуру около 30 °С) и термофилы (Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus), оптимальной температурой для которых является температура около 40–50 °С.

Молочнокислые бактерии отличает высокая требовательность к питательной среде: они нуждаются в полном наборе готовых аминокислот, в витаминах группы В₁₂, в компонентах нуклеиновых кислот, что и определяет их распространение в природе.

Молочнокислые бактерии обитают в основном на растениях, плодах, овощах, в желудочно-кишечном тракте,в молоке и молочныхпродуктах, а также в местах разложения растительных остатков.

В качестве источника углерода используют лактозу, мальтозу.

Оптимальное значение рН для развития молочнокислых бактерий около 4. Молочнокислые бактерии образуют от 1 до 3,5 % молочной кислоты.

Практическое значение молочнокислого брожения

Оно находит широкое применение при изготовлении кисломолочных продуктов, сливочного масла, маргарина,используется в хлебопечении, при квашении овощей, силосовании кормов и производстве молочной кислоты.

Многие мезофильные гетероферментативные молочнокислые бактерии и лейконосток являются вредителями в производстве спирта, пива, вина, безалкогольных напитков, сахара и др.

Пропионовокислое брожение. Химизм процесса, возбудители. Практическое использование пропионовокислого брожения

 

Пропионовокислое брожение вызывается пропионовокислыми бактериями, относящимися к роду Propionibacterium.

Единственным источником энергии для пропионовокислых бактерий является процесс сбраживания различных веществ: моносахаридов (гексоз, пентоз), молочной, яблочной кислот, глицерина и других в пропионовую и уксусную кислоту, диоксид углерода и воду.

Химизм пропионовокислого брожения:

 

ЗС₆H₁₂О₆ → 4СНзCH₂СООН + 2СНзСООН + 2CO₂ + 2H₂O +Е

глюкоза пропионовая уксусная

кислота кислота

 

Пропионовокислые бактерии – небольшие, неподвижные грамположительные палочки, не образующие спор, факультативные анаэробы. Обитают в основном в кишечном тракте жвачных животных и в молоке.

 

Практическое применение пропионовокислого брожения

Пропионовокислое брожение используется в сыроделии. Летучие кислоты (пропионовая и уксусная) придают сырам кисловато-острый вкус, а выделяющийся в виде пузырьков углекислый газ образует «глазки» в сыре.

У пропионовокислых бактерий обнаружена способность к активному синтезу витамина В₁₂, поэтому они используются в качестве продуцента в микробиологической промышленности для получения этого витамина.

Маслянокислое брожение. Химизм процесса. Возбудители. Практическое использование и роль в процессах порчи пищевых продуктов

Маслянокислое брожение – анаэробное окисление органических веществ маслянокислыми бактериями в масляную кислоту.

Химизм процесса:

С₆H₁₂О₆ → СНзСН₂СН₂СООН + 2 С0₂ + 2Н₂ +Е

глюкоза масляная кислота

Возбудители маслянокислого брожения

Маслянокислые бактерии широко распространены в природе. Обитают там, где много органических веществ и нет доступа воздуха – в иловых отложениях… Эти бактерии могут сбраживать многие углеводы, в т.ч. (крахмал, гликоген,…  

Уксуснокислое брожение. Химизм процесса. Возбудители. Практическое использование и роль в процессах порчи пищевых продуктов

  С6H12O6 + 2 02 → 2СНзСООН + 2CO2 + 2Н20 + Е или глюкоза уксусная кислота

Окисление жиров и высших жирных кислот микроорганизмами. Микроорганизмы - возбудители порчи жиров

Жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот. Так как жиры – высокомолекулярные соединения, то в неизменном виде внутрь… Глицерин подвергается окислению уксуснокислыми бактериями до диоксиацетона и далее микроскопическими грибами до…

Практическое значение процесса

Процесс разложения жиров отмерших животных и растенийпроисходитпостоянно и имеетбольшое значение вкруговороте веществ в природе.

С другой стороны, в пищевой промышленности микроорганизмы, окисляющие жиры, приносят вред, вызывая порчу пищевых жиров и жира, содержащихся в различных пищевых продуктах.

Следует учитывать, что многие жирорасщепляющие микроорганизмы являются психрофилами, поэтому способны развиваться при хранении пищевых продуктов в охлажденном состоянии.

Гнилостные процессы. Понятие об аэробном и анаэробном гниении. Возбудители. Роль гнилостных процессов в природе, в пищевой промышленности

Белки – высокомолекулярные соединения, поэтому вначале они подвергаются внеклеточному расщеплению протеолитическими ферментами микроорганизмов,… Расщепление белков происходит ступенчато: белки → пептоны → полипептиды → аминокислоты.

Возбудители гнилостных процессов

Возбудителями аэробного гниения являются спорообразующие бактерии рода Bacillus: Bacillus mycoides (грушевидная бацилла); Bacillus megaterium (капустная бацилла); Bacillus mesentericus (картофельная палочка); Bacillus subtilis (сенная палочка), а также неспорообразующие палочки: Serrate marcencens (чудесная палочка); Proteus vulgaris (палочка протея); Escherichia coli (кишечная палочка) и другие микроорганизмы.

Возбудителями анаэробного гниения являются анаэробные споровые папочки рода Clostridium (протеолитические клостридии): Clostridium sporogenes, Clostridium subterminalis, Clostridium perfringens, Clostridium botulinum.

Практическое значение гнилостных процессов

Гнилостные микроорганизмы нередко наносят большой ущерб народному хозяйству, вызывая порчу богатых белками продуктов питания: мяса и мясопродуктов, яиц, молока, рыбы и рыбопродуктов и др.

В природе (в воде, почве) гнилостные бактерии активно разлагают отмершие животные и растительные ткани, минерализуют белковые вещества и тем самым играют важную роль в круговороте углерода и азота.

Вопросы для самопроверки

 

1. Каков химизм спиртового брожения?

2. Каковы условия нормального протекания спиртового брожения?

3. Чем отличаются дрожжи верхового брожения от дрожжей низового брожения?

4. При каких условиях дрожжи осуществляют глицериновую форму спиртового брожения?

5. Охарактеризуйте возбудителей молочнокислого брожения.

6. В чем отличие гомоферментативного молочнокислого брожения от гетероферментативного?

9 Какие гомоферментативные молочнокислые бактерии Вы знаете?

10 Какие гетероферментативные молочнокислые бактерии Вы знаете?

11 Где в природе встречаются молочнокислые бактерии?

12 Охарактеризовать практическое значение молочнокислого брожения в пищевой промышленности, в природе.

11. Каково практическое значение пропионовокислого брожения?

12. Какие микроорганизмы являются возбудителями пропионовокислого брожения?

13. Охарактеризуйте возбудителей маслянокислого брожения.

14. На какие группы делятся маслянокислые бактерии?

15. Охарактеризуйте уксуснокислое брожение.

16. Какие микроорганизмы являются возбудителями уксуснокислого брожения?

17. Каким образом микроорганизмы окисляют жиры и жирные кислоты?

18. В чем сущность гнилостных процессов?

19. Какие продукты образуются при аэробном и гниении?

20. Укажите возбудителей анаэробного гниения.

21. В чем заключается эффект Пастера?

22. Назовите конечные продукты гетероферментативного молочнокислого брожения.

23. Где обитают пропионовокислые бактерии?

24.Какие конечные продукты образуются при анаэробном гниении?

25.Какова роль маслянокислых бактерий в природе, в пищевой промышленности?

26. Назовите конечные продукты пропионовокислого брожения.

27. Что образуется в результате окисления микроорганизмами жиров и высших жирных кислот?

 

Литература

1. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 500 с.

2. Чурбанова И.Н. Микробиология. – М.: Высшая школа, 1987.

3. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.

4. Асонов Н.Р. Микробиология. - 3 изд., перераб. и доп.– М.: Колос, 1997. – 352 с.

5. Вербина Н.М., Каптерева Ю.В. Микробиология пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1988. – 256 с.

Тема 12. Пищевые заболевания

Характеристика пищевых заболеваний. Отличия пищевых инфекций от пищевых отравлений

          дизентерия, брюшной тиф, холера и др.   бруцеллез, туберкулез, сиб.…

Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы. Их основные свойства. Химический состав и свойства

Микробных токсинов

Возбудителями пищевых инфекций являются патогенные микроорганизмы, к основным свойствам которых относятся: Ø Патогенность – потенциальная способность определенного вида микробов… Ø Токсикогенность – особенность патогенных микроорганизмов вырабатывать токсины. Токсины обуславливают…

Инфекции. Источники и пути передачи инфекции. Виды пищевых инфекций и характеристика возбудителей. Профилактика пищевых инфекций

Инфекционное заболевание проявляется не сразу, а через определенное время после проникновения патогенного микроорганизма. Время от внедрения его в… Источники инфекции – больной человекили животное, а также бактерио-, бацилло-… Пути передачи инфекции:

Кишечные инфекции

2. Брюшной тиф и паратифы – возбудители относятся к роду Salmonella. Эти микроорганизмы представляют собой грамотрицательные палочки, не образующие… 3. Бактериальная дизентерия вызывается рядом биологически близких бактерий,… 4. Вирусный гепатитА (Болезнь Боткина) – одна из наиболее распространенных пищевых инфекций. Возбудитель – мелкий…

Понятие об иммунитете. Виды иммунитета. Вакцины и сыворотки

Иммунитет может быть инфекционный и неинфекционный. Инфекционный иммунитет, в свою очередь, подразделяется на наследственный (видовой) и…      

Микробиологический контроль качества пищевых

Продуктов

Качество пищевых продуктов определяется комплексом органолептических, физико-химических и микробиологических показателей в соответствии с… Важнейшими характеристиками пищевых продуктов является их безопасность и… Микробиологические показатели санитарного состояния продукта определяются с целью установления его эпидемиологической…

Вопросы для самопроверки

1. В чем отличия пищевых инфекций от пищевых отравлений?

2. Что такое патогенные микроорганизмы?

3. Каковы основные свойства условно-патогенных микроорганизмов?

4. Дать определение условно-патогенным микроорганизмам.

5. Какой тип питания у патогенных и условно-патогенных микроорганизмов?

6. Что такое «патогенность», «вирулентность»?

7. Дать определение понятию «токсигенность».

8. Какие виды токсинов образуют патогенные и условно-патогенные микроорганизмы?

9. Какова химическая природа экзо- и эндотоксинов?

10. Что такое «инфекционный процесс»?

11. Каковы источники и пути передачи инфекции?

12. На какие группы делятся пищевые инфекции и какие виды пищевых инфекций Вы знаете?

13. Перечислите меры профилактики пищевых инфекций.

14. Что такое «иммунитет»?

15. Какие существуют виды иммунитета?

16. Что такое вакцины и сыворотки?

17. Что такое «пищевые отравления» и на какие группы они делятся?

18. Назовите и охарактеризуйте условно-патогенные микроорганизмы, которые являются возбудителями токсикоинфекций.

19. Какие токсикоинфекции вызываются патогенными микроорганизмами?

20. Назовите интоксикации бактериальной природы и охарактеризуйте возбудителей этих отравлений.

21. Какие интоксикации грибковой природы Вам известны?

22. Какие существуют меры профилактики против пищевых отравлений?

23. Что такое «санитарно-показательные микроорганизмы»?

24. Какие требования предъявляются к санитарно-показательным микроорганизмам?

25. Какие показатели характеризуют микробиологическую стабильность продукта?

26. По каким микробиологическим показателям проводят санитарную оценку пищевых продуктов?

Литература

1. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.

2. Вербина Н.М., Каптерева Ю.В. Микробиология пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1988. – 256 с.

3. Санитарная микробиология / Под ред. С.Я. Любашенкою. - М.: Пищевая промышленность, 1980. – 352 с.

4. Сидоров М.А., Корнелаева Р.П. Микробиология мяса и мясопродуктов.– М.: Агропромиздат, 1988. – 256 с.

 

Тема 13. РАСПРОСТРАНЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРИРОДЕ

Биосфера и распространение микроорганизмов в природе. Влияние на окружающую среду антропогенных факторов

Микроорганизмы широко распространены в окружающей среде. Их обнаруживают в почве, воде, воздухе, растениях, в пищевых продуктах, в организме… Экосистема – основная единица в экологии, представляющая собой совокупность… Местообитание. В пределах экосистемы для каждого микроорганизма можно описать его местообитание. В рамках определенной…

Микрофлора почвы. Ее роль в инфицировании пищевых продуктов. Санитарная оценка почвы

Почва – благоприятная среда для обитания и размножения различных микроорганизмов. В состав микробных биоценозов почвы входят бактерии, грибы,… Содержание микроорганизмов в почве зависит от ее химического состава,… Почва населена различными микроорганизмами. Среди них азотфиксирующие бактерии рода Azotobacter, клубеньковые бактерии…

Микрофлора воздуха. Оценка качества воздуха по

микробиоло­гическим показателям. Методы очистки

И дезинфекции воздуха

Воздух является неблагоприятной средой для развития микроорганизмов, что обусловлено недостатком питательных веществ и влаги, а также бактерицидным… Патогенные микроорганизмы попадают в воздух из почвы и выделений человека и… Воздух может быть источником загрязнения пищевых продуктов. Поэтому к воздуху производственных помещений на пищевых…

Микрофлора воды. Санитарная оценка воды по микробиологическим показателям. Способы очистки и дезинфекции воды

Вода является благоприятной средой для развития многих микроорганизмов. В состав микрофлоры воды входят сапрофиты: флуоресцирующие бактерии,… Количество микроорганизмов в 1 см3 воды может варьироваться в широких пределах – от единиц до миллионов. Вода открытых…

Санитарная оценка воды по микробиологическим показателям

Коли-титр – наименьший объем воды, в котором содержится одна кишечная палочка. Коли-индекс – количество кишечных палочек в 1 дм3 воды. В СанПиНе 2.1.4.1074-01»Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого…

Вопросы для самопроверки

 

1. Что представляет собой экосистема?

2. Охарактеризуйте понятие «биоценоз».

3. Что означают понятия «экологическая ниша», «местообитание»?

4. Какие микроорганизмы входят в состав микрофлоры почвы?

5. По каким микробиологическим показателям проводят санитарную оценку почвы?

6. В каких случаях проводят полный микробиологический анализ почвы?

7. Какова роль почвы в инфицировании пищевых продуктов?

8. Охарактеризуйте состав микрофлоры воздуха. Какова роль воздуха в инфицировании пищевых продуктов?

9. Как проводят санитарную оценку воздуха? Какие методы используют на предприятиях пищевой промышленности для очистки и обеззараживания воздуха?

10. Какие микроорганизмы входят в состав микрофлоры воды?

11. Что такое «сапробность воды»?

12. Каким образом проводят аэробную очистку сточных вод в искусственных условиях? Какие микробиологические требования предъявляются к питьевой воде?

13. Какие способы очистки сточных вод Вам известны?

14. Каким образом проводят очистку и дезинфекцию питьевой воды?

Литература

 

1. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.

2. Шлегель Г. Общая микробиология: Пер. с нем. – М.: Мир, 1987. – 567 с.

3. Вербина Н.М., Каптерева Ю.В. Микробиология пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1988. – 256 с.

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Асонов Н.Р. Микробиология. - 3 изд. перераб. и доп.– М.: Колос, 1997. – 352 с.

2. Бекер М.Е., Лиепиньш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. – М.: Агропромиздат, 1988. – 256 с.

3. Вербина Н.М., Каптерева Ю.В. Микробиология пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1988. – 256 с.

4. Грачева И.М. Технология микробного синтеза белков, аминокислот. – М.: Пищевая промышленность, 1980. – 400 с.

5. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюгина В.П. Микробиология: санитария и гигиена: Учебник для вузов. – Владивосток: Издательство ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.

6. Мишустин Е.Н., Емцов В.Т. Микробиология. – М.: Агропроиздат, 1987. – 350 с.

7. Санитарная микробиология / Под редакцией С.Я. Любашенко. – М.: Пищевая промышленность, 1980. – 352 с.

8. Чеботарев Л.Н. Микробиология в иллюстрациях и схемах. Учебное пособие. – Кемерово: Издательство КузПИ, 1986. – 96 с.

9. Чеботарев Л.Н., Богданова Л.В., Лузина Н.И. Техническая микробиология. Учебное пособие.– Кемерово: Издательство КузПИ, 1986. – 96 с.

10. Чурбанова И.Н. Микробиология. – М.: Экономика, 1985. – 200 с.

11. Шлегель Г. Общая микробиология: Пер. с нем.– М.: Мир, 1987. – 500 с.

 

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

      - строение 33 Дезинфицирующие вещества 62 - формы 34 Дизентерия 83 …     К - накопительная 51   - непрерывная 53 Кавитационный…

ПЕРЕЧЕНЬ

ЛАТИНСКИХ НАЗВАНИЙ МИКРООРГАНИЗМОВ

ОГЛАВЛЕНИЕ   Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В МИКРОБИОЛОГИЮ---- 3

МИКРОБИОЛОГИЯ

 

Для студентов вузов

 

 

Зав. редакцией И.Н. Журина

Редактор Н.В. Шишкина

Технический редактор Т.В. Васильева

Художественный редактор Л.П. Токарева

 

 

ЛР № 020524 от 02.06.97

Подписано в печать______ Формат 60х84^1/16

Бумага типографская. Гарнитура Times

Уч.- изд. л. 7,0. Тираж ____ экз.

Заказ № ___

 

Оригинал-макет изготовлен в редакционно-издательском отделе

Кемеровского технологического института пищевой промышленности

650056 г. Кемерово,56, б-р Строителей, 47.

 

ПЛД № 44-09 от 10.10.99

Отпечатано в лаборатории множительной техники КемТИППа,

650010, г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52