Влияние отрицательных температур на устойчивость микроорганизмов - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Влияние течения плазмы на устойчивость желобковых мод в гдл 1 16.24kb.
Морфология микроорганизмов Классификация микроорганизмов Морфология... 4 570.83kb.
Фортификация пшеничной муки основа профилактики железодефицитной... 1 36.42kb.
Виды использования характеристики 1 32.48kb.
Выносливость. Удары, применяемые в настольном теннисе 1 148.44kb.
Абрашитова с. А., Байгонусова ж. А 1 91.82kb.
Деление отрицательных чисел Как выполнять деление отрицательных чисел 1 43.15kb.
Устойчивость экономических систем 1 306.03kb.
Информация о продукте 1 60.57kb.
Лекция Оптические спектры Разложение функции в спектр Фурье 1 40.81kb.
Биологическая система безопасности функционирования микроорганизмов 1 60.99kb.
Статья 1 Учреждение Союза 1 190.25kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Влияние отрицательных температур на устойчивость микроорганизмов - страница №1/1

Влияние отрицательных температур на устойчивость микроорганизмов
Отрицательные температуры оказывают различное влияние на микроорганизмы. Микроорганизмы могут быть нечувствительными, чувствительными или же умеренно устойчивыми к влиянию низких температур. Вегетативные клетки дрожжей и плесневых грибов являются наиболее чувствительными к воздействию низких температур. Если обеспечить низкие температуры для продукта, то можно добиться гибели грамотрицательных бактерий, которые принадлежат к coli-формам, сальмонелл, а также бактерий Achromobacter, которые относятся к группе Pseudomonas, спор бацилл и клостридия. Но вместе с тем, грамположительные бактерии, среди которых выделяется группа Str. aureus, являются более устойчивыми к воздействию низких температур. Наиболее устойчивы поч­венные бактерии, приспособленные к перенесению низких тем­ператур в естественных условиях обитания. Это споровые формы, которые являются индиффирентными к замораживанию. Среди микроорганизмов, которые имеют умеренную устойчивость к низким температурам можно выделить споры плесневых грибов.

Есть три фактора, которые влияют на устойчивость микроорганизмов к воздействию отрицательных температур: это сама температура, время ее воздействия на микроорганизм, а также скорость ее уменьшения.

Вследствие воздействия отрицательных температур микроорганизмы изменяют свое состояние воды, как внутри клетки, так и вне ее. Если же внутри клетки образовывается лед, то именно он может оказать наиболее неблагоприятное воздействие на микроорганизм. Внеклеточная кристаллизация воды, а также аморфизация льда внутри клеток менее губи­тельны. При внутриклеточном образовании льда происходит нарушение структур плазматических мембран и клеточных обо­лочек. Также следует отметить, что при образовании льда концентрация растворов внутри клетки и вне ее увеличивается. Это приводит к срыву барьеров проницаемости, а затем последует денатурация белков.

Повышение устойчивости клеток к глубокому охлаждению достигается путем ступенчатого замораживания – сначала мед­ленного, а затем быстрого до более низких температур. Это объясняется кристаллизацией, происходящей вне клеток при предварительном медленном понижении температур.

При замерзании водного раствора изменяется отношение давлений водяных паров переохлажденной воды и льда с по­нижением температуры. Переохлажденная вода внутри клеток имеет более высокое давление водяных паров и больше сво­бодной энергии, чем лед, образующийся вне клетки. Вследст­вие этого с понижением температуры происходит рост кристал­лов из-за диффузии паров переохлажденной внутри клетки воды, т. е. дегидратация клетки, и увеличивается концентрация внутриклеточного раствора. При медленном понижении тем­пературы и кристаллизации жидкости вне клетки может возникнуть момент, когда образование льда внутри клетки станет невозможным из-за сильной или полной дегидратации и вы­сокой вязкости протоплазмы. Благодаря этому кристаллизации жидкости внутри клеток микроорганизмов может не быть. При внеклеточном замерзании происходит деформация клеток. Так, объем дрожжевых клеток уменьшается на одну треть.

Микроорганизмы могут повреждаться не только с образованием льда, но и благодаря холодовому шоку, действие которого приводит к гибели клеток из-за достаточно небольшого осмотического давления, если охлаждение происходит сверх быстро.

Явление холодового шока исследовалось на различных бак­териях. Установлено, что при холодовом шоке индуцируется нуклеаза. Поэтому можно сказать, что летальное действие низких температур скорей всего связано с разрушением ДНК. Помимо этого цельность липидных мембран может нарушиться.

Устойчивость микроорганиз­мов к замораживанию зависит не только от температуры и ско­рости замораживания, но и от продолжительности пребывания их в замороженном состоянии. В процессе отмирания микроор­ганизмов под влиянием низких температур число клеток сна­чала быстро уменьшается в ре­зультате действия заморажива­ния, затем следует замедленное разрушение микроорганизмов, и, наконец, остается некоторое чис­ло устойчивых к низким темпе­ратурам клеток. Количество клеток при этом зависит от индивидуальной резистентности вида и условий замораживания. На рис. 1 показаны три фазы отмирания смешанных популяций микроорганизмов пищевых продуктов. Следует отметить, что в фазе В происходит селекция микроор­ганизмов, наиболее устойчивых к отрицательным температу­рам.

Отрицательные температуры действуют губительно на споры плесневых грибов, причем чем ниже температура, тем отмирание происходит интенсивнее. Например, споры чистой культуры Pen. glaucum при температуре –6 °С отмирали в количестве 26,9%, при –10 °С – 35,5%, при –15 °С – 55,6%, при –20 °С – 91,2%. Причем низкие положительные температуры не оказывали губительного действия.

В тех случаях, когда среда находится в переохлажденном состоянии, бактерии отмирают медленнее, а иногда в средах, переохлажденных до –5°С, наблюдается даже их размно­жение.






Рисунок 1 – Зависимость количества микроорганизмов смешанных популяций от продолжительности хранения в замороженном состоянии:

А – действие замораживания; В – фаза отмирания при хранении; С – фаза сохранения выжившей микрофлоры



По данным Ф. М. Чистякова, Bact. fluorescein liquefaciens, посеянные на мясопептонном агаре с 20 % сахара, находясь в переохлажденной среде, при –5 °С хорошо размножаются. Так, через 10 сут количество бактерий увеличилось более чем в 30 раз, а спустя 20 суток размножение закончилось и началось постепенное их отмирание. Однако и через 50 суток было обнару­жено, что количество бактерий еще в 5 раз больше первоначального. В то же время в пробирках с замороженной средой резко сокращается количе­ство живых организмов. В замороженной при той же температуре среде, содержащей 2 % сахара, наблюдалось постепенное отмирание бактерий. Спустя 50 суток было обнаружено только 85 % живых клеток, а при пониже­нии температуры до –8 С в той же среде количество бактерий уменьшалось значительно быстрее. Установлено, что при –12 °С количество бактерий уменьшалось быстрее, чем при –18 С и в среде с меньшим содержанием сахара этот процесс ускоряется, что можно объяснить защитным действием сахара микробной клетки к температурному воздействию. Ф. М. Чистяков исследовал также влияние замораживания на дрожжи и плесневые грибы. Так, в замороженном клубничном соке после 15 суток хранения при –8 °С общее количество микроорганизмов снизилось с 106 до 6  102. При дальней­шем хранении наблюдается интенсивное отмирание и через 114 суток хране­ния дрожжи и плесневые грибы практически отсутствовали. Между тем в том же клубничном соке, находящемся при –2 и –5 °С в переохлажден­ном состоянии, наблюдалось заметное размножение дрожжей.

Отрицательные температуры по-разному влияют на различ­ные виды микроорганизмов. Одни из них после длительного воздействия низких температур в оптимальных условиях теряют способность к развитию или развиваются чрезвычайно слабо, а другие, наоборот, хорошо развиваются. Например, Bact. coli commune, группа молочнокислых бактерий, Bact. proteus vulgare, находясь 10–14 мес при температурах –5 и –8 °С, от­мирают, а сохранившиеся не развиваются или развиваются крайне медленно. Все спорообразующие, а также Bact. coli var и некоторые другие бактерии только ослабляются и в нормаль­ных условиях продолжают развиваться. Отдельные виды бак­терий (Bact. carotovorum и Bact. coli var) больше угнетаются при температурах –5, –2°С и даже при 0°С, чем при –8 °С.

Bact. fluorescens, флавобактерии, микрококки и др. спо­собны размножаться при температуре –5 °С, a Flavo bact. sul-furicum, Bact. lactis viscosum – даже при температуре –8 °C. Но так переносят низкие температуры далеко не все микроор­ганизмы. Например, Bact. coli commune, Bact. proteus vulgare, некоторые молочнокислые, Bact. subtilis, Вас. mesentericus, анаэробные – Вас. sporogens, Вас. botulinus – не развиваются даже при температуре 2 °С.

Из дрожжей при низких температурах развиваются глав­ным образом те, которые характеризуются выраженной бро­дильной способностью. Культурные дрожжи и особенно актив­ные расы их при температуре ниже 0 °С не развиваются.

Установлено, что споры Cladosporum herbarum, Rhizopus nigricans, Asp. niger и Oidium lactis прорастают при темпера­туре 0 °С; Mucor mucedo –2 °С, Pen. glaucum –5 °C.

Дальнейшие наблюдения над различными культурами плес­невых грибов показали, что предельная температура их разви­тия находится между –8 и –5 °С

На устойчивость плесневых культур существенное влияние оказывает питательная среда. Так, грибок Chaetostylumfresenii, выделенный с замороженной белуги, развился на сусло-агаре при температуре –8 °С до заметной колонии за 373 суток, а на куске говядины – за 251 суток. О влиянии питательной среды на устойчивость микроорганизмов свидетельствуют также данные о развитии различных штаммов Botrytis cinerea. Выделенные со свежей клубники и моркови грибы не развивались при тем­пературе –5 °С, а выделенные с капусты при этой температуре дали видимый рост на 42-е сутки. Это же можно наблюдать при исследовании различных штамм других плесневых грибов.

Исследования показали, что низкие температуры оказывают влияние не только на размножение микроорганизмов, на их рост, а также и на происходящие в них другие физиологические процессы. Например, у бактерий наблюдается склонность к образованию слизи, капсул. Нередко клетки дрожжей и бактерий принимают иную, необычную для них форму.

Вместе с тем, надо знать, что развитие микроорга­низмов возможно и при температурах, которые выше –10 °С. При этом биохими­ческие процессы, как бы они ни были замедлены, могут при­вести к снижению качества продукта и в конечном счете – к порче продукта. Например, если долго хранить замороженное мясо при температуре до –8 °С, то плесневые грибы могут начать развиваться. В результате этого появляются пятна на поверхности продукта, а внутри него образуются продукты обмена плесеней, вследствие чего продукт приобретает нежелательный запах.

При хранении замороженных фруктово-ягодных соков или ягод выше температуры –8 °С накапливается спирт, которые является продуктом жизнедеятельности дрожжей.

Отрицательные температуры весьма существенно влияют на интенсивность метаболических процессов в микробных клетках. Так, при их замораживании скорость ферментативных процес­сов уменьшается, а дегидратация и образование льда приводят к ускорению этих процессов. Кроме того, ускорению или за­тормаживанию метаболических процессов при замораживании способствуют высвобождение и осаждение активаторов или ин­гибиторов, частичная денатурация молекул фермента или суб­страта, увеличение вязкости протоплазмы, уменьшающее ско­рость диффузии, и др.



Различная зависимость метаболических процессов от темпе­ратуры приводит к нарушению нормальных соотношений интенсивности этих процессов, следствием этого могут быть на­рушения, обусловливающие гибель организма.

Необходимо учитывать, что на пищевых продуктах, как пра­вило, в обычных условиях имеется разнообразная смешанная популяция микроорганизмов, в то время как после длительного холодильного хранения их микрофлора представлена главным образом только некоторыми видами психрофилов. Это объясня­ется не только тем, что психрофилы лучше размножаются при низких температурах, но и тем, что на количественный и качест­венный состав микрофлоры продукта значительное влияние оказывают взаимоотношения между микроорганизмами сме­шанной популяции. Как правило, в этом случае проявляется антагонизм, когда одни микроорганизмы способны образовы­вать вещества, угнетающие или полностью останавливающие рост других. Так, бактерии группы Pseudomonas, преобладаю­щие на большинстве пищевых продуктов, в условиях холодиль­ного хранения выделяют вещества, способные подавить разви­тие и даже лизировать клетки многих бактерий и плесневых грибов. Именно псевдомонады подавляют на мясе развитие гнилостного микроба – протея.




Пожелание «Счастливого Нового года!» чем дальше, тем больше означает триумф надежды над опытом. Роберт Орбен
ещё >>