рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Биология
/
Осмотическое давление.

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Осмотическое давление.

Осмотическое давление. - раздел Биология, Микробиология является сравнительно молодой наукой Для Жизнедеятельности Микроорганизмов Большое Значение Имеет ...

Для жизнедеятельности микроорганизмов большое значение имеет осмотическое давление среды, которое определяется концентрацией растворенных в ней веществ. В естественных средах обитания (воде, почве) микроорганизмы встречаются с различным содержанием растворенных веществ, а, следовательно, и с различным осмотическим давлением. Например, в воде пресных водоемов осмотическое давление значительно ниже, чем в соленых и т.п.

В зависимости от среды обитания внутриклеточное осмотическое давление у различных микроорганизмов колеблется в широких пределах. У многих бактерий, в том числе у возбудителей порчи пищевых продуктов, оно составляет 0,5-1,5 МПа, у почвенных бактерий - 5-8 МПа, у обитателей соленых озер и солончаковых почв - 10 МПа, у некоторых мицелиальных грибов (рода Aspergillus) оно достигает 20-25 МПа.

Осмотическое давление внутри клетки микроорганизма несколько выше, чем во внешней среде. Это является условием нормальной жизнедеятельности организмов. Поддержание клетками оптимального для жизнедеятельности данного микроорганизма осмотического давления происходит благодаря их способности к осморегуляции. В результате осморегуляции сохраняется его жизнеспособность, даже если осмотическое давление во внешней среде колеблется в относительно широких пределах.

Функцию осморегуляции осуществляет механизм активного транспорта веществ. Изменение привычной концентрации среды, а, следовательно, и осмотического давления субстрата может привести к нарушению обмена веществ в клетках микроорганизмов, к приостановке их жизнедеятельности, а иногда и к их гибели.

При попадании микроорганизмов в субстрат с ничтожно малой концентрацией веществ (например, в дистиллированную воду) в их клетках наблюдается плазмоптиз (чрезмерное насыщение цитоплазмы водой), что приводит к разрыву ЦПМ и клеточной стенки и клетка погибает. При попадании микроорганизмов в субстрат с концентрацией веществ выше оптимальных значений в их клетках наступает плазмолиз (обезвоживание цитоплазмы), ее объем уменьшается, что влечет повреждение ЦПМ. При плазмолизе в клетках приостанавливается обмен веществ, они переходят в состояние анабиоза, в котором одни микроорганизмы могут длительно сохраняться, не теряя жизнеспособности, а другие погибают. На этом основаны некоторые способы сохранения различных продуктов с помощью концентрированных растворов сахара или соли.

Одни микроорганизмы могут расти в очень разбавленных растворах, другие - даже в насыщенных растворах поваренной соли. Микроорганизмы, способные существовать в субстратах с высоким осмотическим давлением, называют осмофилами. Большинство природных сред обитания с высоким осмотическим давлением содержит высокие концентрации солей (особенно NaCl). Микроорганизмы, которые растут в таких средах, называют галофилами. Они представлены двумя основными типами: умеренными и крайними галофилами. Умеренные галофилы могут развиваться при концентрации соли 1-2%, хорошо растут в средах с содержанием соли 10%, и могут выносить даже содержание соли в среде 20%. Крайние галофилы не развиваются при содержании соли ниже 12-15% и могут хорошо расти при концентрации соли в среде 30% (насыщенный раствор).

Большинство микроорганизмов обладают слабой устойчивостью к повышенному (свыше 5%) содержанию соли в среде. Размножение многих микроорганизмов замедляется уже при концентрации NaCl 1-3%. Размножение у кишечной палочки прекращается при содержании соли 4-5%, у гнилостных бактерий - при 5-10%. Размножение некоторых патогенных микроорганизмов (например, возбудителя ботулизма) приостанавливается при концентрации NaCl 6-10%. Однако многие из микроорганизмов сохраняют жизнеспособность даже при содержании соли в среде 20% , переходя в состояние анабиоза.

Концентрация соли, необходимая для подавления развития микроорганизмов, изменяется в зависимости от других условий среды, в частности от ее реакции (pH). Развитие дрожжей в соленых продуктах подавляется в кислой среде при содержании соли 14%, а в нейтральной - только при 20%. Имеет значение и температура. При понижении температуры угнетающее влияние соли усиливается. Например, для угнетения роста мицелиальных грибов при температуре 0⁰С достаточно 8% соли, а при 20⁰С необходимо 12% . Имеются сведения об усилении действия NaCl в присутствии других соединений, в частности нитратов и нитритов.

Подавляющее воздействие соли на рост микроорганизмов обусловлено не только повышением осмотического давления. При высоких концентрациях в субстрате поваренная соль оказывает токсическое действие на микроорганизмы: подавляются процессы дыхания, нарушаются функции клеточных мембран и др.

Неспособность большинства микроорганизмов расти на средах с высокими концентрациями солей или сахара успешно используется в пищевой промышленности для консервирования различных продуктов.

В отличие от поваренной соли, растворы сахара являются для многих микроорганизмов хорошей питательной средой и гибель микроорганизмов наступает лишь при концентрациях сахара в растворе выше 65-70%.

Применение концентрированных растворов сахара или соли для сохранения ягод, плодов, овощей, мяса, рыбы и др. фактически является процессом сушки продукта посредством осмоса, так как продукты погружают в растворы сахара или соли, где активность воды меньше ее активности пищевых продуктов. При этом одновременно возникают два противотока: из растворов продукт диффундирует растворенное вещество (соль, сахар), а из продукта в раствор - вода. В продукте происходит снижение активности воды, что делает среду неблагоприятной для развития микроорганизмов и предотвращает порчу продукта.

Поскольку многие микроорганизмы, в том числе и болезнетворные, в плазмолизированном состоянии длительное время не погибают, приостанавливается лишь их активная жизнедеятельность, к перерабатываемому сырью необходимо предъявлять строгие санитарно-гигиенические требования.

Порча соленых продуктов (рыбы, солонины и др.) под влиянием галофильных и солеустойчивых микроорганизмов - явление нередкое. Примером может служить покраснение крепкосоленой рыбы - дефект, называемый фуксином, который вызывается неспорообразующей бактерией Halobacterium salinarium, образующей красный пигмент. Эта галофильная бактерия заносится в продукт с солью. Соленые товары следует хранить при низких температурах, чтобы задержать развитие на них микроорганизмов.

Порчу меда, варенья, джема и других сахаросодержащих продуктов с концентрацией сахара до 90% вызывают осмофильные дрожжи (забраживание продуктов) и мицелиальные грибы (плесневение продуктов).

Порчу многих продуктов, прошедших тепловую обработку вызывают осмофильные теплоустойчивые (выдерживающие пастеризацию продуктов) дрожжи; порча может явиться и результатом вторичного инфицирования продуктов микробами из вне. Для предотвращения этого следует разливать продукт в горячем виде в стерильную тару, герметично укупоривать ее и хранить при пониженной температуре.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Микробиология является сравнительно молодой наукой

Микробиология наука о мельчайших живых существах микро организмах которые широко распространены в природе Мир микроорганизмов включает много... Иногда к микроорганиз мам относят вирусы которые не имеют клеточного строения... Микроорганизмы играют очень важную роль в круговороте веществ на Земле участие в круговороте углерода в...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Осмотическое давление.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Бактериальной (прокариотной) клетки.
К обязательным структурам клетки относятся: клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, рибосомы, нуклеоид (рис.3). Клеточная стенка придает форму клетке, предохраняет её от неблагопри-

Конструктивный обмен
Конструктивный обмен веществ заключается в биосинтезе основных клеточных компонентов из поступивших в клетку веществ питательной среды. Конструктивный обмен направлен на синтез четы

Химический состав клеток микроорганизмов
В клетках микроорганизмов содержится 75-85% воды, остальные 15-25% составляет сухое вещество. Вода в клетке находится в свободном и связанном состоянии. Связанная вода входит в сос

Потребности микроорганизмов в питательных веществах. Типы питания
Обмен веществ неразрывно связан с процессом питания микроорганизмов. Потребности микроорганизмов в питательных веществах чрезвычайно разнообразны, но независимо от их потребностей в

Механизм поступления питательных веществ в клетки микроорганизмов
Питательные вещества, чтобы они могли быть использованы клеткой для процессов метаболизма, должны из внешней среды попасть, внутрь клетки. Все превращения веществ происходят в клетк

Энергетический обмен
Для переноса питательных веществ через ЦПМ и синтеза из них основных компонентов клетки, размножения, движения, микроорганизмам необходима энергия, поэтому отдельные химические реакции, обусловлив

Источники энергии и особенности энергетических процессов у микроорганизмов
Микроорганизмы могут использовать энергию видимого света (фототрофы) и химическую энергию, высвобождающуюся при окислении различных восстановленн

Получение энергии хемогетеротрофами.
Способы получения энергии хемогетеротрофами лежат в основе важнейших биохимических процессов, используемых в пищевых производствах или лежащих в основе порчи сырья, полуфабрикатов и готовой проду

Микроорганизмов.
Для культивирования микроорганизмов применяют питательные среды, которые должны содержать все вещества, необходимые для их роста. Предложены сотни различных сред для культивирования

Основные типы питательных сред
По составу принято выделять естественные или натуральные среды неопределенного состава и синтетические среды. Естественными (натуральными) назыв

Способы культивирования микроорганизмов.
Культивирование микроорганизмов можно поводить поверхностным или глубинным, периодическим или непрерывным методами, в аэробных или анаэробных условиях. Большое значение при выборе с

Температура.
Важнейшим фактором внешней среды является температура. Она определяет скорость размножения микроорганизмов, а также интенсивность протекания химических реакций в процессах обмена веществ в клетках.

Влажность
На жизнедеятельность микроорганизмов большое влияние оказывает влажность среды. Вода входит в состав их клеток (до 85%) и поддерживает тургорное давление в них. Питательные вещества

Концентрация водородных ионов
Концентрация водородных ионов (рН) в среде обитания является важным фактором, определяющим возможность роста и размножения микроорганизмов. Водородный показатель реакции среды рН показывает степень

Окислительно-восстановительные условия среды.
Молекулярный кислород является одним из важнейших факторов внешней среды, определяющим направление биохимических реакций, осуществляемых микроорганизмами в энергетическом обмене. Отношение микроорг

Энергия электромагнитных излучений
Воздействие на микроорганизмы различных форм лучистой энергии, представляющих собой электромагнитные колебания с различной длиной волны, проявляется по-разному. Биологическое действие излучений зав

Ионизирующие излучения.
К ним относятся космические, рентгеновские лучи и радиоактивные излучения (a-, b- , g лучи), возникающие при распаде радиоактивных элементов. Они имеют наиболее короткую дли

Ультрафиолетовые лучи.
Действие Уф-лучей на микроорганизмы сходно с ионизирующими излучениями: они вызывают либо гибель, либо мутации микроорганизмов в зависимости от вида микроорганизмов, дозы и продолжительности облуче

Лазерное излучение.
Это излучение представляет собой фокусированное в виде пучка электромагнитное излучение в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового спектров. Оно обладает очень большой энергией и способно вы

Ультразвук
Ультразвуки (УЗ)1 - это механические колебания с частотами выше 20000 Гц2(20 кГц), что находится за пределами частот, воспринимаемых человеком. УЗ-колебания ускоряют

Биотические факторы
В естественных условиях обитания, в том числе и на пищевых продуктах, совместно развиваются различные микроорганизмы. В процессе эволюции возникли и сформировались различные формы взаимоотношений м

Ассоциативные формы симбиоза.
Ассоциативные взаимоотношения широко распространены в природе. Именно на них основан круговорот веществ в природе. К ассоциативным взаимоотношения относятся метабиоз, мутуализм

Антагонистические формы симбиоза.
Это группа симбиотических взаимоотношений, которые выражаются в явлениях антагонизма, антибиоза, паразитизма и хищничества. Антагонизм - это такой тип взаимоотношений,

Антропогенные факторы.
Этот вид экологических факторов является следствием хозяйственной деятельности человека, в процессе которой происходит загрязнение окружающей среды. Основными источниками загрязнени

Анаэробные процессы
К анаэробным процессам относятся спиртовое, молочнокислое, пропионовокислое, маслянокислое брожение и брожение пектиновых веществ. Спиртовое брожение.Вызыв

Практическое использование спиртового брожения
Этиловый спирт находит широкое применение во многих отраслях народного хозяйства. Основными потребителями спирта являются пищевая, медицинская и химическая промышленности. Ведущиес

Молочнокислое брожение
Оно вызывается молочнокислыми бактериями и является для них единственным источником энергии. Молочнокислое брожение - это процесс превращения ими углеводов в молочную кислоту.

Пропионовокислое брожение
Оно вызывается пропионовокислыми бактериями, относящимися к роду Propionibacterium (рис.5.3 а). Единственным источником энергии для них является процесс сбраживания раз

Маслянокислое брожение
Маслянокислое брожение представляет собой сложный процесс превращения сахара маслянокислыми бактериями в анаэробных условиях с образованием масляной кислоты, диоксида углерода и водорода по уравнен

Практические значение маслянокислого брожения
В природе маслянокислым бактериям принадлежит важная роль в круговороте углерода в природе. Масляная кислота - широко распространенный продукт анаэробного разложения различных орган

Ацетонобутиловое брожение.
Близким к маслянокислому является ацетонобутиловое брожение, в процессе которого образуется значительно большее количество бутилового спирта и ацетона, чем при обычном маслянокислом брожении. При э

Брожение пектиновых веществ.
В растениях, особенно в плодах, ягодах, корнеплодах содержится много пектиновых веществ. Они входят в состав срединных пластинок и склеивают между собой растительные клетки. Пектино

Аэробные процессы.
Они осуществляются хемогетеротрофами в присутствии молекулярного кислорода, но в отличие от аэробного дыхания (полного окисления) являются процессами неполного окисления. Часто их называют "

Окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями
Этот процесс был известен человеку в глубокой древности - в оставленном на воздухе вине или пиве через некоторое время появлялась легкая муть, а на поверхности - более или менее плотная пленка. Пр

Окисление других спиртов и сахара уксуснокислыми бактериями
Уксуснокислые бактерии могут окислять и другие одноатомные спирты ( например, пропиловый спирт в пропионовую кислоту, бутиловый – в масляную). Метиловый спирт и одноатомные высшие спирты эти бактер

Окисление углеводов мицелиальными грибами
Неполное окисление углеводов молекулярным кислородом с образованием органических кислот (лимонной, щавелевой и др.) могут осуществлять мицелиальные грибы, которые, как и уксуснокислые бактерии, я

Окисление жиров и высших жирных кислот
Жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот. Жиры - высокомолекулярные соединения и в неизменном виде внутрь клетки попасть не могут. Поэтому вначале происходит гидроли

Превращение органических веществ, содержащих азот
Кроме рассмотренных выше микробиологических процессов превращения органических углеродсодержащих соединений, большое значение имеют превращения органических азотсодержащих веществ.