Šulinių ir sąvartynų smarvė, pūvančios organinės liekanos – visa tai žmonėms sukelia nuolatinį pasibjaurėjimo jausmą. Tačiau kai praeina pirmoji reakcija ir įsijungia sveikas protas, ateina supratimas, kad tai yra privalomas gyvenimo procesas. Už bet kokio puvimo galite pamatyti, kaip atsiranda nauja gyvybė. Tai amžinas medžiagų ciklas gamtoje. Ir kad ir kokie įvairūs būtų gyvi planetos organizmai, stebina tai, kad už skilimą atsakingos tik pūvančios bakterijos.
Kas suyra
Skilimo procesai – tai visa eilė reakcijų, kurių metu sudėtingos medžiagos suskaidomos į paprastesnes ir patvaresnes. Skilimo (ammonifikacijos) procesas – organinių medžiagų, turinčių azoto ir sieros, skilimas į paprastas molekules. Panašus procesas – fermentacija – yra azoto neturinčių organinių medžiagų – cukrų arba angliavandenių – irimas. Abu procesus vykdo mikroorganizmai. Šių procesų mechanizmo aiškinimasis prasidėjo Louis Pasteur (1822-1895) eksperimentais. Jei į pūvančias bakterijas žiūrėtume išskirtinai cheminiu požiūriu, pamatytume, kad šių procesų priežastys yra organinių junginių nestabilumas, o mikroorganizmai veikia tik kaip cheminių reakcijų sukėlėjai. Tačiau kadangi baltymai, kraujas ir gyvūnai, veikiami bakterijų, yra įvairių tipų, mikroorganizmų vaidmuo yra neabejotinas.
Temos studijos tęsiamos
Puvimas turi didelę reikšmę tiek gamtos ūkyje, tiek žmogaus veikloje: nuo techninės gamybos iki ligų išsivystymo. Taikomoji bakteriologija gimė tik prieš maždaug 50 metų, o studijų sunkumai yra didžiuliai ir šiandien. Tačiau perspektyvos didžiulės:
Kas tie naikintojai?
Bakterijos – tai visa vienaląsčių prokariotinių (be branduolio) organizmų karalystė, kurioje yra apie 10 tūkst. Bet jie mums žinomi, ir apskritai manoma, kad yra daugiau nei milijonas rūšių. Jie planetoje atsirado gerokai anksčiau nei mus (prieš 3-4 mln. metų), buvo pirmieji jos gyventojai ir daugiausia jų dėka Žemė tapo tinkama kitoms gyvybės formoms vystytis. Pirmą kartą olandų gamtininkas Antonie van Leeuwenhoek išvydo „gyvūnus“ per mikroskopą, kurį jis padarė savo rankomis 1676 m. Tik 1828 m. jie gavo savo vardą dėl Christiano Ehrenbergo darbo. Didinimo technologijos plėtra leido Louis Pasteur 1850 m. aprašyti puvimo ir fermentacijos bakterijų, įskaitant patogenines, fiziologiją ir metabolizmą. Būtent Pasteuras, vakcinos nuo juodligės ir pasiutligės išradėjas, laikomas bakteriologijos – mokslo apie bakterijas įkūrėju. Antrasis išskirtinis bakteriologas yra vokiečių gydytojas Robertas Kochas (1843–1910), atradęs Vibrio cholerą ir tuberkuliozės bacilą.
Taip paprasta ir taip sudėtinga
Bakterijų forma gali būti sferinė (kokai), tiesios lazdelės (bacilos), lenkta (vibrio), spiralinė (spirilla). Jie gali susijungti – diplokokai (du kokos), streptokokai (kokų grandinė), stafilokokai (kokų sankaupa). Mureino (polisacharido, sujungto su aminorūgštimis) ląstelės sienelė suteikia kūnui formą ir apsaugo ląstelės turinį. Ląstelės membrana, sudaryta iš fosfolipidų, gali būti invaginuota ir joje yra judėjimo organų kompleksai (flagela). Ląstelės neturi branduolio, tačiau citoplazmoje yra ribosomų ir žiedinės DNR (plazmidės). Organelių nėra, o mitochondrijų ir chloroplastų funkcijas atlieka mezosomos – membranos išsikišimai. Kai kuriose yra vakuolės: dujų vakuolės atlieka judėjimo vandens stulpeliu funkciją, o sandėliavimo vakuolėse yra glikogeno arba krakmolo, riebalų ir polifosfatų.
Kaip jie valgo
Pagal mitybos tipą bakterijos yra autotrofinės (pačios sintetina organines medžiagas) ir heterotrofinės (vartoja jau paruoštas organines medžiagas). Autotrofai gali būti fotosintezės (žalios ir violetinės) ir chemosintetinės (nitrifikuojančios, sieros bakterijos, geležies bakterijos). Heterotrofai yra saprotrofai (naudojamos atliekos, negyvos gyvūnų ir augalų liekanos) ir simbiontai (naudojamos gyvų organizmų organinės medžiagos). Puvimą ir fermentaciją vykdo saprotrofinės bakterijos. Vienoms bakterijoms metabolizmui atlikti reikalingas deguonis (aerobai), o kitoms jo nereikia (anaerobai).
Mūsų kariuomenė yra nesuskaičiuojama
Bakterijos gyvena visur. Tiesiogine prasme. Kiekviename vandens laše, kiekvienoje baloje, ant akmenų, ore ir dirvoje. Išvardinkime tik keletą grupių:
Optimalios sąlygos
Puvimui reikalingos tam tikros sąlygos, o šių sąlygų atėmimas iš bakterijų yra mūsų maisto gaminimo pagrindas (sterilizavimas, pasterizavimas, konservavimas ir pan.). Intensyviam skilimo procesui būtina:
- Pačių bakterijų buvimas.
- Išorės sąlygos – drėgna aplinka, temperatūra +30-40 °C.
Galimi įvairūs variantai. Tačiau vanduo yra neatskiriama organinių medžiagų hidrolizės savybė. O fermentai veikia tik esant tam tikram temperatūros režimui.
Pagrindiniai amonifikatoriai
Puvimo bakterijos, gyvenančios žemės dirvožemyje, yra labiausiai paplitusi prokariotų grupė. Jie atlieka svarbų vaidmenį azoto cikle ir grąžina į dirvą mineralines medžiagas (mineralizuojasi), kurios taip reikalingos augalams fotosintezės procesams. Bakterijų forma, jų santykis su deguonies buvimu ir maitinimosi būdai yra įvairūs. Pagrindiniai šios grupės atstovai yra sporas formuojančios klostridijos, bacilos ir sporų nesudarančios enterobakterijos.
Organinio skilimo stadijos
Organinių medžiagų skilimo, puvimo bakterijų, etapai cheminiu požiūriu yra gana sudėtingi. Apskritai šis procesas atliekamas taip:
Bacillus subtilis
Labiausiai ištirta bakterija yra Bacillus subtilis, labai efektyvus amonifikatorius. Tik Escherichia coli, mūsų žarnyno simbiontas, buvo geriau ištirta už ją. Bacillus subtilis yra aerobinio skilimo bakterija. Jo paviršiuje yra proteazės fermentų katalizatoriai, kuriuos gamina bakterija ir naudojami gyvybinei energijai gauti. Proteazės pradeda hidrolizės reakcijas su aplinkos baltymais ir ardo jų peptidinius ryšius, išlaisvindamos didelių aminorūgščių grandinių pradžią, o vėliau vis mažesnes. Viskas, ko jai reikia, patenka į kamerą, o tai, ko jai nereikia, atiduodama. Ir lieka nuodingų medžiagų – sieros vandenilio ir amoniako. Būtent dėl šių dujų šieno lazdelių buveinės taip nemaloniai kvepia.
Mūsų kaimynai
Mūsų žarnyne gyvena apie 50 trilijonų įvairių mikroorganizmų, tai yra apie du kilogramus. Ir tai yra 1,5 karto daugiau nei bendras viso žmogaus kūno ląstelių skaičius. O kas čia šeimininkas ir kas simbiontas? Tai, žinoma, pokštas. Tačiau tarp šios kaimynų įvairovės yra ir puvimo bakterijų. Jų nauda ir žala organizmui priklauso nuo jų kiekio ir patogeniškumo. Mūsų burnos ertmėje gyvena iki keturiasdešimties tūkstančių bakterijų. Laktobacilai, kai kurie streptokokai ir sarkina gali atlaikyti rūgštinę mūsų skrandžio aplinką. Kasos sultys su agresyviais virškinimo fermentais (lipazėmis ir amilazėmis) išsiskiria į dvylikapirštę žarną ir daro ją beveik visiškai sterilią.
Plonojoje ir storojoje žarnoje aplinka yra šarminė, čia susitelkia visa mikrofloros masė. Būtent čia bakterijos padeda mums pasisavinti vitaminus (bifidobakterijas), sintetina vitaminus (K ir B) ir slopina patogeninę florą (Escherichia coli), skaido krakmolą ir celiuliozę, baltymus ir riebalus (ammonifikuojančias bakterijas), ir tai dar ne visas sąrašas. naudingų mūsų kaimynų funkcijų. Kiekvienas žmogus su išmatomis išskiria apie 18 milijardų bakterijų, tai yra daugiau nei yra žmonių visoje planetoje. Tačiau tos pačios bakterijos tam tikromis sąlygomis gali sukelti ligą. Štai kodėl daugelis jų laikomi oportunistiniais.
Puvimo bakterijų svarba
Pirmieji gyvi šios planetos organizmai, efektyviausiai užimantys visas Žemės planetoje egzistuojančias ekologines nišas, yra bakterijos. Jie mineralizuoja dirvą, todėl ji tampa derlinga. Grąžinkite neorganines medžiagas į ciklą. Jie šalina visų planetos gyvų organizmų lavonus ir atliekas. Aprūpinkite žmoniją gamtos ištekliais. Jie palengvina mūsų gyvenimą ir padeda įsisavinti maisto komponentus. Šį sąrašą galima tęsti ilgą laiką. Žinoma, neigiama puvimo bakterijų reikšmė taip pat yra didelė. Tačiau gamta žinojo, ką daro, ir mūsų užduotis šioje planetoje yra nepažeisti trapios pusiausvyros, kurią mus supantis pasaulis pasiekė per šiuos beveik keturis milijonus metų.
Metabolizmo procese mikroorganizmai ne tik sintetina sudėtingas savo citoplazmos baltymines medžiagas, bet ir giliai sunaikina substrato baltyminius junginius. Mikroorganizmų vykdomas organinių baltyminių medžiagų mineralizacijos procesas, vykstantis išsiskiriant amoniakui arba susidarant amonio druskoms, mikrobiologijoje vadinamas baltymų puvimu arba amonifikavimu.
Taigi, griežta mikrobiologine prasme puvimas yra organinių baltymų mineralizacija, nors kasdieniame gyvenime „puvimas“ reiškia daugybę skirtingų procesų, kurie turi visiškai atsitiktinių panašumų, įskaitant šioje sąvokoje maisto produktų (mėsos, žuvies, kiaušiniai, vaisiai, daržovės), gyvūnų ir augalų lavonų irimas bei įvairūs procesai, vykstantys mėšle, augalų atliekose ir kt.
Baltymų amonifikacija yra sudėtingas kelių etapų procesas. Jo vidinė esmė slypi aminorūgščių energijos transformacijoje, kurią sukelia mikroorganizmai, naudojant jų anglies skeletą citoplazminių junginių sintezėje. Natūraliomis sąlygomis baltymų turinčių augalinės ir gyvūninės kilmės medžiagų, sužadintų įvairių bakterijų, pelėsių, aktinomicetų, irimas vyksta itin lengvai tiek esant plačiam oro patekimui, tiek visiškos anaerobiozės sąlygomis. Šiuo atžvilgiu baltyminių medžiagų skilimo chemija ir susidarančių skilimo produktų pobūdis gali labai skirtis priklausomai nuo mikroorganizmo tipo, baltymo cheminės prigimties ir proceso sąlygų: aeracijos, drėgmės, temperatūros.
Pavyzdžiui, patekus orui, skilimo procesas vyksta labai intensyviai, iki visiškos baltyminių medžiagų mineralizacijos - susidaro amoniakas ir net iš dalies elementinis azotas, susidaro arba metanas, arba anglies dioksidas, taip pat vandenilio sulfidas ir fosforas. rūgščių druskų. Anaerobinėmis sąlygomis, kaip taisyklė, nevyksta visiška baltymų mineralizacija, o dalis susidarančių (tarpinių) skilimo produktų, kurie dažniausiai turi nemalonų kvapą, sulaikomi substrate, sukeldami liguistą puvimo kvapą.
Žema temperatūra apsaugo nuo baltymų amonifikacijos. Pavyzdžiui, amžinojo įšalo žemės sluoksniuose Tolimojoje Šiaurėje buvo rasta dešimtis tūkstančių metų išgulėjusių, bet nesuirusių mamutų lavonų.
Priklausomai nuo atskirų mikroorganizmų – skilimo sukėlėjų – savybių, vyksta arba negilus baltymo molekulės suirimas, arba gilus jos skilimas (visiška mineralizacija). Tačiau yra ir mikroorganizmų, kurie puvime dalyvauja tik po to, kai dėl kitų mikrobų gyvybinės veiklos substrate atsiranda baltyminių medžiagų hidrolizės produktai. Tiesą sakant, „puvimo“ yra tie mikrobai, kurie skatina gilų baltyminių medžiagų skaidymą, sukeldami visišką jų mineralizaciją.
Mitybos metu mikrobų ląstelė negali tiesiogiai įsisavinti baltyminių medžiagų. Koloidinė baltymų struktūra neleidžia jiems patekti į ląstelę per ląstelės membraną. Tik po hidrolizinio skilimo paprastesni baltymų hidrolizės produktai prasiskverbia į mikrobų ląstelę ir yra panaudojami ląstelinės medžiagos sintezei. Taigi baltymų hidrolizė vyksta už mikrobų kūno ribų. Tuo tikslu mikrobas į substratą išskiria proteolitinius egzofermentus (proteinazes). Šis mitybos būdas sukelia didžiulių baltymų masių skilimą substratuose, o mikrobų ląstelės viduje tik santykinai nedidelė dalis baltymų hidrolizės produktų virsta baltymine forma. Baltyminių medžiagų skilimo procesas šiuo atveju daugiausia vyrauja prieš jų sintezės procesą. Dėl šios priežasties puvimo mikrobų, kaip baltyminių medžiagų skaidymo agentų, bendras biologinis vaidmuo yra milžiniškas.
Sudėtingos baltymo molekulės mineralizacijos mechanizmas puvimo mikrobais gali būti pavaizduotas tokia cheminių virsmų grandine:
I. Didelės baltymo molekulės hidrolizė į albumozes, peptonus, polipeptidus, dipeptidus.
II. Tęsiama gilesnė baltymų skilimo produktų hidrolizė į aminorūgštis.
III. Aminorūgščių transformacijos veikiant mikrobų fermentams. Įvairių mikrobų fermentiniame komplekse esančių aminorūgščių ir fermentų įvairovė, tam tikros proceso sąlygos lemia ir ypatingą aminorūgščių virsmo produktų cheminę įvairovę.
Taigi aminorūgštys gali būti dekarboksilintos, deaminuojamos tiek oksidaciniu, tiek redukciniu ir hidroliziniu būdu. Energinga karboksilazė sukelia aminorūgščių dekarboksilinimą, kad susidarytų lakieji aminai arba diaminai, kurie turi pykinantį kvapą. Iš aminorūgšties lizino susidaro kadaverinas, iš aminorūgšties ornitinas – putrescinas:
Kadaverinas ir putrescinas vadinami „kadaveriniais nuodais“ arba ptomainais (iš graikų kalbos ptoma – lavonas, ėdė). Anksčiau buvo manoma, kad ptomainai, atsirandantys skaidant baltymus, sukelia apsinuodijimą maistu. Tačiau dabar išsiaiškinta, kad nuodingi ne patys ptomainai, o juos lydintys dariniai – neurinas, muskarinas, taip pat kai kurios nežinomos cheminės prigimties medžiagos.
Deamininimo metu iš aminorūgščių pašalinama amino grupė (NH2), iš kurios susidaro amoniakas. Substrato reakcija tampa šarminė. Oksidacinio deamininimo metu, be amoniako, susidaro ir ketoninės rūgštys:
Redukcinio deamininimo metu susidaro sočiųjų riebalų rūgščių:
Hidrolizinis deamininimas ir dekarboksilinimas sukelia alkoholių susidarymą:
Be to, gali susidaryti angliavandeniliai (pavyzdžiui, metanas), nesočiosios riebalų rūgštys ir vandenilis.
Aromatinės aminorūgštys anaerobinėmis sąlygomis gamina nemalonaus kvapo skilimo produktus: fenolį, indolą, skatolį. Indolas ir skatolis dažniausiai susidaro iš triptofano. Iš aminorūgščių, kuriose yra sieros, aerobinėmis skilimo sąlygomis susidaro vandenilio sulfidas arba merkaptanai, kurie taip pat turi nemalonų supuvusių kiaušinių kvapą. Kompleksiniai baltymai – nukleoproteinai – skyla į nukleino rūgštis ir baltymus, kurie savo ruožtu suskyla. Nukleino rūgštys, suskaidytos, išskiria fosforo rūgštį, ribozę, dezoksiribozę ir azoto organines bazes. Kiekvienu konkrečiu atveju gali įvykti tik dalis nurodytų cheminių virsmų, o ne visas ciklas.
Amoniako, aminų ir kitų aminorūgščių skilimo produktų atsiradimas baltymų turinčiuose maisto produktuose (pavyzdžiui, mėsoje ar žuvyje) yra mikrobų gedimo rodiklis.
Gamtoje labai paplitę mikroorganizmai, skatinantys baltyminių medžiagų amonifikaciją. Jie randami visur: dirvožemyje, vandenyje, ore - ir yra labai įvairiomis formomis - aerobinėmis ir anaerobinėmis, fakultatyvinėmis anaerobinėmis, sporas formuojančiomis ir nesudarančiomis.
Aerobiniai puvimo mikroorganizmai
Bacillus subtilis (35 pav.) – gamtoje plačiai paplitusi aerobinė bacila, dažniausiai išskirta iš šieno, labai judri lazdelė (3-5 x 0,6 µm) su peritrichiniu virvute. Jei kultivuojama skystoje terpėje (pavyzdžiui, šieno nuovire), bacilų ląstelės šiek tiek padidėja ir susijungia ilgomis grandinėmis, suformuodamos susiraukšlėjusią ir sausą sidabriškai balkšvą plėvelę skysčio paviršiuje. Vystant ant kietos terpės, kurioje yra angliavandenių, susidaro smulkiai raukšlėta, sausa arba granuliuota kolonija, susiliejanti su substratu. Ant bulvių griežinėlių Bacillus subtilis kolonijos visada būna šiek tiek susiraukšlėjusios, bespalvės arba šiek tiek rausvos, primenančios aksominę dangą.
Bacillus subtilis vystosi labai plačiame temperatūrų diapazone, būdamas praktiškai kosmopolitiškas. Tačiau apskritai manoma, kad geriausia jo vystymuisi temperatūra yra 37-50 °C. Bacillus subtilis sporos yra ovalios, išsidėsčiusios ekscentriškai, be griežtos lokalizacijos (bet vis tiek daugeliu atvejų arčiau ląstelės centro). Sporų daigumas yra pusiaujo. Gramteigiamas, skaido angliavandenius, sudarydamas acetoną ir acetaldehidą, turi labai aukštą proteolitinį gebėjimą. Bacillus subtilis sporos yra labai atsparios karščiui – dažnai konservuojamos konservuose, sterilizuojamos 120°C temperatūroje.
Bulvių bacila (Bac. mesentericus) (36 pav.) gamtoje paplitusi ne mažiau nei šienas. Paprastai bulvių lazdelės randamos ant bulvių, čia patenka iš dirvožemio.
Morfologiškai bulvių bacila labai panaši į subtiliąją: jos ląstelės (3-10 x 0,5-0,6 µm) turi peritricho virvelę; Yra ir pavieniai, ir sujungti į grandinę. Bulvių bacilų sporos, kaip ir šieno bacilos, yra ovalios, kartais pailgos, didelės; jie yra bet kurioje ląstelės dalyje (bet dažniau centre). Kai susidaro sporos, ląstelė neišsipučia, sporos dygsta pusiauju.
Auginant ant bulvių griežinėlių, bulvių lazdelė suformuoja gausų gelsvai rudą, susilanksčiusią, drėgną blizgančią dangą, primenančią mezenteriją – taip mikrobas ir gavo savo pavadinimą. Baltyminėje agaro terpėje jis sudaro plonas, sausas ir raukšlėtas kolonijas, kurios neauga kartu su substratu.
Anot Gramo, bulvių lazdelė nusidažo teigiamai. Optimali vystymosi temperatūra, kaip ir Bacillus subtilis, yra 35–45 °C. Kai baltymai skyla, susidaro daug vandenilio sulfido. Bulvių bacilų sporos yra labai atsparios karščiui ir, kaip ir Bacillus subtilis sporos, gali atlaikyti ilgalaikį virimą, dažnai konservuotose maisto produktuose.
Bac. Cereus. Tai strypai (3-5 x 1-1,5 mikronų) tiesiais galais, pavieniai arba sujungti įmantriomis grandinėmis. Taip pat yra variantų su trumpesnėmis ląstelėmis. Ląstelių citoplazma yra pastebimai granuliuota arba vakuolizuota, o ląstelių galuose dažnai susidaro blizgūs riebalai primenantys grūdeliai. Bacilų ląstelės yra judrios, su peritrichiniu laidu. Ginčijasi su tavimi. cereus formuojasi ovalios arba elipsoidinės formos, dažniausiai išsidėsčiusios centre ir augančios poliariškai. Vystantis ant MPA (mėsos peptono agaro), bacila sudaro dideles kompaktiškas kolonijas su sulankstytu centru ir rizoidiniais banguotais kraštais. Kartais kolonijos yra mažos, gumbuotos, su kutais kraštais ir žiuželinėmis ataugomis, su būdingais grūdeliais, kurie laužo šviesą. Bac. cereus yra aerobas. Tačiau kai kuriais atvejais jis išsivysto ir tada, kai sunku pasiekti deguonį. Ši bacila randama dirvoje, vandenyje ir augalų substratuose. Jis skystina želatiną, peptonizuoja pieną, hidrolizuoja krakmolą. Optimali temperatūra Bac vystymuisi. cereus 30 °C, maksimali 37-48 °C. Išplėtęs mėsos-peptono sultinyje, susidaro gausus, vienalytis debesis su lengvai skylančiomis minkštomis nuosėdomis ir subtilia plėvele ant paviršiaus.
Tarp kitų aerobinių puvimo mikrobų galime pastebėti molinį lazdelę (Bac. mycoides), Bac. megatherium, taip pat besporinės pigmentinės bakterijos – „nuostabioji lazdelė“ (Bact. prodigiosum), Pseudomonas fluorescens.
Žemės bacila (Bac. mycoides) (37 pav.) yra viena iš labai paplitusių puvimo dirvožemio bacilų, turi gana dideles (5-7 x 0,8-1,2 mikronų) pavienes ląsteles arba ląsteles, sujungtas ilgomis grandinėmis. Kietoje terpėje molinė lazdelė sudaro labai būdingas kolonijas – pūkuotas, šakniastiebines ar grybienines, plintančias terpės paviršiumi, kaip grybų grybiena. Už šį panašumą bacila gavo pavadinimą Bac. mycoides, o tai reiškia „grybo formos“.
Bac. Megaterium yra didelė bacila, todėl ji gavo savo pavadinimą, reiškiantį „didelis gyvūnas“. Jis nuolat randamas dirvožemyje ir puvimo medžiagų paviršiuje. Jaunos ląstelės dažniausiai būna storos – iki 2 mikronų skersmens, 3,5–7 mikronų ilgio. Ląstelių turinys yra stambiagrūdis su daugybe didelių į riebalus panašių arba į glikogeną panašių medžiagų intarpų. Dažnai inkliuzai užpildo beveik visą ląstelę, suteikdami jai labai būdingą struktūrą, pagal kurią ši rūšis lengvai atpažįstama. Kolonijos ant agaro terpės yra lygios, beveik baltos ir riebiai blizgios. Kolonijos kraštai smarkiai nupjauti, kartais banguoti kutais.
Pigmentinė bakterija Pseudomonas fluorescens yra maža (1-2 x 0,6 µm), gramneigiama, sporų nelaikanti lazdelė, judri, su lopotrichine virvele. Bakterija gamina žalsvai geltoną fluorescencinį pigmentą, kuris, prasiskverbęs į substratą, nuspalvina jį geltonai žaliai.
Pigmentinė bakterija Bacterium prodigiosum (38 pav.) plačiai žinoma kaip „nuostabioji lazdelė“ arba „nuostabioji kraujo lazdelė“. Labai mažas, gramneigiamas, be sporų, judrus strypas su peritrichine virvele. Vystantis ant agaro ir želatinos terpės, susidaro tamsiai raudonos spalvos kolonijos su metaliniu blizgesiu, primenančia kraujo lašus.
Tokių kolonijų atsiradimas ant duonos ir bulvių viduramžiais sukėlė prietaringą siaubą tarp religingų žmonių ir buvo siejamas su „eretikų“ ir „velniškojo apsėdimo“ intrigomis. Dėl šios nekenksmingos bakterijos Šventoji Inkvizicija ant laužo sudegino daugiau nei tūkstantį visiškai nekaltų žmonių.
Fakultatyvinės anaerobinės bakterijos
Proteus lazda, arba proteus vulgaris (Proteus vulgaris) (39 pav.). Šis mikrobas yra vienas tipiškiausių puvimo baltyminių medžiagų sukėlėjų. Jis dažnai randamas ant savaime supuvusios mėsos, gyvūnų ir žmonių žarnyne, vandenyje, dirvožemyje ir kt. Šios bakterijos ląstelės yra labai polimorfiškos. Vienadienėse kultūrose mėsos-peptono sultinyje jos yra mažos (1–3 x 0,5 µm), su daugybe peritrichinių žvynelių. Tada pradeda atsirasti vingiuotų siūlinių ląstelių, kurių ilgis siekia 10–20 mikronų ar daugiau. Dėl tokios ląstelių morfologinės struktūros įvairovės bakterija buvo pavadinta jūrų dievo Protėjaus vardu, kuriam senovės graikų mitologija priskyrė gebėjimą keisti savo įvaizdį ir savo nuožiūra transformuotis į įvairius gyvūnus ir pabaisas.
Tiek mažos, tiek didelės Proteus ląstelės turi stiprų judėjimą. Tai suteikia bakterijų kolonijoms ant kietos terpės būdingą „spiečius“ požymį. „Spietimo“ procesas susideda iš to, kad atskiros ląstelės išeina iš kolonijos, slysta substrato paviršiumi ir sustoja tam tikru atstumu nuo jo, dauginasi, sukeldamos naują augimą. Rezultatas yra mažų balkšvų kolonijų masė, vos matoma plika akimi. Naujos ląstelės vėl atsiskiria nuo šių kolonijų ir sudaro naujus dauginimosi centrus ir pan., terpės dalyje, kurioje nėra mikrobinių apnašų.
Proteus vulgaris yra gramneigiamas mikrobas. Optimali temperatūra jo vystymuisi yra 25-37°C. Esant maždaug 5 °C temperatūrai, nustoja augti. Proteus proteolitinis gebėjimas yra labai didelis: jis skaido baltymus, susidarant indolui ir vandenilio sulfidui, todėl smarkiai pasikeičia aplinkos rūgštingumas – aplinka tampa labai šarminga. Kurdamas angliavandenių terpėje, Proteus gamina daug dujų (CO2 ir H2).
Vidutinio oro patekimo sąlygomis, vystantis peptono terpėje, E. coli (Escherichia coli) turi tam tikrą proteolitinį gebėjimą. Tam būdingas indolo susidarymas. Tačiau E. coli nėra tipiškas puvimo mikroorganizmas ir angliavandenių terpėje anaerobinėmis sąlygomis sukelia netipišką pieno rūgšties fermentaciją, susidarant pieno rūgščiai ir daugeliui šalutinių produktų.
Anaerobiniai puvimo mikroorganizmai
Clostridium putrificum (40 pav.) – energingas anaerobinio baltyminių medžiagų skilimo sukėlėjas, atliekantis šį skaidymą gausiai išskirdamas dujas – amoniaką ir sieros vandenilį. Cl. putrificum gana dažnai randama dirvožemyje, vandenyje, burnos ertmėje, gyvūnų žarnyne ir ant įvairių pūvančių maisto produktų. Kartais jo galima rasti konservuose. Cl. putrificum - mobilūs strypai su peritrichiniu virveliu, pailgi ir ploni (7-9 x 0,4-0,7 µm). Taip pat yra ilgesnių ląstelių, sujungtų grandinėmis ir pavieniai. Optimali temperatūra klostridijų vystymuisi yra 37 °C. Vystantis mėsos-peptono agaro gelmėse, susidaro dribsnių, birių kolonijų. Sporos yra sferinės ir išsidėsčiusios galinėje dalyje. Kai atsiranda sporuliacija, ląstelė labai išsipučia sporos vietoje. Sporas turinčios ląstelės Cl. putrificum primena botulizmo bacilos sporas turinčias ląsteles.
Cl atsparumas karščiui. putrificum yra gana aukštas. Jei gaminant konservus nesunaikinamos sporos, sandėliuojant gatavą produkciją, jos gali išsivystyti ir sukelti konservų gedimą (mikrobiologinį bombardavimą). Cl sacharolitinės savybės. putrificum neturi.
Clostridium sporogenes (41 pav.) - pagal morfologines savybes gana stambus strypas suapvalintais galais, lengvai formuojantis grandines. Mikrobas yra labai judrus dėl savo peritrichinių žvynelių. Clostridium sporogenes pavadinimas, kurį suteikė I. I. Mechnikovas (1908), apibūdina šio mikrobo gebėjimą greitai formuoti sporas. Po 24 valandų pro mikroskopą galima pamatyti daugybę lazdelių ir laisvai gulinčių sporų. Po 72 valandų sporuliacijos procesas baigiasi ir vegetatyvinių formų nelieka. Mikrobas sudaro ovalias sporas, esančias centre arba arčiau vieno iš lazdelės galų (subterminalas). Nesudaro kapsulių. Optimalus vystymasis yra 37 °C.
Cl. sporogenai – anaerobiniai. Jis neturi toksiškų ar patogeninių savybių. Anaerobinėmis sąlygomis ant agaro terpės susidaro paviršutiniškos, mažos, netaisyklingos formos kolonijos, kurios iš pradžių būna skaidrios, o vėliau virsta nepermatomomis gelsvai baltomis kolonijomis su kutais kraštais. Agaro gilumoje kolonijos yra „apšvintos“, apvalios, tankiu centru. Anaerobinėmis sąlygomis mikrobas sukelia greitą mėsos-peptono sultinio drumstumą, dujų susidarymą ir nemalonaus puvimo kvapo atsiradimą. Fermentiniame Clostridium sporogenes komplekse yra labai aktyvių proteolitinių fermentų, kurie iki paskutinės stadijos gali skaidyti baltymus. Veikiant Clostridium sporogenes, pienas po 2-3 dienų peptonizuojasi ir laisvai krešėja, želatina suskystėja. Ant terpės, kurioje yra kepenų, kartais susidaro juodas pigmentas su ryškiais baltais tirozino kristalais. Mikrobas sukelia smegenų aplinkos juodėjimą ir virškinimą bei aštrų puvimo kvapą. Audinio gabalai greitai virškinami, atsipalaiduoja ir beveik visiškai ištirpsta per kelias dienas.
Clostridium sporogenes taip pat turi sacharolitinių savybių. Šio mikrobo paplitimas gamtoje, ryškios proteolitinės savybės, didelis sporų atsparumas karščiui apibūdina jį kaip vieną pagrindinių puvimo procesų maisto produktuose sukėlėjų.
Cl. sporogenes yra mėsos konservų ir mėsos bei daržovių gedimo sukėlėjas. Dažniausiai genda konservuoti mėsos troškiniai ir pirmosios vakarienės patiekalai su mėsa ir be mėsos (barščiai, rasolnikas, kopūstų sriuba ir kt.). Nedidelis kiekis sporų, likusių produkte po sterilizavimo, gali sugesti, kai konservai laikomi kambario temperatūroje. Pirmiausia pastebimas mėsos paraudimas, tada pajuodavimas, aštrus puvimo kvapas, dažnai stebimas skardinių bombardavimas.
Puvinant baltymus taip pat dalyvauja įvairūs pelėsiai ir aktinomicetai - Penicillium, Mucor mucedo, Botrytis, Aspergillus, Trichoderma ir kt.
Puvimo proceso prasmė
Bendra biologinė irimo proceso reikšmė yra didžiulė. Puvimo mikroorganizmai yra „žemės tvarka“. Mineralizuojasi didžiulis kiekis baltyminių medžiagų, patenkančių į dirvožemį, skaidant gyvūnų lavonus ir augalų atliekas, jie sukuria biologinį žemės valymą. Gilų baltymų skaidymą sukelia sporiniai aerobai, mažiau giliai – sporiniai anaerobai. Natūraliomis sąlygomis šis procesas vyksta etapais, bendradarbiaujant daugeliui mikroorganizmų tipų.
Tačiau maisto gamyboje puvimas yra žalingas procesas ir daro didelę materialinę žalą. Mėsa, žuvis, daržovės, kiaušiniai, vaisiai ir kiti maisto produktai genda greitai ir vyksta labai intensyviai, jei jie laikomi neapsaugoti mikrobams vystytis palankiomis sąlygomis.
Tik kai kuriais atvejais maisto gamyboje puvimas gali būti naudojamas kaip naudingas procesas – sūdytos silkės ir sūrių nokinimo metu. Puvimas naudojamas rauginimo pramonėje kailių susiuvimui (odos gamybos metu pašalinami plaukai nuo gyvūnų odos). Žinodami irimo procesų priežastis, žmonės išmoko saugoti baltyminės kilmės maisto produktus nuo jų irimo, taikydami pačius įvairiausius konservavimo būdus.
Puvimas yra mikroorganizmų veikiamas baltyminių medžiagų skilimas. Tai mėsos, žuvies, vaisių, daržovių, medienos gedimas, taip pat procesai, vykstantys dirvožemyje, mėšle ir kt.
Siauresne prasme puvimu laikomas baltymų ar baltymų turinčių substratų irimo procesas veikiant mikroorganizmams.
Baltymai yra svarbi gyvojo ir negyvo organinio pasaulio sudedamoji dalis ir yra daugelyje maisto produktų. Baltymai pasižymi didele įvairove ir struktūriniu sudėtingumu.
Gebėjimas sunaikinti baltymines medžiagas būdingas daugeliui mikroorganizmų. Kai kurie mikroorganizmai negiliai skaido baltymus, o kiti gali juos sunaikinti giliau. Puvimo procesai nuolat vyksta natūraliomis sąlygomis ir dažnai vyksta produktuose ir produktuose, kuriuose yra baltyminių medžiagų. Baltymų skilimas prasideda nuo jų hidrolizės, veikiant proteolitiniams fermentams, kuriuos mikrobai išskiria į aplinką. Puvimas atsiranda esant aukštai temperatūrai ir drėgmei.
Aerobinis puvimas. Atsiranda esant atmosferos deguoniui. Galutiniai aerobinio puvimo produktai, be amoniako, yra anglies dioksidas, vandenilio sulfidas ir merkaptanai (kurie turi supuvusių kiaušinių kvapą). Sieros vandenilio sulfidas ir merkaptanai susidaro skaidant sieros turinčias aminorūgštis (cistiną, cisteiną, metioniną). Bacillus taip pat yra tarp puvimo bakterijų, kurios aerobinėmis sąlygomis naikina baltymines medžiagas. mikoidai. Ši bakterija plačiai paplitusi dirvožemyje. Tai mobilus sporas formuojantis strypas.
Anaerobinis puvimas. Atsiranda anaerobinėmis sąlygomis. Galutiniai anaerobinio skilimo produktai yra aminorūgščių dekarboksilinimo (karboksilo grupės pašalinimo) produktai, susidarant nemalonaus kvapo medžiagoms: indolui, akatoliui, fenoliui, krezoliui, diaminams (jų dariniai yra lavoniniai nuodai ir gali sukelti apsinuodijimą) .
Dažniausi ir aktyviausi anaerobinėmis sąlygomis puvimo sukėlėjai yra Bacillus putrificus ir Bacillus sporogenes.
Daugumos puvimo mikroorganizmų optimali vystymosi temperatūra yra 25-35°C. Žema temperatūra nesukelia jų mirties, o tik sustabdo jų vystymąsi. Esant 4-6°C temperatūrai, nuslopsta puvimo mikroorganizmų gyvybinė veikla. Sporinės puvimo bakterijos žūva aukštesnėje nei 60°C temperatūroje, o sporas formuojančios bakterijos gali atlaikyti kaitinimą iki 100°C.
Puvimo mikroorganizmų vaidmuo gamtoje, maisto gedimo procesuose.
Gamtoje puvimas vaidina didelį teigiamą vaidmenį. Tai yra neatsiejama medžiagų ciklo dalis. Puvimo procesai užtikrina, kad dirvožemis būtų praturtintas augalams reikalingomis azoto formomis.
Prieš pusantro šimtmečio didysis prancūzų mikrobiologas L. Pasteuras suprato, kad be irimo ir rūgimo mikroorganizmų, organines medžiagas paverčiančių neorganiniais junginiais, gyvybė Žemėje taps neįmanoma. Dirvožemyje gyvena daugiausia šios grupės rūšių - 1 g derlingos ariamos dirvos jų yra keli milijardai.Dirvožemio florą daugiausia atstovauja puvimo bakterijos. Jie suskaido organines liekanas (negyvus augalų ir gyvūnų kūnus) į medžiagas, kurias suvartoja augalai: anglies dioksidą, vandenį ir mineralines druskas. Šis planetos mastu vykstantis procesas vadinamas organinių liekanų mineralizacija, kuo daugiau bakterijų dirvožemyje, tuo intensyvesnis mineralizacijos procesas, taigi, tuo didesnis dirvožemio derlingumas. Tačiau puvimo mikroorganizmai ir jų sukeliami procesai maisto pramonėje sukelia produktų, ypač gyvūninės kilmės, ir baltyminių medžiagų turinčių medžiagų gedimą. Kad produktai nesugadintų puvimo mikroorganizmų, būtina užtikrinti laikymo režimą, kuris užkirstų kelią šių mikroorganizmų vystymuisi.
Maisto produktams apsaugoti nuo puvimo naudojama sterilizacija, sūdymas, rūkymas, šaldymas ir kt. Tačiau tarp puvimo bakterijų yra sporinių, halofilinių ir psichofilinių formų, formų, kurios sukelia sūdytų ar šaldytų maisto produktų gedimą.
1.2 tema. Aplinkos sąlygų įtaka mikroorganizmams. Mikroorganizmų pasiskirstymas gamtoje.
Veiksniai, darantys įtaką mikroorganizmams (temperatūra, drėgmė, aplinkos koncentracija, radiacija)
Planuoti
1. Temperatūros poveikis: psichofiliniai, mezofiliniai ir termofiliniai mikroorganizmai. Atšaldyto ir užšaldyto maisto laikymo mikrobiologiniai principai. Vegetatyvinių ląstelių ir sporų terminis stabilumas: pasterizavimas ir sterilizavimas. Maisto produktų terminio apdorojimo įtaka mikroflorai.
2. Produkto drėgmės ir aplinkos įtaka mikroorganizmams. Santykinės oro drėgmės svarba mikroorganizmų vystymuisi ant sausų produktų.
3. Ištirpusių medžiagų koncentracijos mikroorganizmų buveinėje įtaka. Radiacijos įtaka, UV spindulių naudojimas oro dezinfekcijai.
Temperatūros poveikis: psichofiliniai, mezofiliniai ir termofiliniai mikroorganizmai. Atšaldyto ir užšaldyto maisto laikymo mikrobiologiniai principai. Vegetatyvinių ląstelių ir sporų terminis stabilumas: pasterizavimas ir sterilizavimas. Maisto produktų terminio apdorojimo įtaka mikroflorai.
Temperatūra yra svarbiausias mikroorganizmų vystymosi veiksnys. Kiekvienam mikroorganizmui yra nustatytas minimalus, optimalus ir maksimalus temperatūros režimas augimui. Remiantis šia savybe, mikrobai skirstomi į tris grupes:
§ psichofilai - mikroorganizmai, kurie gerai auga žemoje temperatūroje, kai minimumas -10-0 °C, optimalus 10-15 °C;
§ mezofilai - mikroorganizmai, kurių optimalus augimas stebimas 25-35 °C temperatūroje, minimalus 5-10 °C, didžiausias 50-60 °C temperatūroje;
§ termofilai - mikroorganizmai, kurie gerai auga esant santykinai aukštai temperatūrai, optimaliai auga 50–65 °C temperatūroje, maksimaliai aukštesnėje nei 70 °C temperatūroje.
Dauguma mikroorganizmų yra mezofilai, kuriems optimali temperatūra yra 25-35 °C. Todėl laikant maisto produktus tokioje temperatūroje greitai dauginasi juose esantys mikroorganizmai ir maistas genda. Kai kurie mikrobai, daug susikaupę maisto produktuose, gali sukelti žmonių apsinuodijimą maistu. Patogeniniai mikroorganizmai, t.y. sukeliantys žmonių infekcines ligas, taip pat priskiriami mezofilams.
Žema temperatūra sulėtina mikroorganizmų augimą, bet jų nežudo. Atšaldytuose maisto produktuose mikrobų dauginimasis yra lėtas, bet tęsiasi. Esant žemesnei nei 0 °C temperatūrai, dauguma mikrobų nustoja daugintis, t.y. Užšaldžius maistą, mikrobų dauginimasis sustoja, dalis jų pamažu žūva. Nustatyta, kad esant žemesnei nei 0 °C temperatūrai, dauguma mikroorganizmų patenka į anabiozę panašią būseną, išsaugo gyvybingumą ir toliau vystosi kylant temperatūrai. Į šią mikroorganizmų savybę reikia atsižvelgti laikant ir toliau kulinariškai apdorojant maisto produktus. Pavyzdžiui, šaldytoje mėsoje salmonelės gali išsilaikyti ilgą laiką, o atšildžius mėsą, esant palankioms sąlygoms, greitai susikaupia iki pavojingo žmogui kiekio.
Veikiant aukštai temperatūrai, viršijančiai maksimalų mikroorganizmų ištvermę, jie žūva. Bakterijos, kurios neturi galimybės susidaryti sporų, žūva, kai drėgnoje aplinkoje pakaitintos iki 60-70 °C per 15-30 minučių, iki 80-100 °C – per kelias sekundes ar minutes. Bakterijų sporos turi daug didesnį atsparumą karščiui. 100 °C temperatūroje jos gali atlaikyti 1-6 valandas, 120-130 °C temperatūroje bakterijų sporos drėgnoje aplinkoje žūva po 20-30 minučių. Pelėsių sporos yra mažiau atsparios karščiui.
Maisto produktų terminis kulinarinis apdorojimas viešajame maitinime, produktų pasterizavimas ir sterilizavimas maisto pramonėje lemia dalinį arba visišką (sterilizacijos) mikroorganizmų vegetatyvinių ląstelių žūtį.
Pasterizacijos metu maisto produktas yra veikiamas minimalaus temperatūros poveikio. Priklausomai nuo temperatūros režimo, išskiriama žema ir aukšta pasterizacija.
Žema pasterizacija atliekama ne aukštesnėje kaip 65-80 °C temperatūroje, mažiausiai 20 minučių, kad būtų geriau garantuotas gaminio saugumas.
Didelė pasterizacija – trumpalaikis (ne ilgiau kaip 1 minutę) pasterizuoto produkto veikimas aukštesnėje nei 90 °C temperatūroje, dėl kurio miršta patogeninė nesporinė mikroflora ir tuo pačiu metu neįvyksta reikšmingų pokyčių. natūraliomis pasterizuotų produktų savybėmis. Pasterizuoti maisto produktai negali būti laikomi be šaldytuvo.
Sterilizacija apima produkto išlaisvinimą nuo visų formų mikroorganizmų, įskaitant sporas. Konservuotų maisto produktų sterilizavimas atliekamas specialiuose prietaisuose - autoklavuose (garų slėgyje) 110-125 ° C temperatūroje 20-60 minučių. Sterilizacija suteikia galimybę ilgai laikyti konservus. Pienas sterilizuojamas naudojant ultraaukštos temperatūros apdorojimą (aukštesnėje nei 130 °C temperatūroje) kelias sekundes, o tai leidžia išsaugoti visas naudingas pieno savybes.
Puvimas – tai procesas, kai mikroorganizmai giliai skaido baltymines medžiagas. Mikroorganizmai baltymų skilimo produktus naudoja ląstelių medžiagų sintezei ir kaip energetinę medžiagą.
Puvimas yra sudėtingas, daugiapakopis biocheminis procesas, kurio pobūdis ir galutinis rezultatas priklauso nuo baltymų sudėties, proceso sąlygų ir jį sukeliančių mikroorganizmų rūšių.
Baltyminės medžiagos negali patekti tiesiai į mikroorganizmų ląsteles, todėl baltymus gali naudoti tik mikroorganizmai, turintys fermentų – egzoproteazių.
Paprastų baltymų skilimo procesas prasideda nuo jų hidrolizės. Pagrindiniai hidrolizės produktai yra peptidai. Jie patenka į ląstelę ir tarpląstelinių proteazių hidrolizuojasi iki aminorūgščių.
Nukleoproteinai, veikiami puvimo mikrobų, suskaidomi į baltymų kompleksus ir nukleino rūgštis. Tada baltymai suskaidomi į aminorūgštis, o nukleino rūgštys – į fosforo rūgštį, angliavandenius ir azoto turinčių bazių mišinį.
Mikroorganizmai aminorūgštis naudoja ląstelių sintezei arba gali būti toliau keičiami, pavyzdžiui, deaminuojant. Skiriamas deamininimas: hidrolizinis, oksidacinis ir redukcinis.
Hidrolitinį deaminavimą lydi hidroksi rūgščių ir amoniako susidarymas. Jei vyksta aminorūgšties dekarboksilinimas, susidaro alkoholis, amoniakas ir anglies dioksidas.
Oksidacinis deaminavimas gamina keto rūgštis ir amoniaką.
Redukuojant deaminaciją susidaro karboksirūgštys ir amoniakas.
Tarp aminorūgščių skilimo produktų, priklausomai nuo jų radikalų struktūros, randama įvairių organinių rūgščių ir alkoholių. Riebalų aminorūgščių irimo metu gali kauptis skruzdžių, acto, propiono, sviesto ir kitos rūgštys; propilo, butilo, amilo ir kiti alkoholiai. Aromatinių aminorūgščių skilimo metu tarpiniai produktai yra būdingi puvimo produktai: fenolis, krezolis, skatolis, indolas - labai nemalonaus kvapo medžiagos. Skaidant aminorūgštis, kuriose yra sieros, susidaro vandenilio sulfidas arba jo dariniai – merkaptanai. Merkaptanai turi supuvusių kiaušinių kvapą, kuris pastebimas net esant nereikšmingoms koncentracijoms.
Diamino rūgštys, susidarančios baltymų hidrolizės metu, gali būti dekarboksilintos nepašalinant amoniako, todėl susidaro diaminai ir CO2.
Kadaverinas, putrescinas ir kiti skilimo metu susidarę aminai dažnai grupuojami pagal bendrinį pavadinimą ptomainai (kadaveriniai nuodai). Kai kurie ptomaino dariniai turi toksiškų savybių.
Veikiant aerobiniams mikroorganizmams, azotiniai ir neazotiniai organiniai junginiai oksiduojasi, todėl gali būti visiškai mineralizuoti. Šiuo atveju galutiniai skilimo produktai yra amoniakas, anglies dioksidas, vanduo, sieros ir fosforo rūgščių druskos. Anaerobinėmis sąlygomis tarpinių aminorūgščių skilimo produktų visiška oksidacija nevyksta. Šiuo atžvilgiu, be NH3 ir CO2, kaupiasi įvairūs aukščiau paminėti organiniai junginiai, tarp kurių gali būti toksiškų savybių turinčios medžiagos ir medžiagos, kurios puvimo medžiagai suteikia bjaurų kvapą.
Aktyviausi puvimo procesų sukėlėjai yra bakterijos. Tarp jų yra sporų formavimo ir sporų nesudarančių, aerobinių ir anaerobinių. Mezofilai, atsparūs šalčiui ir karščiui, dauguma jautrūs aplinkos rūgštingumui ir dideliam valgomosios druskos kiekiui joje. Dažniausios puvimo bakterijos yra šios.
Bulvių ir šieno bacilos yra aerobinės, judrios, gramteigiamos, sporas formuojančios bakterijos. Jų sporos yra atsparios karščiui. Temperatūros optimalumas yra 30-450C, maksimalus augimas t0 55-600C, t0 žemiau 50 nesidaugina.
Pseudomonas genties bakterijos yra aerobinės, judrios lazdelės su poliariniu laidu, be sporų, gramneigiamos. Kai kurios rūšys sintetina pigmentus, jos vadinamos fluorescencinėmis pseudomonomis. Yra šalčiui atsparios augimo temperatūros nuo -20 iki -50 C. Jie sugeba oksiduoti angliavandenius, susidarant rūgštims ir išskirti gleives. Vystymasis ir biocheminis aktyvumas slopinamas, kai pH yra mažesnis nei 5,5 ir 5-6 % NaCI koncentracijos terpėje. Pseudomonas yra plačiai paplitę gamtoje ir yra daugelio bakterijų ir siūlinių grybų antagonistai.
Proteus vulgaris – mažos, gramneigiamos, sporų nelaikančios lazdelės su ryškiomis puvimo savybėmis, fakultatyvūs anaerobai. Fermentuoja angliavandenius, kad susidarytų dujos ir rūgštys. Priklausomai nuo gyvenimo sąlygų, šios bakterijos gali pastebimai keisti formą ir dydį. Jis gerai vystosi esant t0 250 C ir 370 C, nustoja daugintis esant t0 apie 5-100 C, bet gali būti konservuojamas ir šaldytuose maisto produktuose.
Jo ypatumas yra energetinis mobilumas. Ši savybė yra pagrindas Proteus identifikavimui maisto produktuose ir jo atskyrimui nuo susijusių bakterijų. Kai kurios rūšys gamina medžiagas, kurios yra toksiškos žmonėms.
Clostridium sporogenes yra anaerobinis, judrus, sporingas strypas. Sporos yra atsparios karščiui ir yra ląstelės centre. Ji labai greitai gamina sporas. Fermentuoja angliavandenius, sudarydamas rūgštis ir dujas, turi lipolitinį poveikį. Kai baltymai skyla, gausiai išsiskiria vandenilio sulfidas. Optimalus vystymasis t0 yra 35-400 C, minimalus - apie 50 C.
Puvimo mikroorganizmai daro didelę žalą šalies ūkiui, sugadindami vertingus, baltymų turinčius maisto produktus, tokius kaip žuvis ir žuvies produktai, mėsa ir jos gaminiai, kiaušiniai, pienas. Tačiau tie patys mikroorganizmai atlieka didelį teigiamą vaidmenį azoto cikle gamtoje, mineralizuodami baltymines medžiagas, kurios patenka į sugadintą vandenį.
Puvimas yra baltymų skilimo procesas, kurį sukelia mikroorganizmai. Puvimas apima daugybę procesų, kurie labai skiriasi vienas nuo kito. Sudėtingų baltymų molekulių skilimas gali vykti skirtingais keliais, o šio skilimo gylis yra skirtingas.
Baltymų molekulės suskaidymas kai kuriems mikroorganizmams yra būdas paversti ją asimiliuojamąja būsena, o kiti mikroorganizmai baltymus naudoja plastikiniais tikslais ir kaip energetinę medžiagą. Šie mikroorganizmai sukelia gilesnį baltymų skaidymą ir formuoja įvairesnius puvimo produktus. Svarbiausios puvimo bakterijos: Bact. proteus vulgare – fakultatyvinis anaerobas, skaidantis baltymus iki amoniako ir vandenilio sulfido; Tu. subtilis, tu. mikoidai ir tu. mesentericus. Pirmieji du tipai puvimo proceso metu skaidant baltymus sudaro amoniaką, kai nėra vandenilio sulfido; B. mesentericus gamina daug vandenilio sulfido.
Skilimo proceso biochemija
Pradinėse stadijose baltymo molekulės puvimo skilimas, matyt, panašus į tai, kas vyksta rūgštinės ar šarminės hidrolizės metu, t.y. baltymo molekulė, pridėjus vandens, suyra, susidarant albumozei ir peptonams, artimiems polipeptidams, junginiams, susidedantiems iš daugiau. nei dvi aminorūgštys. Šios medžiagos greitai suyra toliau ir hidrolizės būdu iki amino rūgščių, kurios greitai pereina į tolesnes transformacijas – deaminuojasi (pašalina NH2) ir dekarboksilina (pašalina COOH), o iš dalies dar giliau skaidosi. Šio proceso metu susidaręs amoniakas ir anglies dioksidas yra būdingi puvimo baltymų skilimo produktai. Puvimo kvapą daugiausia lemia kiti skilimo procesui būdingi aminorūgščių skilimo produktai (indolas, skatolis, merkaptanai); taip pat susidaro toksinės medžiagos: histaminas, tiraminas. Tačiau apsinuodijimą maistu, pastebėtą valgant sugedusį maistą, sukelia ne šios medžiagos, o tam tikrų rūšių bakterijų gaminami toksinai. Indolas ir skatolis susidaro dėl triptofano skilimo. Merkaptanai, kaip ir vandenilio sulfidas, susidaro skaidant sieros turinčias aminorūgštis, cistiną ir metioniną. Kuriant puvimo baltymų kvapą, kartu su amoniaku, vandenilio sulfidu, merkaptanais, indolu, skatoliu ir fenoliu neabejotinai dalyvauja ir kitos medžiagos, kurios yra tarpiniai skilimo produktai.
Puvimo mikroorganizmai paplitę visur, todėl baltyminę medžiagą laikant neapsaugotą nuo mikroorganizmų ir tokiomis sąlygomis, kurios leidžia jiems daugintis, puvimas įvyksta per trumpiausią įmanomą laiką ir vystosi labai energingai.
Puvimo proceso paskirtis ir reikšmė
Techniniais tikslais kai kuriose pramonės šakose naudojami puvimo procesai – sūrių gamyba, rauginimas, silkių marinavimas. Skilimo procesas gamtoje vaidina svarbų vaidmenį, nes per jį baltyminių medžiagų azotas, esantis gyvūnų ir augalų liekanose, paverčiamas amoniaku, tai yra aukštesniųjų augalų lengvai pasisavinama forma.
Straipsnį parengė ir redagavo: chirurgasVaizdo įrašas:
Sveikas:
Susiję straipsniai:
- Baltymai (baltymai) yra didelės molekulinės masės, azoto turinčios organinės medžiagos, kurios sudaro daugiausiai...
- Šiuolaikinis elitinis sportas pamažu iš veiklos virto preke: keičiasi varžybų dėl...
- Baltymų ir atskirų aminorūgščių trūkumas pašalinamas praturtinus produktus trūkstamomis aminorūgštimis arba baltymų hidrolizatais. Taikyti...
