Санитарный контроль

Вода имеет большое значение в жизни микроорганизмов. С водой поступают питательные вещества, с нею из клетки удаляются продукты жизнедеятельности. Поэтому с уменьшением содержания воды в субстрате интенсивность развития микробов падает, а при уменьшении содержания воды ниже определенного предела их развитие может прекратиться совсем.

Нижним пределом влажности для бактерий является содержание ее в продукте около 20—30%. Менее требовательны к влаге плесневые грибы. Они успешно развиваются на товарах и материалах, влажность которых всего лишь 15—17 %, а в отдельных случаях даже 6 % (хлопковое волокно).

Чувствительность к уменьшению влажности субстрата у разных видов бактерий неодинакова. Например, нитрифицирующие и уксусно-кислые бактерии погибают при высушивании очень быстро, возбудители брюшного тифа — через несколько недель, молочно-кислые бактерии сохраняются жизнеспособными годами (отсюда возможность применять сухие молочные закваски). Различные микроорганизмы, в том числе и болезнетворные, могут также довольно долго (неделями и месяцами) сохраняться на бумажных деньгах, бумаге.

В связи с замедлением жизнедеятельности бактерий при высушивании сушку применяют как средство консервирования зерновых, крупяных товаров, мяса, рыбы, фруктов, овощей и др.

Поскольку на высушенных товарах микробы могут находиться в жизнеспособном состоянии, нельзя допускать увлажнения этих товаров, так как это создает условия для размножения микробов и приводит к порче товаров.

Широко применяется метод леофильной сушки молочно-кислых заквасок и других культур микроорганизмов. Высушивание ведется при температурах ниже нуля. При этом микроорганизмы не гибнут, а переходят в анабиотическое состояние (состояние скрытой жизни), в котором могут находиться продолжительное время.

Споровые формы микробов малочувствительны к высушиванию. Споры в высушенном состоянии могут сохраняться жизнеспособными десятки лет. При увлажнении они могут прорастать и превращаться в активные вегетативные клетки.

Многие товары при хранении изменяют влажность, становясь доступными действию микробов. Продукты, богатые влагой, легко ее теряют, а сухие обладают способностью поглощать влагу. Эта способность зависит от химического состава, физических свойств и строения продуктов. Изменение влажности чаще происходит в результате контакта с окружающим воздухом, всегда содержащим некоторое количество паров воды, или контакта с другими товарами и материалами.

Увлажнение опасно тем, что во влажных продуктах происходят микробиологические и биохимические процессы, вызывающие быстрое изменение и порчу товаров. Эти процессы в свою очередь вызывают дополнительное увлажнение, так как почти всегда сопровождаются образованием воды из сухого вещества продуктов.

Микроорганизмы в сравнении с другими живыми существами имеют широкий температурный диапазон развития. Некоторые из них способны развиваться при 8—10° С и более низких температурах; другие, в частности обитающие в воде и иле горячих источников, хорошо чувствуют себя при 80—95 °С. Уникальные микроорганизмы выделены в 1982 г. в Красном море из глубинных горячих вод. Они живут при 250 °С и громадном давлении, прекращая жизнедеятельность от переохлаждения уже при 100°С. Абсолютное же большинство предпочитает темпера­туры в пределах 15—35 °С.

В отношении каждой физиологической группы микроорганизмов различают три температуры: оптимальную (при которой данный вид наиболее активно проявляет свою жизнедеятельность); максимальную (выше которой жизнь данного вида прекращается в связи с гибелью); минимальную (ниже которой микроорганизмы не развиваются).

Интервал температур между максимальными и. минимальными значениями у разных микроорганизмов неодинаков. Например, пределы развития сенной палочки составляют от 3 до 52 °С, т. е. интервал составляет почти пятьдесят градусов, тогда как у других он равен всего 1—2°С (менингококки).

В зависимости от оптимальной температуры развития микробы подразделяются на группы.

Психрофилы, или холодолюбивые, имеют минимальную температуру развития 0—2°С (некоторые — даже —10 °С), максимальную — 25—35, оптимальную— 15—20 °С. Однако они хорошо размножаются и при температурах значительно ниже оптимальной. К этой группе относятся все микробы, способные вызывать порчу продуктов питания в процессе хранения. Они могут развиваться и на товарах, хранящихся при комнатной температуре.

Термофилы, или теплолюбивые, имеют оптимальную температуру развития около 45—60°С, максимальную — около 80 и минимальную — около 35 °С. Обитают они в некоторых почвах, пищеварительном тракте животных, горячих источниках, в почве южных широт.

Мезофилы, или любящие средние температуры, имеют оптимальную температуру 25—37 °С, максимальную— 40—45, минимальную — около 10 °С. К этой группе относятся все гнилостные бактерии, большинство дрожжей и плесневых грибов. Представители этой группы чаще остальных вызывают порчу пищевых продуктов, хранящихся без охлаждения.

Микробы сравнительно быстро привыкают (приспосабливаются) к небольшим изменениям температуры. Поэтому небольшое понижение по сравнению с минимальной температурой или повышение по сравнению с максимальной не гарантирует прекращения развития микробов, что важно иметь в виду при хранении пищевых продуктов.

Жизнедеятельность микроорганизмов находится в неразрывной взаимосвязи с окружающей средой.

Физико-химические свойства окружающей среды могут подавлять развитие микробов, вызывать их гибель или способствовать развитию, а в некоторых случаях вызывать изменение свойств самих микробов. Микроорганизмы в свою очередь способны вызывать изменение в среде обитания, выделяя в нее продукты своей жизнедеятельности, поглощая различные вещества, необходимые им, меняя тем самым ,ее свойства.

Воздействием среды обитания на микробов широко пользуются в практике хранения и консервирования пищевых продуктов, большинство которых по химическому составу представляет собой благоприятную питательную среду для различных микроорганизмов. Однако если окружающие условия — температура, относительная влажность воздуха, освещенность и др.—неблагоприятны, то развития микробов не происходит, и товары длительное время сохраняются без изменения качества. Изучая этот раздел, следует уяснить природу воздействия на микроорганизмы различных факторов внешней среды, возможности регулирования поведения микроорганизмов с помощью того или иного воздействия.

Поступающие в микробную клетку питательные вещества трансформируются затем в те или иные составные вещества цитоплазмы, ядра, оболочки клетки и т. д. Для этих сложных синтетических процессов необходимо определенное количество энергии, которую микробная клетка должна получать для поддержания своей жизнедеятельности так же непрерывно, как и питательные вещества.

Энергия необходима не только для синтетических процессов, но и для других многочисленных проявлений жизнедеятельности бактерий — размножения микробов, движения, образования спор и капсул и т. д.

Всю необходимую энергию микробные клетки получают за счет экзотермических реакций, осуществляемых путем окислительно-восстановительных преобразований различных химических соединений, обладающих большими запасами потенциальной энергии.

Процессы, обеспечивающие энергетические потребности микроорганизмов, объединяются под названием дыхательных. Особенно доступны окислению в процессе дыхания углеводы, освобождающие большое количество энергии. Используются также и другие органические вещества — жиры, белки, кислоты и пр.

Л. Пастер впервые установил необычайную способность некоторых микроорганизмов развиваться бе» использования кислорода воздуха, в то время как все высшие организмы — растения и животные — могут жить в атмосфере, содержащей кислород.

По этому признаку Л. Пастер разделил микроорганизмы по типам дыхания на две группы — аэробы и анаэробы.

Аэробы для получения энергии осуществляют окисление органического материала кислородом воздуха, например уксусно-кислые бактерии, плесневые грибы.

В процессе аэробного дыхания растений и животных органическое вещество окисляется до конечных продуктов — CO₂ и H₂О. При этом освобождается весь запас энергии данного вещества:

У микроорганизмов такое дыхание встречается редко. Чаще органические вещества разрушаются не до конца. Образующиеся при этом все еще довольно сложные продукты могут использоваться человеком в хозяйственных целях (уксусная кислота, сорбоза, диоксиацетон и др.).

Однако при неглубоком окислении выделяется меньше энергии. Например, энергетический баланс при использовании уксусно-кислыми бактериями этилового спирта будет выражен уравнением

Примерами типичных аэробов являются также чудесная палочка (продигиозум), сенная палочка, бактерии туберкулеза и др. Не только уксусно-кислые, но и некоторые другие аэробные микробы могут быть использованы для получения полезных веществ. Для этого необходимо прекратить процессы окисления, вызываемые этими микроорганизмами, на каком-либо этапе, с тем чтобы не произошло полного окисления и остались продукты с запасом скрытой энергии.

Оптимистический прогноз науки — это прогноз максимально быстрого и полного достижения цели, максимального эффекта научных исследований. Отсюда слово «оптимизм». Цели, поставленные перед наукой, настолько значительны, соответствующие сдвиги в науке настолько радикальны, что для современного прогноза нужно исходить из самых общих принципов познания, из гносеологических принципов. Отсюда и слово «философия».

Профессор Б. КУЗНЕЦОВ.

1. ПОЧЕМУ «РЕВОЛЮЦИЯ»:

Речь идет о современной научно-технической революции. Прежде чем ответить на вопрос, почему она должна быть названа революцией, нужно сказать несколько слов о прилагательном «научно-техническая». Смысл его вовсе не в одновременности радикальных сдвигов в производственной технике и радикальных сдвигов в науке. А в нераздельности тех и других. В этом отношении середина и вторая половина XX столетия — это время первой подлинной научно-технической революции. В XVIII веке техническая революция, опиравшаяся На классическую механику, произошла на столетие позже научной революции, положившей начало классической механике. В первой половине нашего века происходила революция в науке (теория относительности, квантовая механика, атомная и ядерная физика) и революция в технике (электрификация и все, что с ней связано). Но в процессе технической революции практическое воплощение получили не идеи Эйнштейна и Бора, а классическая электродинамика Максвелла и классическая наука в целом. Сейчас развитие атомной энергетики, квантовой электроники, молекулярной биологии — это конкретизация и модификация фундаментальных идей неклассической науки, продолжение и само содержание научной революции.

Здесь мы подходим к ответу на вопрос, поставленный в заголовке параграфа, «Почему «революция»?». Дж. Дж. Томсон говорил, что прикладная наука ведет к реформе, а фундаментальная наука—к революции. Она изменяет не применение, а содержание фундаментальных законов.

Отсюда экономический эффект современной научно-технической революции. Технический прогресс, состоящий во все более полном применении созданных наукой идеальных циклов и схем, способствует практически непрерывному росту производи, тельности общественного труда. Когда меняются сами циклы (в этом задача и результат науки), скорость технического прогресса, скорость роста производительности труда, сама растет и начинается практически непрерывное ускорение роста технико-экономических показателей. Решения XXIV съезда КПСС и содержание нового пятилетнего плана включают директивы о широком развитии фундаментальных исследо­ваний. Таким образом, фундаментальные открытия будут опорой ускорения темпа технического экономического и культурного прогресса страны.

Изменение устоявшихся представлений о природе воздействует на характер мышления людей, на логические, логико-математические и математические нормы мышления, на общественную психологию и на представления о путях познания, на гносеологические принципы. А последние, в свою очередь, влияют на темпы и направления научного прогресса, соответственно на темпы реализации целей, поставленных перед наукой.

Микроорганизмы не имеют специальных органов питания. Они поглощают питательные вещества и выделяют продукты жизнедеятельности через всю поверхность тела путем осмоса. Он, как и явление диффузии, возникает под действием разных осмотических давлений, т. е. различий в концентрации растворенных веществ, в двух соседних точках раствора или по обе стороны полупроницаемой перегородки. Осмотическое давление — это та энергия, с которой вещества стремятся выравнять концентрацию.

Проникновение через полупроницаемую перегородку воды и растворенных в ней веществ происходит по-разному. Вода преодолевает ее быстрее, чем растворенные вещества. Скорость же проникновения веществ находится в обратной зависимости от величины частиц, находящихся в растворе.

Вода движется через перегородку в ту сторону, где суммарная концентрация растворенных веществ выше. Каждое растворенное вещество движется в ту сторону, где его концентрация ниже. Таким образом, концентрация веществ по обе стороны перегородки постепенно выравнивается. Проникновение каждого вещества через перегородку прекращается лишь тогда, когда по обе ее стороны концентрация его станет одинаковой.

Величина осмотического давления может быть измерена специальным прибором — осмометром. Наиболее простой моделью его может служить прибор, состоящий из стеклянного ре­зервуара, герметично закрытого с широкой стороны животным пузырем, колодиевой пленкой или целлофаном и имеющего отходящую вверх длинную трубку. Резервуар заполняют сахарным раствором большой концентрации и погружают в воду.

После погружения уровень сахарного раствора в трубке постепенно поднимается. Происходит это в результате того, что сахар медленно проникает через животный пузырь в воду, тогда как вода довольно быстро осмотирует внутрь колокола и, увеличивая объем раствора, повышает уровень его над колоколом. Высота подъема раствора в трубке над уровнем в сосуде характеризует разность осмотических давлений внутри и вне резервуара (рис. 11).

В принципе таков же механизм проникновения веществ из внешней среды в клетки микроорганизмов и выделения в нее из клеток продуктов жизнедеятельности. Однако в связи с громадной удельной поверхностью (поверхность единицы массы) клеток микробов вещества из внешней среды и обратно проникают очень быстро. В значительной мере именно этим объясняются быстрое размножение микробов и порча товаров, на которых Они развиваются. Так как оболочка микробных клеток непроницаема для многих веществ пищи, нерастворимых в воде (жиры, крахмал, белки), они могут поступать в клетку после разрушения ферментами микробов до растворимых соединений.

Химический состав микробов сложен и разнообразен. В них содержатся белки, углеводы, липиды, витамины, ферменты и другие вещества.

Элементарной основой органических и минеральных веществ микробной клетки являются водород, кислород, азот. Важное значение имеют также железо, фосфор, калий, натрий, кальций, магний, марганец и другие элементы.

Вода составляет основную массу микроорганизмов тела. Количество ее колеблется в вегетативных клетках микробов от 75 до 85%, в спорах воды значительно меньше— около 50%. Содержание воды в теле различных микробов неодинаково: оно меняется в зависимости от вида, возраста, питания, состава среды обитания. В воде растворены все наиболее важные органические и минеральные вещества микробной клетки. В водной среде протекают основные биохимические процессы, вызываемые микробами, например гидролиз углеводов, белков и других веществ :

Белки — основа всех жизненных структур микроорганизмов. Наличие в белках большого количества химических функциональных групп и своеобразие строения молекул белков определяют видовые и специфические признаки микробов.

«Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка»,— писал Ф. Энгельс.

Белки входят в состав цитоплазмы, ядра, оболочек и прочих структур клетки. Белки микроорганизмов, как и все прочие, представляют собой полипептидную цепочку, построенную из разнообразных аминокислот.

Аминокислоты, поступающие в процессе питания в клетки микробов, в основном используются на пластические цели, т. е. для синтеза белков самой клетки. Лишь в некоторых случаях белки и аминокислоты могут служить энергетическим материалом или откладываться в качестве запасных веществ в цитоплазме клеток (зерна волютина).

Сухой остаток (т. е. то, что остается после высушивания клеток микробов) примерно на 80 % состоит из белков.

Различают белки простые и сложные; в состав последних входят и небелковые группы (углеводы, жиры, пигменты, нуклеиновые кислоты). . Большое значение для жизнедеятельности микроорганизмов имеют входящие в состав каждой клетки особые белковые вещества (ферменты, которые будут рассмотрены особо).

Нуклеиновые кислоты — сложные вещества, участвующие в регулировании синтеза клеточных белков, передаче наследственной информации и других процессах. Их доля в расчете на сухое вещество составляет 10—30 %. Известны несколько типов рибонуклеиновой кислоты: рибосомная (р. РНК), транспортная (т. РНК), матричная (м. РНК). Рибосомная входит в состав рибосом, транспортная переносит аминокислоты к рибосомам, матричная обеспечивает последовательность включения различных аминокислот в молекулы белка.

Физиология— наука о питании, дыхании, росте, развитии, размножении организмов, об их взаимодействии с окружающей средой.

Знание основ физиологии дает возможность регулировать жизнедеятельность микроорганизмов в среде обитания, ориентироваться во взаимоотношениях, возникающих между различными микроорганизмами при их совместном обитании, во взаимоотношениях с другими организмами. Владение основами физиологии позволяет влиять на микробиологические процессы при переработке и хранении различных товаров, т. е. открывает пути для борьбы с микрофлорой, когда это необходимо, и возможности для использования ее в хозяйственных целях.

Микроорганизмы, не отличаясь большим разнообразием в морфологическом отношении, очень различны в физиологическом. Особенно велико разнообразие в питании и дыхании — процессах составляющих основу обмена веществ, непрерывно осуществляющегося между живыми организмами и внешней средой. Питание и дыхание организмов находятся в тесной взаимозависимости и осуществляются одновременно. В благоприятных для микроорганизмов условиях обмен веществ протекает исключительно быстро.

В процессе обмена часть веществ, содержащихся в пище, ассимилируется микробами, т. е. используется для построения своего тела, чем обеспечиваются прирост биомассы, восстановление разрушенных или поврежденных структур клетки; другая часть питательных веществ окисляется, освобождая необходимую для поддержания жизни клетки энергию.

Существует множество инфекционных заболеваний человека, животных и растений, возбудители которых невидимы в микроскопе. Еще Л. Пастер предположил, что причиной таких заболеваний являются особые микроорганизмы, размеры которых много меньше размеров бактерий. На существование таких мельчайших микроорганизмов указывал и Н. Ф. Гамалея. Вопрос о существовании невидимых в микроскоп возбудителей болезней был окончательно разрешен в 1892 г. русским ученым Д. И. Ивановским.

Вирусы свободно проходят через бактериальные фильтры, поры которых чрезвычайно мелки и не пропускают обычных бактерий. Эти микроорганизмы поэтому названы фильтрующимися вирусами.

Размер некоторых вирусов всего в несколько раз превышает размер крупных белковых молекул. Исчисляется он в нанометрах. Например, частицы вируса ящура имеют размеры 8—12 нм. Это наиболее мелкие вирусы. К вирусам средних размеров относятся вирусы гриппа (80—120 нм), бешенства (100— 150 нм). Одним из наиболее крупных является вирус натуральной оспы, частицы которого имеют размер 120—200 нм. Вирусы различимы лишь с помощью электронных микроскопов, дающих увеличение в десятки тысяч раз. Они не имеют клеточной структуры— нет цитоплазмы, ядра, ферментативной и энергетической систем. Вирусные частицы разных возбудителей имеют определенную форму — шарообразную, палочковидную, прямоугольную, нитевидную и др. (рис. 10). В некоторых условиях вирусы способны кристаллизоваться.

Вирусы состоят в основном из белка и нуклеиновой кислоты: ДНК— в вирусах животных и человека и РНК —в вирусах растений: Из белка построена одно-двухслойная оболочка, в которой заключена ДНК или РНК.

Важнейшим отличием вирусов от бактерий является их неспособность размножаться вне организма. Поэтому вирусы не растут на обычных питательных средах, на которых хорошо развиваются бактерии и грибы. Вирусы являются внутриклеточными паразитами и размножаются только в живых клетках.

Вирусы, вызывая заболевания человека, растений (табачная мозаика, карликовость томатов, парша картофеля и др.) и животных, наносят громадный ущерб народному хозяйству. Устойчивость вирусов к некоторым внешним воздействиям, например высокой температуре, не очень высока. Практически все они гибнут при непродолжительном кипячении. Высушивание при низких температурах они переносят легко, однако быстро инактивируются под действием ультрафиолетовых лучей, особенно с длиной волны 260 нм, ионизирующей радиации.

Бактериофаги (пожиратели бактерий) являются другой разновидностью ультрамикробов. Это специфические паразиты обычных бактерий. Проникая в клетки, бактериофаги вызывают их лизис— растворение. Явление бактериофагии впервые наблюдал Н. Ф. Гамалея в опытах с культурой-сибиреязвенных палочек. В настоящее время известно множество бактериофагов, каждый из которых способен лизировать лишь определенные виды бактерий. Это свойство позволяет использовать фаги при идентификации (распознавании) выделенных при анализах культур.

Бактериофаг действует на живые, растущие, активно размножающиеся бактерии. Мертвые бактериальные клетки бактериофаг не растворяет. В некоторых случаях бактерии, оставшиеся живыми в присутствии бактериофага, приобретают устойчивость к нему — фагорезистентность.

Явление бактериофагии нередко наблюдается на пищевых производствах, связанных с использованием микроорганизмов. Фаги растворяют микробов, участвующих в технологических процессах (брожении, сквашивании), нанося этим ущерб производству.

С другой стороны, бактериофаги находят применение в качестве профилактических лечебных средств в борьбе с некоторыми инфекционными заболеваниями — дизентерией, брюшным тифом, холерой, дифтерией и др. В настоящее время известны фаги, паразитирующие не только на бактериях, но и на актиномицетах (актинофаги), плесневых грибах (микофаги) и других группах микроорганизмов.

Ряд признаков — прохождение через бактериальные фильтры и способность развиваться только в живых средах — позволяет считать бактериофагов разновидностью вирусов, паразитирующих на бактериях.

В основу классификации вирусов положены особенности строения, тип и процентное содержание нуклеиновой кислоты, число нитей ДНК или РНК, относительная молекулярная масса.

Все вирусы делят на две группы: ДНК-содержащие; РНК-содержащие. Первая группа содержит пять семейств, вторая — десять.

Актиномицеты, или лучистые грибы,— микроорганизмы, близкие как к плесневым грибам, так и к бактериям. В значительных количествах они встречаются в почве, в болотной, озерной, речной воде и др. Это одноклеточные организмы, имеющие ветвистое строение тела. Все нити, из которых состоит тело, носят название мицелий. Часть мицелия актиномицетов развивается над поверхностью питательного субстрата, часть же располагается в его толще (рис. 9).

Актиномицеты малотребовательны к условиям обитания по сравнению с другими микроорганизмами. Среди актиномицетов многие являются антагонистами разнообразных, в том числе болезнетворных, микробов. Актиномицеты продуцируют лекарственные вещества — антибиотики. Размножаются актиномицеты с помощью особых тел — спор, образующихся в большом количестве на воздушной части мицелия. Некоторые виды размножаются делением или «перешнуровыванием» клетки во многих местах. При развитии на пищевых продуктах вызывают их порчу, придавая землистый запах.

Развиваясь на лабораторных плотных питательных средах, образуют колонии очень компактной структуры, сильно прикрепленные к поверхности сред.

К актиномицетам относятся и некоторые возбудители болезней, например туберкулезная палочка.

Актиномицеты. можно рассматривать как переходную форму между бактериями и более сложно организованными плесневыми грибами.

Дрожжи по способности к образованию спор принято делить на два семейства — настоящие (сахаромицеты) и ложные (несахаромицеты).

К настоящим дрожжам относятся лишь те, которые могут размножаться наряду с вегетативными способами еще и спорами. В этом случае материнскую клетку, в которой образуются споры, можно рассматривать как аскус, а сами споры можно назвать аскоспорами. Отсюда становится понятным отнесение дрожжей к сумчатым грибам.

К ложным дрожжам относятся дрожжи, не размножающиеся спорами.

Семейства делятся на роды. Большинство постоянно используемых человеком культурных дрожжей относится к роду сахаромицесс семейства настоящих дрожжей. Дрожжи этого рода размножаются почкованием, способны к бесполому образованию спор. Виды этого рода различаются особенностями вызываемого ими брожения, соотношением различных конечных продуктов при сбраживании, отношением к температурам, способностью или неспособностью сбраживать различные сахара (по этому признаку виды разделяются на шесть так называемых сахарных групп).

Дрожжи, относящиеся к виду церевизия, используют для производства спирта, в пивоварении и хлебопечении. Отдельные разновидности этих дрожжей, различающиеся между собой по некоторым признакам, возникшим в результате многовекового культивирования в искусственных условиях (в условиях человеческого жилья), называются расами. В спиртовой промышленности часто применяются расы XII, Я, способные быстро и полно сбраживать сахар при температуре 28—30°С и- устойчивые к действию спирта. В пивоварении применяются другие расы, способные к медленному брожению при низких температурах (4—10 °С) и позволяющие получать хорошо осветляющееся, ароматное пиво с низким содержанием спирта. Особые расы дрожжей, обеспечивающие хороший подъем теста, используют в хлебопекарной промышленности. Другой вид этого рода — эллипсоидес — с успехом используется в виноделии. Виды турбиданс, пастерианус и некоторые другие, наоборот, в тех же производствах известны как вредители.

Из семейства ложных дрожжей, представляют интерес широко распространенные в природе представители рода торулопсис. Виды этого рода известны способностью вызывать слабое спиртовое брожение; используются в заквасках для кефира, кумыса.

Род микодерма — «грибная кожа» — образует морщинистые прочные пленки на поверхности квашеных овощей, в чанах, где ведется сбраживание пивного сусла или сахарных растворов при производстве уксуса. Вред, приносимый этими дрожжами, заключается в быстром использовании субстратов за счет глубокого окисления сахаров (до СО₂ и воды) и в придании несвойственных вкуса и запаха.

Многие дрожжи, развиваясь на пищевых продуктах, образуют на них налеты или колонии различной окраски. Некоторые способны вызывать тяжелые заболевания человека, поражая слизистые покровы, центральную нервную систему.

Различные представители этой группы микроорганизмов размножаются по-разному. Большинство дрожжей размножается почкованием. При этом на теле клетки образуется одно, а иногда несколько вздутий, в которые из материнской клетки поступают половина ядра, часть цитоплазмы и прочие структурные элементы. Затем почка отделяется от клетки. Иногда почки, еще не отделившись, начинают в свою очередь почковаться. В результате образуется целое скопление дрожжевых клеток (сросток почкования).

У некоторых видов дрожжей размножение осуществляется делением. Образуется перегородка, в результате чего клетка делится на две, не всегда равные части. При последовательном делении может образоваться целая цепочка, которая в конечном итоге распадается на отдельные дрожжевые клетки.

Размножение дрожжей — процесс более длительный, чем у бактерий. В благоприятных условиях он происходит в течение нескольких часов.

Некоторые дрожжи, развиваясь на поверхности жидких субстратов, образуют довольно плотные морщинистые пленки, под которыми субстрат подвергается порче или его вещества превращаются в углекислый газ и воду; в результате снижается выход полезных продуктов. Особенно велик ущерб от таких дрожжей в виноделии, пивоварении, при хранении квашеных овощей.

У отдельных дрожжей поверхностные пленки настолько прочны, что могут служить белковым материалом для выдубливания.

Есть дрожжи, которые, кроме почкования и деления, размножаются еще и спорообразованием. Количество спор в дрожжевой клетке от 1 до 12, но чаще, 4. Споры имеют круглую, овальную или иную форму, часто причудливую (вид шляпы и др.). Образование спор может происходить бесполым и половым путем.

У многих так называемых культурных дрожжей, т. е. у дрожжей, издавна культивируемых человеком для производственно-хозяйственных целей, способность к спорообразованию ослаблена, а иногда полностью утрачена.

Споры дрожжей более устойчивы к вредным воздействиям, чем вегетативные клетки. Спорообразование наступает всегда после некоторого периода вегетативного размножения, т. е. после некоторых изменений в составе среды, побуждающих к спорообразованию. Другие неблагоприятные условия, в частности голодание, также способствуют образованию спор. Таким образом, классификация дрожжей весьма затруднена. Однако исходя из особенностей размножения, способнвсти или неспособности к использованию некоторых Сахаров и ввиду других признаков представляется возможным построить практическую классификацию.

Клетки дрожжей обычно имеют сферическую форму— эллипсовидную или яйцевидную. Встречаются круглые, цилиндрические, лимонообразные (рис. 7) клетки. Форма не является надежным признаком для распознавания дрожжей, так как может заметно, меняться в зависимости от условий развития.

Размеры дрожжевых клеток довольно велики в сравнении с бактериями. В зависимости от вида дрожжей, их возраста, условий питания они колеблются в пределах 1—5 мкм по наименьшему диаметру и до 15 мкм по наибольшему диаметру.

В каждой клетке имеется четко отграниченное от цитоплазмы ядро, которое хорошо различимо в препаратах, окрашенных специальными красителями, связывающимися с веществами ядра и не окрашивающими цитоплазму.

У всех дрожжей отсутствуют жгутики, поэтому они неподвижны. В цитоплазме дрожжей имеются крупные вакуоли, хорошо заметные даже при небольшом увеличении; тельца, аналогичные по функциям мезосомам, — митохондрии; рибосомы; запасные питательные вещества (рис. 8).

Дрожжи относятся к классу сумчатых грибов. Выделение их в отдельную группу при изучении объясняется широким применением дрожжей в ряде производств — хлебопечении, виноделии, производстве спирта, пивоварении и др. Дрожжи можно рассматривать как одомашненные микроорганизмы. Большинство дрожжей способно превращать различные углеводы в этиловый спирт; углекислый газ, на чем и основывается их использование.

Некоторые дрожжи находят применение как пищевой и кормовой продукт в связи со способностью накапливать в клетках большие количества хорошо усваиваемых организмом человека белков, жиров, разнообразных витаминов, минеральных веществ.

В настоящее время в нашей стране производится более 2 млн. т кормовых дрожжей, и производство их будет увеличиваться. Выращивают их на отходах спиртовых производств, различных гидролизатах и даже на отдельных фракциях нефти, в частности парафинах. Добавка 1 т дрожжей в корм животных увеличивает привесы на 1—1,6 т, позволяет удешевлять откорм. В больших количествах производятся пекарские дрожжи.

Все грибы принято делить на две группы:, миксомицеты и настоящие грибы.

Систематика настоящих грибов основывается на множестве трудноопределяемых признаков. В практической работе обычно бывает достаточно определить лишь принадлежность встречаемых плесневых грибов к тому или иному классу. В зависимости ют особенностей строения мицелия, строения органов бесполого размножения, способности к половому размножению и характера плодовых тел все грибы, являющиеся распространенными возбудителями порчи пищевых товаров и используемые в промышленности, делятся на шесть классов.

I. Хитридиомицеты — грибы, развивающиеся без образования мицелия или образующие слаборазвитый мицелий. Размножаются преимущественно бесполым путем, образуя жгутиковые подвижные споры. Это наиболее примитивные грибы. Большинство представителей этого класса являются паразитами высших форм живых организмов. Так, гриб Ольпидиум брассика вызывает заболевание капустной рассады, поражающее шейку стебля (черная ножка), Синхитриум эндобиотикум — бугристость клубней картофеля (рак картофеля), поражает также моло­дые побеги и столоны клубней.

II. Оомицеты имеют хорошо развитый одноклеточный мицелий; размножение бесполое — с помощью подвижных спор. Половое размножение осуществляется зооспорами. Многие грибы этого класса вызывают заболевание растений. Так, фитофтора поражает клубни и ботву картофеля, томаты, баклажаны. На клубнях, зараженных фитофторой, образуются вдавленные пятна, захватывающие постепенно весь клубень, отмирающий при этом. Поверхность клубня покрывается белым пушистым налетом, состоящим из спорангиеносцев.

Мицелий гриба и споры сохраняются на клубнях, на остатках ботвы, в почве.

Другой представитель этого класса — плазмопара — вызывает заболевание винограда, поражающее листья и ягоды,— ложная мучнистая роса. Побуревшие листья сворачиваются и опадают, ягоды буреют с поверхности, часто теряют способность к дальнейшему развитию и созреванию, и осыпаются. Споры грибов сохраняются на растительных остатках в почве в течение нескольких лет.

III. Зигомицеты имеют развитый одноклеточный мицелий. Размножение бесполое и половое. Бесполое размножение осуществляется с помощью неподвижных спор, образующихся в спорангиях, половое — зигоспорами. В этот класс входят грибы, широко распространенные в природе. Многие из них — активные возбудители порчи разнообразных пищевых товаров. Наиболее чаето встречаются мукор, ризопус.

Мукор, часто именуемый серой плесенью, является исключительно неприхотливым, быстро развивающимся возбудителем. Поражает плоды, овощи, готовые кулинарные изделия, товары и материалы. При бесполом размножении образует крупные одиночные спорангии, Спорангиеносцы иногда ветвятся.

Грибы способны размножаться различными способами. Наиболее простым, свойственным всем грибам, является размножение частями мицелия. Каждая часть мицелия (грибница), попав на новый участок субстрата, при благоприятствующих обстеятельствах становится самостоятельной и развивается как целый организм, а часть мицелия, которая погружена в питательный субстрат, играет основную роль в обеспечении организма плесневого гриба питательными веществами, влагой и минеральными веществами. Воздушная же часть, поднимающаяся над поверхностью субстрата, как правило, служит для образования различных телец, с помощью которых плесневые грибы размножаются (оидии, споры, конидии и др.).

Оидии — это тельца, представляющие собой части мицелия. Образуются они некоторыми многоклеточными грибами, у которых зрелый мицелий распадается на множество мелких участков, приобретающих плотную оболочку.

Споры — тельца различной формы, имеющие размеры до нескольких микрон; обычно находятся на концах гиф воздушной части мицелия, внутри особых образований овальной и полукруглой формы — спорангий.

Спор ангиоспоры образуются путем распада многоядерной цитоплазмы молодого спорангия на множество отдельных участков, которые постепенно покрываются собственной оболочкой и превращаются в споры.

Нити воздушного мицелия, несущие спорангии, носят название спорангиеносцев. Такое образование спор характерно для одноклеточных грибов. У многоклеточных формируются так называемые экзоспоры, т. е. внешние, или наружные, которые чаще именуют конидиями, а воздушные гифы, несущие их,— конидиеносцами.

Конидии образуются путем отделения непосредственно от конидиеносцев или особых клеток, расположенных на их вершине. Эти клетки обычно имеют продолговатую форму и называются стеригмами. Конидии располагаются на конидиеносцах (или на стеригмах) поодиночке, цепочками и др.

Спорангиеносцы и конидиеносцы на поверхностях материалов, пораженных грибами, образуют видимый пушистый налет. Различная окраска его (зеленая,, черная, оливковая, розовая, белая, серая и др.) зависит от окраски конидий, спор, оидии, которые па достижении грибами физиологической’зрелости образуются в громадном количестве. Мицелий грибов, как, правило, бесцветен.

Многие грибы, размножаясь тем или иным вегетативным способом, при подходящих условиях развития могут размножаться и половым путем. Процесс этот у разных грибов неодинаков. Однако всегда при этом образуются особые плодовые тела, в отдельных случаях достигающие огромных размеров (шляпочные, пластинчатые, трубчатые и другие встречаемые в природе грибы представляют собой плодовые тела плесневых грибов).

Половые споры располагаются на пластинках или во вместилищах — сумках. Примером последних могут служить различные виды дождевиков, строчки. Грибы, способные размножаться половым путем, называют совершенными. Некоторые грибы вообще не размножаются половым путем. Их относят к несовершенным.

Знание особенностей строения мицелия, органов вегетативного размножения, строения плодовых тел необходимо в практической работе для распознавания конкретных возбудителей тех или иных процессов.

Многие грибы при наступлении неблагоприятных условий способны образовывать покоящиеся стадии в виде так называемых склероций. Это крепкие, твердые с поверхности, обычно темные, а внутри белые желвачки различных размеров и форм, образованные из плотно переплетенных гиф. Склероций, попадая в благоприятные для развития условия, прорастают и образуют те или иные (в зависимости от вида гриба) органы размножения. Они часто образуются в колосьях злаков. Другой покоящейся стадией являются хламидоспоры. При их образовании цитоплазма внутри гиф собирается в виде комочков, образуя новую оболочку, обычно толстую и окрашенную, и гифы становятся похожими на цепочки или четки, состоящие из хламидоепор. Иногда хламидоспоры образуются только на концах гиф (рис. 5).

Многоклеточное строение, дифференциация жизненных функций между частями гриба — воздушным и глубинным мицелием — свидетельствуют о том, что плесневые грибы являются более высокоорганизованными, сложными организмами по сравнению с бактериями.

Плесневые грибы, как и бактерии, относятся к низшим споровым растениям, лишенным хлорофилла. Часто их называют также плесенями. Для своей жизнедеятельности грибы нуждаются в готовых органических веществах в связи с неспособностью самостоятельно осуществлять фотосинтез, т. е. образовывать органические вещества из углекислого газа. Нуждаются они и в доступе воздуха, так как без; кислорода развиваться не могут.

По строению клетки плесневые грибы принципиально не отличаются от клеток бактерий и дрожжей, но имеют одно, а иногда и несколько дифференцированных ядер. В цитоплазме их клеток часто образуются одна или несколько полостей — вакуолей, заполненных клеточной жидкостью. Образование вакуолей обусловлено старением белковых коллоидов цитоплазмы и снижением в связи с этим способности удерживать воду в связанном состоянии. Небольшое количество избыточной влаги и образует вакуоль. Вакуоли играют и некоторую положительную роль, являясь резервуаром, собирающим те вредные для клеток продукты жизнедеятельности, которые не могут быть выделены по каким-либо причинам во внешнюю среду.

Клетки имеют сильно вытянутую форму и поэтому напоминают нити—гифы. Толщина их 1—15 мкм. Они сильно ветвятся, образуя переплетающуюся массу— мицелий, или грибницу. Мицелий является телом плесневых грибов. Среди плесневых грибов встречаются одноклеточные и многоклеточные (рис. 4).

Плесневые грибы широко распространены в природе. Развиваясь на питательных субстратах, они образуют пушистые налеты различного цвета. Потребляя вещества субстрата, грибы подвергают глубоким изменениям все его составные части, выделяют из него продукты своей жизнедеятельности. От этого пищевые продукты приобретают специфичные плесневые запах и вкус, а иногда становятся даже ядовитыми. Использование пищи, пораженной плесневыми грибами, может вызвать тяжелые заболевания.

Характерной является способность плесневых грибов развиваться при низкой влажности субстрата — около 15 %, в связи с чем они могут поражать сухофрукты, сухари, а из непродовольственных товаров — бумагу, кожу, пряжу и ткани, прочность которых при этом значительно снижается. Активно поражают они также товары, имеющие кислую среду (фрукты, квашеные овощи, сыры и др.).

Принципы систематики бактерий. Систематизация, т. е. упорядочение представлений о любых объектах, группах живых существ, в том числе микроорганизмов, необходима для облегчения распознавания этих объектов, установления степени родства или физиологического сходства между отдельными особями или группами особей. Систематизация знаний о микроорганизмах существенно облегчает практическую работу с ними.

Однако достаточно научно обоснованной системы классификации бактерий (учитывающей родственные связи внутри группы и между группами микроорганизмов) нет. Объясняется это трудностями в изучении внешних, часто меняющихся в различных условиях обитания особенностей и физиологических свойств; недостаточно надежными методами установления степени родства и отсутствием четких представлений об эволюционном развитии микроорганизмов вообще.

Наиболее современной системой классификации бактерий является Международная классификация Берджи. В 1974 г. вышло восьмое издание, в подготовке которого принимал участие 131 -автор из 15 стран.

Систематическими категориями в этой классификации являются царство, отдел, группа, семейство, род, вид. Все бактерии отнесены к царству Prосаrуotae (организмы, не имеющие дифференцированного ядра), которое разделено на два отдела.

Во втором отделе находятся все бактерии, представляющие интерес для технической и пищевой микробиологии. Они разделены на 19 групп. Наиболее важные семейства описываются в группах: 3, 7, 8,9, 14, 15, 16. Эта система классификации постоянносовершенствуется начиная с ее первого издания в 1923 г. Во введении к восьмому изданию определителя Берджи указывается, что и в дальнейшем будут производиться ее совершенствование и перегруппировка систематических единиц.

В практической работе до сих пор еще пользуются основами первой научной классификации, созданной в 1896 г. К. Леманом и Р. Нейманом. С учетом изменений, внесенных в нее за прошедшее время, все бактерии делят на три семейства — палочковидные, шаровидные и извитые.

Поскольку в каждое семейство объединяется множество весьма разнообразных организмов, семейства подразделяют на роды. Так, семейство шаровидных бактерий в зависимости от характера объединения клеток в группы делят на роды: микрококков, стрептококков, сарцин.

В отдельных разделах микробиологии, например в медицинской, выделяют еще роды диплококков, тетракокков.

Семейство палочковидных бактерий делят на три рода: род собственно бактерий, к которому относят все неспособные к образованию спор; род бацилл, объединяющий аэробные формы, которые способны образовывать споры; род клостридий, в который включены анаэробные палочковидные споровые формы.

Семейство извитых бактерий в зависимости от степени извитости принято делить на род вибрионов (бактерии, изогнутые в виде запятой), род спирилл (крупные, пологоизвитые), род спирохет (тонкие, сильно-извитые клетки).

Деления на роды недостаточно для ориентировки в свойствах бактерий, поскольку основано оно только на внешних признаках. В каждом роде объединяются бактерии, похожие внешне, но часто имеющие совершенно различные физиологические особенности и свойства. Так, в роде бактерий объединяются возбудитель гнилостных процессов — сенная палочка, возбудители сквашивания молока — болгарская палочка и др. и возбудители пищевых инфекций — палочки брюшного тифа, дизентерии. Поэтому роды делят на виды.

Вид — это систематическая категория, объединяющая родственные организмы, близкие по внешним и физиологическим признакам, отношению к среде обитания по обмену веществ и характеру межвидовых отношений.

При определении вида бактерий, кроме морфологических признаков (подвижность, отношение к диагностическим окраскам и т. д.), используются физиологические (потребность в кислороде, способность, использовать различные сахара и т. д.) и культуральные (характер образуемых колоний, есобенности роста на некоторых питательных средах и т. д.). Наименование вида бактерий, как правило, состоит иа двух слов, первое из которых обозначает принадлежность к роду, а второе уже непосредственно указывает вид. Родовое название пишется с прописной буквы, видовое — со строчной. Так, название Bact. fluorescens относится к палочковидным бесспоровым бактериям (род бактерий), образующим пигмент флуоресцеин (вид — флуоресценс).

Наименование Staphylococcus aureus относится к шаровидным бактериям, образующим грозди из нескольких кокков (род стафилококков), колонии которых имеют золотистый цвет (ауреус); эти бактерии способны вызывать пищевые отравления, гнойничковые заболевания.

Известно много способов размножения, наблюдаемых у различных бактерий. У подавляющего числа представителей этой группы микроорганизмов размножение осуществляется путем деления клеток на две части.

В средней части физиологически подготовленной к размножению клетки за счет впячивания цитоплазматической мембраны образуется поперечная перегородка. Расщепляясь, она разделяет клетку на две доловинки. Образовавшиеся новые клетки могут быть несколько неодинаковыми по размеру, так как перегородка не всегда проходит посередине материнской клетки.

Кокки в процессе размножения последовательно делятся в одной, двух или трех взаимно перпендикулярных плоскостях. После деления они остаются в той или иной мере скрепленными друг с другом, в результате чего возникают сочетания кокков, отличающиеся по взаимному расположению (см. рис. 1): диплококки — парные кокки; стрептококки — цепочки кокков; тетракокки — по четыре кокка; сарцины — в форме правильных тючков по 8, 16 шт.; стафилококки — скопления, напоминающие грозди винограда. При очень слабой связи или ее отсутствии между возникающими при делении клетками образуются микрококки, во взаимном расположении которых нет никаких закономерностей. Они расположены поодиночке или в виде случайных скоплений по несколько экземпляров.

Палочки (бактерии, бациллы), подобно коккам, могут располагаться парами по длине — диплобактерии и цепочками — стрептобактерии. Большинство же палочек располагается одиночно, беспорядочно. По внешним очертаниям отдельные представители папочковидных заметно отличаются друг от друга. Известны палочки строго цилиндрической формы, бочковидные, с резко обрубленными, вогнутыми или заостренными концами и др.

Размножение делением не сводится только к удвоению числа клеток. Структурные элементы и вещества материнской клетки еще и перераспределяются между возникающими новыми клетками. Большая часть клеток нового поколения наследует бездефектные структуры родительских организмов, вторая — менее полноценные. В связи с таким распределением по прошествии нескольких циклов деления образуется какое-то количество нежизнеспособных клеток. Устайовлено, что доля таких клеток, приходящаяся на каждый цикл деления, составляет примерно 10 % общего числа.

Бактерии обладают большой скоростью размножения, которая зависит от условий питания, температуры, доступа воздуха и др.

При благоприятных условиях _клетка может делиться через каждые 20—30 мин, т. е. за сутки может произойти 48—72 цикла удвоения. Из одной клетки за это время возникло бы 4714169·10¹⁵ клеток, через 36 ч микробная масса составила бы около 400 т.

Если бы размножение постоянно проходило с такой скоростью, то из одной клетки в течение 5 дней могло бы образоваться такое количество клеток, что общий объем их оказался бы равным объему всех морей и океанов.

Практически беспрерывного деления микробов не происходит. Размножению их мешают многие моменты: истощение питательной среды, накопление продуктов собственного обмена и другие физические, химические и биологические факторы внешней среды. Так, при снижении температуры на 10 °С скорость размножения снижается в 2—3 раза.

Попадая в новые условия, на свежий субстрат, микробы не сразу начинают размножаться. Проходит некоторое время до начала увеличения их числа (фаза задержки роста), в течение которого они приспосабливаются к среде обитания и подготавливают самую среду. После этого начинается бурное размножение, замедляющееся затем по мере исчерпания питательных ресурсов и накопления продуктов жизнедеятельности бактерий в среде.

Быстрое развитие микробиологической порчи продуктов — скисание, окисление, плесневение, гниение и др. — как раз и объясняется исключительно высокой скоростью размножения бактерий.

Некоторые бактерии обладают способностью образовывать споры. Это относится прежде всего к палочковидным формам; у кокков спорообразование встречается редко, а для вибрионов и спирилл оно отсутствует. Процесс спорообразования заключается в том, что в определенном месте бактериальной клетки цитоплазма начинает сгущаться, затем этот участок покрывается довольно плотной оболочкой. Остальная часть клетки постепенно разрушается. Таким образом, бактериальная клетка в течение нескольких часов превращается в спору.

В бактериальной клетке спора может располагаться центрально, на конце или занять промежуточное положение (субтерминальное). Споры различных видов имеют неодинаковую форму. Они могут быть шаровидными, овальными. Иногда диаметр спор превышает толщину клетки, и это приводит к ее деформации — вздутию.

Эти особенности спорообразования у различных бактерий являются довольно постоянными признаками и часто используются в диагностике, т. е. при распознавании бактерий. Спорообразование стимулируется наступлением неблагоприятных для развития условий, обеднением питательной среды.

Жизненные процессы обменного характера, например дыхание, хотя и происходят в спорах, но, крайне замедленно.

Споры более устойчивы, чем вегетативные формы этих же бактерий, к действию проникающей радиации, ультразвука, высушиванию, замораживанию, разрежению, гидростатическому давлению, действию ядовитых веществ и др.

Споры некоторых бактерий остаются жизнеспособными даже после нахождения в течение 20 мин в кипящей концентрированной кислоте.

Устойчивость спор повышается при их предварительном обезвоживании.

Термостойкость спор можно объяснить сравнительно невысоким содержанием свободной воды в цитоплазме (по некоторым данным, всего 40 %) и относительно большим содержанием сухого вещества (в основном белка). Плотная, многослойная оболочка хорошо защищает споры от проникновения вредных веществ.

Благодаря способности к образованию спор, обладающих исключительно высокой устойчивостью к внешним воздействиям, спорообразующие бактерии остаются жизнеспособными при крайне неблагоприятных условиях.

Подавление жизнеспособности и уничтожение спорообразующих бактерий являются одной из основных практических задач консервной промышленности, переработки и хранения сельскохозяйственных продуктов.

Споры являются особой, устойчивой формой существования бактерий, способствующей сохранению данного вида. Спорообразование у бактерий не связано с размножением, так как бактериальная клетка способна образовывать лишь одну спору.

Если споры попадают в благоприятные условия, каждая из них в течение нескольких часов превращается в обычную (вегетативную) бактериальную клетку. Вначале лопается оболочка споры, а затем в этом месте появляется проросток клетки, постепенно превращающийся в нормальную клетку. Прорастание длится несколько часов. В практике нередко приходится наблюдать так называемые «дремлющие» споры. Это те, которые отстают от общей массы в скорости прорастания и, сохраняя жизнеспособность в течение долгого времени, могут прорастать постепенно через продолжительные сроки, исчисляемые временем от нескольких суток до многих лет.

Способность к образованию спор учитывается в систематике бактерий, при выборе методов стерилизации пищевых продуктов, оборудования, инвентаря. Спорообразование может утрачиваться при частых пересевах бактерий на свежую среду, культивировании их при высоких температурах.

Между строением бактерий и строением высших форм живых организмов имеется существенная разница. Высшие организмы построены сложно — в них различают органы, состоящие из тканей, которые в свою очередь сложены из отдельных клеток. Схематично это выглядит так; организм→органы→ткани→клетки.

Бактерии же представлены лишь одной клеткой, которая и является полностью самостоятельным организмом (рис. 2).

Клетка бактерий окружена плотной оболочкой, состоящей из двух слоев: наружного (клеточной стенки) и внутреннего (цитоплазматической мембраны — цитоклетка).

Оболочка выполняет защитные функции, придает клеткам постоянную, характерную для них форму (кокка, палочки, спириллы и др.).

Она обладает свойством полупроницаемости — через нее питательные вещества проникают в клетку, а продукты жизнедеятельности клетки (продукты обмена) выходят в окружающую среду. Это относится к веществам, находящимся в сильно диспергированном виде в водных растворах (истинные растворы). Крупные же молекулы, с большой молекулярной массой, через оболочку не проходят. Функция регулятора обмена веществ присуща всей оболочке, но в большей мере — цитоплазматической мембране.

Наружный, сравнительно рыхлый слой оболочки у некоторых бактерий может ослизняться, образуя капсулу. Толщина капсулы может во много раз превосходить диаметр клетки. Капсулы не являются обязательной частью клеток—они образуются под влиянием условий внешней среды. Капсулы, по-видимому, служат защитным покровом, участвуют в регуляции водного обмена, защищая клетки от высыхания. По химическому составу капсулы состоят в основном из полисахаридов, гликопротеидов.

Слизеобразующие бактерии, быстро размножаясь на поверхности субстратов, вызывают их порчу. Жидкие среды. они могут превращать в сплошную слизистую массу. Это явление иногда наблюдается в молоке, пиве, сахаристых экстрактах из свеклы и др. Слизеобразование активнее происходит при пониженных температурах (от —2 до 10 °С). Важной частью клеток является цитоплазма — прозрачная, полужидкая масса белковой природы; наружная, более плотная часть цитоплазмы — цитоплазматическая мембрана. Во внутренней» жидкой, бесструктурной части цитоплазмы находятся важные клеточные структуры — рибосомы, мезосомы, ядро, запасные питательные вещества и др.

С возрастом в результате старения белковой коллоидной системы меняются свойства цитоплазмы. Она принимает ячеистое строение с образованием вакуолей.

Вакуоли — полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком. По современным представлениям они являются резервуаром, где локализуются вредные для жизни клетки вещества, которые не представляется возможным удалить во внешнюю среду. Рибосомы — зернистые образования, расположенные во всей цитоплазме. По химической природе они являются рибонуклеопротеидами. В них осуществляется синтез клеточных белков из поступающих веществ.

Мезосомы — это сильно складчатые, различной формы тельца, расположенные в пограничном с оболочкой слое цитоплазмы. В них протекают энергетические процессы—освобождение энергии в результате окисления некоторой части органических веществ пищи. Здесь же синтезируются энергоемкие вещества клетки, например аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).

Бактерии представляют собой наиболее изученную группу микроорганизмов. Величина их в среднем колеблется от 0,4 до 10 мкм (табл. 1). Однако известны бактерии, размеры которых достигают большей величины — до 50 мкм.

По форме бактерии подразделяются на несколько групп, бсновные из которых: кокки — шаровидной формы; палочки (бактерии и бациллы); вибрионы и спириллы — изогнутые и спирально извитые формы; спирохеты — длинные, тонкие, сильно извитые (рис. 1).

Размеры и форма тела бактерий могут значительно изменяться под влиянием различных факторов внешней среды. Под действием кислот, щелочей, температуры, в результате накопления в среде продуктов жизнедеятельности и других факторов могут возникать клетки, нетипичные по форме и даже уродлив ые.

Из всех микроорганизмов, рассматриваемых в курсе данной дисциплины, важными для специалистов в области товароведения и приготовления пищи являются бактерии, плесневые грибы, дрожжи, вирусы и бактериофаги. Бактерии, дрожжи и плесневые грибы — микроскопически малые организмы, отличающиеся простотой строения. Относятся они к низшим, т. е. бесхлорофильным, растениям. В большинстве своем это одноклеточные организмы.

Особое место в мире микроорганизмов занимают ультрамикробы (вирусы и бактериофаги), которые играют важную роль в окружающем их мире. Они обладают некоторыми особенностями жизнедеятельности, строения и размножения.

Микробиология — наука о микроскопически малых существах — микробах. Она изучает особенности их форм, строения, закономерности развития, а также изменения, вызываемые ими в окружающей среде, пищевых продуктах, в организме человека и животных. Как научная дисциплина она развивается 9 тесной связи с общим прогрессом науки и техники и соответствии с требованиями практики.

Развитие микробиологии привело к дифференциации ее на медицинскую, сельскохозяйственную, тех» ническую, морскую и космическую. В технической микробиологии самостоятельное место занимает микробиология дищевых продуктов.

Основными задачами микробиологии являются изыскание возможности использования микробов в хозяйственных целях, для нужд человека, разработка методов обезвреживания тех из них, которые вызывают порчу продуктов или являются возбудителями болезней животных и растений. Вот почему знание микробиологии пищевых продуктов, а также некоторых разделов медицинской и санитарной микробиологии необходимо специалистам торговли и общественного питания.

С проявлениями жизнедеятельности микроорганизмов, использованием некоторых их свойств человек был знаком давно. Наши далекие предки использовали процессы сбраживания соков в вино, сквашивания и сбраживания молока при изготовлении простокваши, кефира, кумыса, брожения теста для получения пористого хлеба.

В 1590 г. был впервые создан прибор из увеличительных стекол, позволивший видеть мельчайшие предметы. В 1609—1610 гг. Г. Галилеем был сконструирован первый микроскоп, с помощью которого можно было наблюдать клеточное строение растительных и животных тканей. С развитием техники и с появлением совершенных микроскопов продолжалось изучение микробов, расширялось количество описанных разновидностей.

Многие естествоиспытатели наблюдали микробы в скисшем молоке, пивном и винном сусле, в крови и тканях больных людей. Однако причинной связи между микроорганизмами и, процессами, происходящими в этих субстратах, обнаружено не было. Такая связь убедительно была установлена французским ученым Л. Пастером (1822—1895 гг.). Изучая процессы молочно-кислого, спиртового, масляно-кислого брожения, он доказал, что они связаны с жизнедеятельностью развивающихся в субстратах микроорганизмов и что каждый вид брожения вызывается совершенно определенным возбудителем. Ранее брожение считалось чисто химическим процессом. Л. Пастером обнаружена возможность жизни без кислорода и открыт анаэробный тип дыхания. Он установил, что процесс гниения вызывается определенной группой микроорганизмов.

Л. Пастер и его ученики также установили, что ряд болезней возникает в результате развития в организме человека и животных особых болезнетворных микробов. Ими была разработана методика получения вакцин против некоторых заболеваний. Л. Пастер с помощью лабораторных опытов на примере микроорганизмов окончательно доказал невозможность самозарождения жизни. Методика этих опытов в дальнейшем легла в основу разработки техники стерилизации, приемов защиты пищевых веществ от заражения микробами извне (приемы асептики).

Большие заслуги в разработке и внедрении совершенных приемов микробиологической техники и методик исследования мира микроорганизмов принадлежат немецкому бактериологу Р. Коху (1843— 1910 гг.). В практику лабораторной работы им были введены классические методы и приемы, технические средства, используемые и в настоящее время,— плотные питательные среды, иммерсионные объективы, микрофотографирование. Р. Кохом разработан метод выделения микроорганизмов из чистой культуры. Открыты возбудители туберкулеза, холеры, сибирской язвы.

Азаров В. Н. Основы микробиологии и санитарии: Учебник для учащихся техникумов, обуч. по спец. 1719 «Товароведение и организация торговли прод. товарами». — 2-е изд., перераб. — М.: Экономика,- 1986.-207 с.

В учебнике (1-е издание — 1981 г.) изложены основные вопросы микробиологии пищевых продуктов. Рассмотрены группы микроорганизмов, их роль в производстве и хранении продуктов питания, способы воздействия на микроорганизмы для лучшего сохранения качества продовольственных товаров. В отдельном разделе даются руководства к лабораторным занятиям по микробиологии.