Контрольна з мікробіології - ультрамікроби

1.docx (1 стор.)
Оригінал




Міністерство освіти Республіки Білорусь

Установа освіти


«МОГИЛЕВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ПРОДОВОЛЬСТВА»


Кафедра технології харчових виробництв


Контрольна робота

з мікробіології

Контрольна робота № 1


Завдання 1

Поняття про ультрамікробах (віруси, фаги).

Завдання 2

Ферменти мікроорганізмів: конститутивні та адаптивні. Екзо-та ендоферменти. Автолиз мікробної клітини.

Завдання 3

Методи термічної обробки: пастеризація і стерилізація.

Завдання 4

Антибіотики: відкриття, механізм дії та використання в практиці зберігання харчових продуктів.

Завдання 5

Гомоферментативних і гетероферментативні молочнокислі бактерії, їх практичне використання.


Завдання 1

Поняття про ультрамікробах (віруси, фаги).


Віруси - це особлива група дрібних організмів більш простий організації, ніж бактерії. У вірусів відсутня ядро ​​і цитоплазма. Віруси - це внутрішньоклітинні паразити, що викликають захворювання як у людей, так і у тварин, рослин.

За формою віруси бувають: кулясті, паличкоподібні, ниткоподібні. Віріон - це вірусна частка, яка складається з РНК або ДНК, білка глобуліну, деякі містять ліпіди і вуглеводи. Нуклеїнова кислота розташована всередині віріону, який зовні покритий білковою оболонкою. Характерна особливість вірусів - утворення кристалів - це нуклеїнова кислота та білок. Віруси є живими організмами: здатні розмножуватися, мінливі, пристосовність до навколишнього середовища, викликають інфекційні процеси. Розвиток і розмноження вірусу можливо тільки в клітинах живого організму, викликаючи інфекційні захворювання.

У природі існують віруси, які вражають бактерії і при цьому викликають розпад (лізис) їх клітин. Ці віруси отримали назву бактеріофагів або фагів, віруси актиноміцетів - актінофагі, віруси грибів - мікофагі, віруси синьо-зелених водоростей - ціанофагі. Деякі фаги здатні ціалізуватися тільки певні види і різновиди бактерій - типові фаги.

Фаги складаються з голівки (або капсида) і відростка.

За формою частинок фаги діляться на: паличкоподібні або ниткоподібні фаги; фаги, що складаються з однієї головки, без відростка; фаги, що складаються з головки, на якій є кілька невеликих виступів; фаги, що складаються з голівки і вельми короткого відростка; фаги, які мають головку і довгий відросток, чохол якого не може скорочуватися; фаги, які мають головку і довгий відросток, чохол якого може скорочуватися.

Головки всіх фагів складаються з нуклеїнової кислоти і оточені білковою оболонкою. Голівка має форму багатогранника, покритого оболонкою білкової

(Капсид). Відросток фага має внутрішній стрижень, за яким нуклеїнова кислота переходить в клітину господаря. Іноді відросток закінчується базальною пластинкою з зубцями і нитками.

Найважливішою особливістю розмноження фага є те, що воно може відбуватися тільки в живих клітинах, що знаходяться в стадії росту. Процес розмноження фага вельми складний і складається з наступних етапів: 1) адсорбція фагової частки на поверхні мікробної клітини; 2) проникнення вмісту головки фагової частки (нуклеїнової кислоти) в мікробну клітину; 3) внутрішньоклітинне розвиток фага, закінчується утворенням нових фагових часток; 4) лізис клітини і вихід з неї нових фагів. Адсорбція фага на клітці - реакція специфічна. У клітинній стінці бактерій є рецептори, до яких можуть прикріпитися фаги. Адсорбуються на рецепторах тільки ті фаги, до яких чутлива клітина.

Фаги, які мають відростки, прикріплюються до мікробної стінки вільним кінцем відростка. Ниткоподібні фаги і фаги, які не мають відростків, адсорбуються не на мікробної стінки, а на ниткоподібних структурах, оточуючих стінку, - фімбріями. У деяких фагів адсорбція може здійснюється лише коли в середовищі є певні речовини - кофактор: амінокислоти (триптофан, тирозин і ін) або солі (кальцієві, магнієві).

На кінці фагового відростка є особливий фермент. Після адсорбції фага під впливом цього ферменту відбувається розчинення стінки мікробної клітини і нуклеїнова кислота перекачується в мікробну клітину.

Оболонка головки, відросток всередину інфікованої фагом клітини не потрапляють. Вони забезпечують збереження фагової частки, що знаходиться поза клітини, і сприяють проникненню нуклеїнової кислоти в клітину при інфекції.

Час з моменту інфікування клітини фагом до лізису клітини називається латентним або прихованим періодом. Тривалість цього періоду залежить від навколишньої температури, складу середовища та інших факторів. Латентний період фагів, специфічних для одних бактерій, 15-40 хв, для інших - 5 год і більше. При низькій температурі латентний період значно збільшується.

Розвиток фагів в культурах промислових мікроорганізмів призводить до локалізації клітини культури і необхідні речовини не встигають утворитися.

Виявилося, що всі фаги володіють антигенними властивостями. При введенні фага в організм тварини в сироватці крові утворюються специфічні антитіла, здатні діяти тільки проти даного фага. Такі сироватки називаються антіфаговимі. Речовини, здатні викликати утворення антитіл, називаються антигенами. Антитіла дуже специфічні і здатні вступати в реакції тільки з тими антигенами, які викликали їх утворення. Вони або пов'язують відповідні антигени, або нейтралізують їх, або осаджують, або розчиняють.


Завдання 2

Ферменти мікроорганізмів: конститутивні та адаптивні. Екзо-та ендоферменти. Автолиз мікробної клітини.


Кожен мікроорганізм володіє комплексом ферментів. Ферменти знаходяться в мітохондрії, Мезосома, цитоплазматичної мембрані та ін

Ферменти, які властиві даному мікроорганізму, що входять до складу клітини, називаються конститутивними. До них відносяться ферменти гліколізу.

Ферменти, які виробляє клітка при додаванні речовини, яка стимулює вироблення цього ферменту, називаються адаптивними. До них відносяться ферменти транспорту і катаболізму лактози - галактозідпермеаза, р-галактозидаза і галактозидацетилтрансфераза, р-лактамаза - фермент, що руйнує пеніцилін. У відсутність субстрату вони знаходяться в бактеріальній клітині в невеликих концентраціях, а за наявності відповідного індуктора їх кількість різко зростає. Освіта ферментів йде, поки в середовищі присутня речовина, стимулююча утворення цього ферменту. При цьому ферменти синтезуються заново у всіх клітках одночасно. Речовинами, стимулюючими вироблення ферментів, є багато поживні речовини, більшість гідролітичних ферментів.

Ферменти, які виділяються в навколишнє середовище і готують їжу до вступу в клітку, називаються екзоферменти. Завдяки цим ферментам відбувається розщеплення складних речовин на більш прості, які здатні проникати в клітку.

Ферменти, приймає участь у процесі обміну речовин усередині клітини називаються Ендоферменти. Ці ферменти не виділяються з клітини в навколишнє середовище. Деякі ферменти, що знаходяться в цитоплазмі, функціонують незалежно один від одного, інші тісно пов'язані між собою, забезпечуючи протікання метаболічних реакцій в певній послідовності. Внутрішньоклітинні

ферменти, об'єднані структурно і функціонально, складають мультиферментного комплексу.

Поділ на екзоферменти і екзоферменти умовне. Один і той же фермент може діяти як Ендоферменти, а у вільному стані як екзоферменти. Здатність проникати через стінку клітини залежить від розміру молекули ферменту і від ступеня проникності цитоплазматичної мембрани.

Активність ферментів і швидкість ферментативних реакцій залежать від умов, в яких знаходиться даний мікроорганізм і перш за все від температури середовища і її рН. Для багатьох патогенних мікроорганізмів оптимальними є температура 37 ° С і рН 7,2-7,4.

Автолиз (від др.-греч. Αὐτός - сам і λύσις - розкладання, розпад) - самораствореніе живих клітин і тканин під дією їх власних гідролітичних ферментів, що руйнують структурні молекули. Відбувається в організмі при деяких фізіологічних процесах, в осередках змертвіння, а також після смерті. Автолиз мікроорганізмів відбувається при старінні мікробної клітини або її пошкодженні.

Автолиз супроводжується багатьма явищами, які пов'язані з розвитком організму і диференціюванням клітин. У рослин автолізом супроводжується диференціація клітин, які функціонують після смерті. Частковий Автоліз відбувається і при дозріванні клітин. Важливими чинниками патогенності слід вважати екзоферменти (лецитиназою, гіалуронідаза, коллагеназа), що сприяють пошкодження клітин. Здатність до утворення екзоферменти багато в чому визначає інвазивність бактерій - можливість проникати через слизові оболонки, сполучнотканинні та інші бар'єри.

При зберіганні продуктів сильно всіяні мікроорганізмами, навіть в умовах, що виключають їх розвиток, спостерігається зниження якості продуктів за рахунок автолізірованних мікробних клітин.


Завдання 3

Методи термічної обробки: пастеризація і стерилізація.


Пастеризація - термічна обробка, що забезпечує гібельжрожжей, цвілевих грибів і вегетативних форм бактерій у продуктах, що містять органічні кислоти, цукор, консерванти та інші речовини, що перешкоджають розвитку споровою мікрофлори. Пастеризація-нагрівання продукту при температурі 63-80 0 С протягом 20-40 хвилин. Пастеризацію можна проводити при температурі і 90-100 0 С, але протягом декількох секунд. Бесспоровие бактерії гинуть при нагріванні у вологому стані до 60-70 0 С протягом 15-30 хвилин, дріжджі і цвіль швидко гинуть при температурі 50-60 0 С. При пастеризації не гинуть термостійкий бактерії і спори багатьох бактерій. У зв'язку з цим пастеризовані продукти необхідно швидко охолодити до температури 10 0 С і зберігає в холоді, щоб недопустити проростання спор і розвиток непогібшіх клітин. Пастеризують молоко, вино, пиво, ікру, фруктові соки.

Як окремий випадок пастеризації можна розглядати гаряче фасування та асептичне консервування.

Гаряче фасування - термічна обробка до і в момент фасування, сприяюча загибелі дріжджів, цвілевих грибів, вегетативних форм бактерій і обмежує розвиток спорових бактерій в продукті і в упаковці за рахунок високої температури фасованого продукту.

Стерилізація - процес повного знищення мікроорганізмів під дією високих температур. Вологе стерилізацію проводять при температурі 112-125 0 С нагрітим парою під тиском протягом 20-60 хвилин в автоклаві. Суха стерилізація проводиться гарячим повітрям при 160-180 0 С 1-2 години в сушильній шафі.

Нагрівання викликає денатурацію білків - загибель мікроорганізмів неминуча. Неможливо відновити властивості білків цитоплазми, ЦПМ, рибосом, активність ферментів. На денатурацію білка впливає вміст у ньому води. Чим

води менше, тим вище температура стерилізації. Тому при стерилізації швидше гинуть молоді форми, так як вони містять більше води, ніж старі, що містять менше води.

Стерилізацію парою виробляють при підвищеному тиску або при нормальному тиску. Стерилізація парою при підвищеному тиску виробляють одноразово. У результаті відбувається знищення вегетативних, спорових форм - відбувається повне обеспложіваніе. Стерилізуючий агент - пара під тиском і висока температура.

Стерилізацію текучою парою виробляють якщо продукт при температурі вище 100 0 С може змінитися. Тому поживні середовища, що містять вуглеводи, аміачні солі, молоко, картопля стерилізують текучою парою. Початком стерилізації вважають закипання води. Стерилізацію проводять 1:00. Кип'ятіння вбиває тільки вегетативні форми, тому використовується триразова або дробова стерилізація. Між стерилізації продуктів витримують при 37 0 С. Це необхідно для того, щоб прискорити проростання спор, а що утворилися вегетативні клітини вбити наступним нагріванням.

Стерилізацією за допомогою випромінювань обробляють різні продукти харчування та напої, мінеральну воду.

Стерилізація фільтруванням проводиться на спеціальних ультрафільтрів, які видаляють мікроорганізми механічно. Ультрафільтри виготовляють зі скла, кераміки, азбесту та інших матеріалів.

Хімічна стерилізація проводиться за допомогою антисептиків. Антисептики знепліднювати живильне середовище.

Біологічна стерилізація заснована на застосуванні антибіотиків. Вона не завжди буває повною і частина мікроорганізмів залишається життєздатними.


Завдання 4

Антибіотики: відкриття, механізм дії та використання в практиці зберігання харчових продуктів.


Антибіотики (від грец. Anti - проти і bios - життя) речовини мікробного походження, що затримують розвиток і викликають загибель різних мікроорганізмів, головним чином бактерій.

Народній медицині давно були відомі способи застосування в якості лікарських засобів мікроорганізмів. проте причина по якій вони володіли такою дією залишалася невідомою. Наприклад, для лікування виразок, кишкових розладів і інших захворювань в народній медицині застосовувався запліснявілий хліб.

У 1871 -1872 рр.. з'явилися роботи російських дослідників В. А. Манассеина і А. Г. Полотебнова, в яких повідомлялося про практичне використання зеленої цвілі для загоєння шкірних виразок у людини. Перші відомості про антагонізм бактерій були оприлюднені основоположником мікробіології Луї Пастером в 1877 р

Російський учений І. І. Мечникова (1894) обгрунтував практичне використання антагонізму між ентеробактеріями, що викликають кишкові розлади, і молочнокислими мікроорганізмами для лікування кишкових захворювань людини.

Російський лікар Е. Гарт (1905) застосував кисломолочні продукти, що містять ацидофильную паличку, для лікування кишкових розладів.

В кінці XIX - початку XX в. були відкриті антагоністичні властивості у спороутворюючих бактерій. Пізніше з культури грунтової спороносной палички Bacillus brevis Р. Дюбо (1939) вдалося виділити антибіотичну речовину, названу тіротріцін (Тироцидин і граміцидин). У 1942 р. радянськими дослідниками Г.Ф. Гаузе і М. Г. Бражникова був виділений із грунту новий штам

Bacillus brevis, що виробляє антибіотик граміцидин С, що відрізняється від граміцидину Дюбо.

У 1939 р. Н. А. Красильников і А. І. Кореняко з культури фіолетового актиномицета Actinomyces violaceus отримали перший антибіотик актиномицетного походження.

А. Флемінг, вивчаючи стрептококів, вирощував їх на живильному середовищі в чашках Петрі. На одній з чашок разом зі стафілококами виросла колонія цвілевих грибів, навколо якої стафілококи не розвивалися. Зацікавившись цим явищем, Флемінг виділив культуру гриба, визначену потім як Penicilliurn notatum. Виділити речовину, переважна зростання стафілококів, вдалося тільки в 1940 р. оксфордській групі дослідників. Отриманий антибіотик був названий пеніциліном.

У 1942р. був вироблений вітчизняний препарат пеніциліну. Термін «антибіотики» запропонував в 1942 р. Ваксман. спочатку це визначення виявилося неточним. Надалі було уточнено, що до антибіотиків слід відносяться тільки такі речовини, які в незначних кількостях виявляють специфічну дію на окремі ланки обміну речовин мікробної клітини.

Першим антибіотиком актиномицетного походження був стрептоміцин, відкритий в 1944 р. Ваксманом з співробітниками. До протитуберкульозних антибіотиків відносяться також відкриті пізніше віоміцін (флоримицин), циклосерин, канаміцин, рифаміцин.

В подальшому були відкриті багато антибіотики, використовувані в медицині - препарати антимікробної дії, що пригнічують ріст грампозитивних і грамнегативних бактерій, рикетсій, великих вірусів.

В даний час число відомих антибіотиків наближається до двох тисяч, однак в клінічній практиці використовується лише близько п'ятдесяти.

Антибіотики характеризуються вибірковістю своєї дії - кожний антибіотик діє на певний набір видів мікроорганізмів.

За характером дії антибіотики поділяють на бактерицидні і бактеріостатичні. Бактерицидна дія: впливом антибіотика настає загибель мікроорганізмів. До таких антибіотиків відносяться пеніциліни, стрептоміцин, неоміцин, канаміцин, ванкоміцин, поліміксин.

Бактеріостатичну дію: загибель мікроорганізмів не наступає, припиняється їх ріст і розмноження. Після видалення антибіотика мікроорганізми знову можуть розвиватися.

Антибіотики знайшли своє застосування у багатьох галузях народного господарства. У харчовій промисловості антибіотики використовують при консервуванні різних харчових продуктів; для консервування свіжозловленої риби, підвищення стійкості м'яса; в ряді галузей бродильної промисловості для боротьби з чужорідними мікроорганізмами.



Для хорошого збереження харчових продуктів необхідно придушити розвиток мікроорганізмів. Для цього використовується консервування, сквашивание, кип'ятіння, заморожування продуктів. Під час цих процесів змінюються властивості продукту, значно знижується його харчова цінність.

У харчовій промисловості застосовуються антибіотики з малою токсичністю і сильним антибактеріальною дією. У результаті продукт зберігається без втрати своєї живильної цінності.

Антибіотики використовують для консервації м'яса, риби, птиці, молока, плодів, овочів та ін Збереження свіжого м'яса, риби і птиці ускладнено через те, що ці продукти - ідеальне середовище для розвитку мікроорганізмів.

Антибіотик згодовують тваринам перед забоєм або вводять його під тиском в сонну артерію відразу ж після забою. Це дозволяє збільшити термін зберігання свіжого м'яса до 2-3 діб і поліпшити його зовнішній вигляд, запах, колір. Ефективним є обприскування розібраних і охолоджених яловичих туш розчином антибіотика. Добавка антибіотика продовжує строк зберігання м'ясного фаршу.

Застосування антибіотиків дозволяє значно подовжити терміни зберігання свіжої риби. Рибу занурюють у розчин антибіотика (концентрація 5-100 мг / л) на 1-5 хв або в охолоджену морську воду (1 - 1,5 ° С), що містить 2 мг / л антибіотика. Збільшуються також терміни зберігання риби при зберіганні її на дробленому льоду, що містить 1-2 мг / л хлортетрациклина.

Такими ж способами продляють термін зберігання птиці. Іноді терміни зберігання можна збільшити в 2-3 рази.

Застосування антибіотиків при зберіганні і транспортуванні молока без охолодження дозволяє подовжити терміни зберігання до чотирьох діб при 30 ° С. Для зберігання молока найчастіше використовують тетрациклінові антибіотики. Але потім ці антибіотики необхідно інактивувати: пеніцилін - пенициллиназой, хлортетрациклин - тризаміщені фосфатом натрію; витримують молоко при цьому протягом декількох часой при 20 ° С.

Застосовують антибіотики і при виготовленні овочевих консервів, у цьому випадку часто використовують антибіотики, отримані з вищих рослин (фітонциди).

При використанні антибіотиків для консервування харчових продуктів необхідно враховувати можливість потрапляння їх в невеликих кількостях в організм людини. Тому звертають особливу увагу на видалення антибіотиків перед остаточним приготуванням харчових продуктів. У харчовій промисловості використовуються антибіотики, не застосовуються в лікувальних цілях.

Фітонциди - це рослинні антибіотики. Фітонциди містяться в цибулі, часнику, моркви, буряку, томатах, капусті, картоплі, горобині й інших овочах і фруктах. В організмі людини фітонциди вбивають шкідливі мікроби в шлунково-кишковому тракті. Фітонцидні властивості картоплі засновані на дії зі

Ланіна, який знаходиться в шкірці і прилягаючої до неї поверхні. Коли картопля починає проростати він стає гірким - збільшилася кількість соланіну. При зберіганні продуктів кількість і активність фітонцидів зменшується.


Завдання 5

Гомоферментативних і гетероферментативні молочнокислі бактерії, їх практичне використання.


Молочнокислі бактерії - група мікроорганізмів, що зброджують вуглеводи з утворенням молочної кислоти.

В залежності від утворюються продуктів при зброджуванні гексоз молочнокислі бактерії діляться на гомоферментативних і гетероферментативні. Гомоферментативних бактерії при бродінні цукрів утворюють в основному молочну кислоту та невелику кількість фумарової, янтарної кислоти, летких кислот, етилового спирту і діоксиду вуглецю. Цей тип молочнокислого бродіння можна редставіть загальним рівнянням:


С 6 Н 12 О 6 = 2СН 3 СНОНСООН


Гетероферментативні - разом з молочною кислотою утворюють велику кількість оцтової кислоти, етилового спирту, вуглекислого газу, ацетоіна і диацетила (неприємний запах), витрачаючи на це половину цукрів.

В залежності від рН, температури та інших факторів кінцеві продукти бродіння можуть змінюватися в одного і того ж виду молочнокислих бактерій. За

цього різко ділити молочнокислі бактерії на гомо-і гетероферментативні не можна.

Найбільш використовуваними в харчовій промисловості гомоферментативних молочнокислими бактеріями є наступні.

Молочний стрептокок (Streptococcus lactis) сприяє згортанню молока при температурі 30-35 0 С за 10-12 годин, з накопиченням до 1% кислоти.

Підвид S. lactis - S. lactis subsp. diacetilactis зброжує солі лимонної кислоти з утворенням ацетоіна і диацетила (ароматичность продуктів).

Вершковий стрептокок (S. cremoris) застосовується в заквасках разом з молочнокислим стрептококом при температурі 25 0 С.

Темофільний стрептокок (S. thermophilus) використовується при приготуванні кислого, ряжанки. Накплівает до 1% кислоти при температурі 40-45 0 С.

Болгарська паличка (Lactobacillus bulgaricus) накопичує в молоці до 2,5-3,5% молочної кислоти при оптимальній температурі 40-45 0 С. Використовується при виготовленні кумису.

Ацидофільна паличка (L. acidophilus) використовується при виготовленні ацидофільних молочнокислих продуктів. При сквашивании молока утворюється до 2,2% кислоти, оптимальна температура 37-40 0 С.

Дельбрюковская паличка (L. delbrueckii) використовується при випічці хліба і у виробництві молочної кислоти. Оптимальна температура 45-50 0 С.

Молочнокисла паличка (L. plantarum) викликає бродіння при квашенні овочів, накопичуючи до 1,3% кислоти при 30 0 С.

Найбільш використовуваними в харчовій промисловості гетероферментативних молочнокислими бактеріями є наступні.

L.brevis - використовується при квашенні капусти, огірків. Зброжує цукру до молочної і оцтової кислоти, етилового спирту і вуглекислого газу.

Leuconostok cremoris - використовується для ароматизації продукту. При зброджуванні лимонної кислоти утворюється діацетіл.

В основному молочнокислі продукти використовуються в молочній промисловості. Але велике значення вони мають при квашенні овочів, в хлібопеченні, при виготовленні деяких видів ковбасних виробів, при дозріванні малосолона риби, виробництві молочної кислоти. Молочнокислі бактерії надають продуктам новий смак, аромат, консистенцію.

Молочну кислоту використовують у кондитерському виробництві, консервній промисловості, при виготовленні безалкогольних напоїв.

Молочнокислі бактерії утворюються (мимовільно) при виготовленні вина, пива призводить до псування даного продукту.

Єдино корисним процесом, який викликають молочнокислі бактерії у вині, є яблучно-молочне бродіння в висококислотних винах. Розкладання інших складових частин молочнокислих бактерій у винах небажано. Абсолютно безпечним для якості вина є процес яблучно-

молочного бродіння, при якому використовується яблучна кислота і не зачіпаються інші компоненти. Ступінь небезпеки молочнокислих бактерій для вина, залежить від властивостей і виду бактерій і характеристики вина. Найбільш бажані для проведення яблучно-молочного бродіння гетероферментативні коки, не зброджують лимонну кислоту і арабинозу, і гомоферментативних бактерії (при зброджуванні глюкози не утворюють летючих кислот). Молочнокислі бактерії можуть викликати небажані процеси: молочнокисле бродіння, маннітного бродіння, розкладання винної кислоти, ожиріння вина.


Список використаної літератури


  1. Вербін Н.М., Каптерева Ю.В. Мікробіологія харчових виробництв. - М.: Агропромиздат, 1988. - 256с.

  2. Жвірблянская А.Ю., Бакушінська О.А. Мікробіологія в харчовій промисловості. - М.: «Харчова промисловість», 1975. - 501с.

  3. Мудрецова-Вісс К.А. Мікробіологія: Підручник для товарознавець. і технол. фак. торг. Вузів. - 5-е изд., Перераб. - М.: Економіка, 1985. -256с.



Навчальний матеріал
© uadoc.zavantag.com
При копіюванні вкажіть посилання.
звернутися до адміністрації