Гниение микроорганизмы возбудители образующиеся при гниении веществ Условия разложения белковых веществ микроорганизмами

Аккумулируется растениями аккумулируется гнилостными бактериями

Опубликовано 14.01.2011 16:20 | | | Просмотров: 4681

Pressa 2

Микроорганизмы исключительно важны для существования жизни на нашей планете. Благодаря деятельности микрофлоры происходит минерализация органических остатков и непрерывное поступление в атмосферу диоксида углерода, за счет которого осуществляется фотосинтез зеленых растений.

Выветривание горных пород, образование торфа, нефти, каменного угля, селитры, известняков – все эти процессы также протекают при непосредственном участии микроорганизмов. Образование почвы неразрывно связано с эволюцией жизни. Первые живые микроорганизмы положили начало почвообразовательному процессу.

В далекие геологические эпохи Землю окружала атмосфера из плотного слоя газов, препятствующая прохождению солнечных лучей. Первые микробы энергию, необходимую для усвоения углерода, использовали от разложения химических соединений. Микроорганизмы выделяли сильные кислоты, которые разлагали материнскую породу, измельчали ее, создавая новый вид структуры. С течением времени безжизненная выветренная порода обогащалась органическим веществом, происходил процесс почвообразования. В пахотном слое масса бактерий составляет от 3 до 7-8т/га.

В природе все растения находятся в тесном контакте с микрофлорой, населяющей поверхность их корней и размножающейся в прикорневом слое почвы. В результате взаимодействия почвенной микрофлоры и растений наблюдается следующее:

  1. Превращение труднодоступных элементов питания в доступные для питания растений.
  2. Потребление корневых выделений вегетирующих растений, что положительно влияет на процесс корневого питания.
  3. Аккумуляция в микробных клетках питательных веществ, что предохраняет их от вымывания из почвы.
  4. Передвижение питательных веществ по гифам грибов и по цепочкам бактериальных клеток из почвы к корню.
  5. Связывание газообразного азота атмосферы и улучшение за счет него азотного питания растений. различных стимулирующих веществ и накопление их в зоне ризосферы, что имеет большое значение для активирования биохимических процессов в растениях.
  6. Тесный симбиоз с растениями (проникновение в ткани) некоторых микроорганизмов (клубеньковые бактерии, эндо и эктомикоризные грибы).
  7. Выделение различных антибиотических веществ, которые защищают растения от паразитарных форм.

Микрофлора в почве, на которой произрастают растения, распределена неравномерно. Наибольшее число микроорганизмов наблюдается в ризосфере – в слое почвы, непосредственно прилегающем к корням. Микрофлора по количеству и соотношению видов на корнях одного и того же растения непостоянна и меняется в течение вегетационного периода по фазам развития растений, а также зависит от влажности почвы, вносимых удобрений, освещенности растений и т.п.

Взаимоотношения растений с корневой микрофлорой носят чаще характер симбиоза. Микроорганизмы питаются выделениями растений и, размножаясь на корнях, оказывают разностороннее влияние на питание растений, в том числе и на поступление веществ в корни. Так микрофлора, потребляя корневые выделения, облегчает доступ питательных веществ к клеткам корня, усиливая обменные процессы между поверхностью корневой системы и внешней средой.

Питательные вещества в почве находятся в рассеянном состоянии и чаще всего адсорбированы на твердых почвенных частицах, поэтому они не перемещаются свободно с током воды. Если бы не было посредников между почвой и растением в виде почвенных микроорганизмов, то, несмотря на огромную общую длину корневой системы, большая часть веществ, находящихся за пределами ризосферы, не поступала бы в растение. К корням питательные вещества могут передвигаться по гифам грибов и по цепочкам бактериальных клеток. Это явление, несомненно, играет важную роль в обеспечении непрерывного поступления их из почвы, находящейся вне ризосферы. Скопление микроорганизмов на корнях и в ризосфере не приводит к обеднению прикорневого слоя почвы питательными веществами. Наоборот, здесь обычно содержится больше элементов минерального питания, чем за пределами ризосферы. Этот факт отчасти может быть объяснен приведенными выше наблюдениями о способности микроорганизмов передавать вещества на расстояние в направлении наибольшего потребления, однако основное объяснение в том, что в зоне корней интенсивно протекают процессы минерализации веществ.

До сих пор почва вместе с населяющими ее организмами была универсальным биологическим адсорбентом и нейтрализатором самых разнообразных органических соединений, что приводило к разложению большинства попавших в почву отбросов хозяйственной деятельности человека. Отходы и отбросы служили для почвенных микробов источником углерода и других элементов. Так, экспериментально установлено, что виды родов Bacillus и Pseudomoras способны усваивать пестициды как единственный источник углерода, следовательно, разрушать их. В последнее время микроорганизмам все труднее справляться с переработкой массы веществ, поступающих во внешнюю среду. Промышленность и сельское хозяйство выбрасывают в природу колоссальное количество отходов, пестицидов и других веществ. Поэтому основная задача сегодня – не допускать загрязнения окружающей среды и внедрять технологии, которые способствуют повышению урожайности культур и в то же время будут экологически безопасными для окружающей среды и здоровья человека.

Один из элементов такой технологии – это применение микробных инокулятов (микробиопрепаратов), повышающих продуктивность сельскохозяйственных культур. Известно, что вещества, выделяемые почвенной микрофлорой, накапливаясь в почве, поглощаются растениями и оказывают различное влияние на их рост и жизнедеятельность. Витамины, аминокислоты, ауксины и другие вещества активизируют рост и многие биохимические процессы. Антибиотические вещества, поступая из почвы в растения, повышают антимикробные свойства тканей растений, сопротивление к инфекциям, усиливают их иммунобиологические свойства.

Разработка многокомпонентных, многофункциональных микробиопрепаратов для получения биологически полноценной и экологически чистой агропродукции путем оздоровления и улучшения природной среды ведется с 1970 года в г. Иркутске. Разработанные микробиопрепараты – результат многолетних научных исследований (1970-2008гг.) по изучению биологии, систематики микроорганизмов и структуры микробных комплексов разных экосистем Прибайкалья и по прикладным разделам сельскохозяйственной и почвенной микробиологии.

Источник

Гниение, микроорганизмы-возбудители, образующиеся при гниении веществ. Условия разложения белковых веществ микроорганизмами

Гниением называется разложение белковых веществ микро­организмами. Это порча мяса, рыбы, плодов, овощей, древесины, а также процессы, происходящие в почве, навозе и др.

В более узком понимании гниением принято считать процесс разложения белков или субстратов, богатых белком, под влиянием микроорганизмов.

Белки являются важной составной частью жи­вого и отмершего органического мира, содержатся во многих пищевых продуктах. Белки характеризуются большим разнооб­разием и сложностью строения.

Способность разрушать белковые вещества присуща многим микроорганизмам. Одни микроорганизмы вызывают неглубокое расщепление белка, другие могут разрушать его более глубоко. Гнилостные процессы постоянно протекают в природных усло­виях и нередко возникают в продуктах и изделиях, содержащих белковые вещества. Разложение белка начинается с его гидролиза под влиянием протеолитических ферментов, выделяемых микробами в окружающую среду. Гниение протекает при наличии высокой температуры и влажности.

Аэробное гниение. Протекает в присутствии кислорода воздуха. Конечными продуктами аэробного гниения являются, кроме аммиака, диоксид углерода, сероводород и меркаптаны (обладающие запахом тухлых яиц). Сероводород и меркаптаны образуются при разложении серосодержащих аминокислот (цистина, цистеина, метионина). К числу гнилостных бактерий, разрушающих белковые ве­щества в аэробных условиях, относится также бациллус. микоидес. Эта бактерия широко распространена в почве. Она представляет собой подвижную спорообразующую палочку.

Анаэробное гниение. Протекает в анаэробных условиях. Конечными продуктами анаэробного гниения являются продукты декарбоксилирования аминокислот (отнятие карбоксильной группы) с образованием дурно пахнущих веществ: индола, акатола, фенола, крезола, диаминов (их производные являются трупными ядами и могут вызывать отравления).

Наиболее распространенными и активными возбудителями гниения в анаэробных условиях являются бациллус путрификус и бациллус спорогенес.

Оптимальная температура развития для большей части гни­лостных микроорганизмов находится в пределах 25-35°С. Низ­кие температуры не вызывают их гибели, а лишь приостанавли­вают развитие. При температуре 4-6°С жизнедеятельность гни­лостных микроорганизмов подавляется. Бесспоровые гнилостные бактерии погибают при температуре выше 60°С, а спорообразующие бактерии выдерживают нагревание до 100°С.

Роль гнилостных микроорганизмов в природе, в процессах порчи пищевых продуктов.

В природе гниение играет большую положительную роль. Оно является составной частью круговорота веществ. Гнилост­ные процессы обеспечивают обогащение почвы такими формами азота, которые необходимы растениям.

Еще полтора века назад великий французский микробиолог Л. Пастер понял, что без микроорганизмов гниения и брожения, превращающих органику в неорганические соединения, жизнь на Земле стала бы невозможной. Наибольшее количество видов этой группы обитают в почве – в 1 г плодородной пахотной почвы их содержится несколько млрд. Почвенная флора в основном представлена бактериями гниения. Они разлагают органические остатки (отмершие тела растений и животных) до веществ, которые потребляют растения: углекислого газа, воды и минеральных солей. Этот процесс в масштабах планеты называется минерализацией органических остатков, чем больше бактерий в почве, тем интенсивнее идет процесс минерализации, следовательно, тем выше плодородие почвы. Однако гнилостные микроорганизмы и вызываемые ими процессы, в пищевой промышленности вызывают порчу продуктов и в особенности животного происхождения и материалов, содержащих белковые вещества. Для предотвращения порчи продуктов гнилостными микроорганизмами следует обеспечивать такой режим их хра­нения, который исключал бы развитие этих микроорганизмов.

Для предохранения продуктов питания от гниения применяют стерилизацию, засолку, копчение, замораживание и др. Однако среди гнилостных бактерий есть спороносные, галофильные и психрофильные формы, формы, вызывающие порчу засоленных или замороженных продуктов.

Тема 1.2. Влияние условий внешней среды на микроорганизмы. Распространение микроорганизмов в природе.

Факторы, влияющие на микроорганизмы (температура, влажность, концентрация среды, излучения)

План

1. Влияние температуры: психрофильные, мезофильные и термофильные микроорганизмы. Микробиологические основы хранения пищевых продуктов в охлажденном и замороженном виде. Термоустойчивость вегетативных клеток и спор: пастеризация и стерилизация. Влияние тепловой обработки пищевых продуктов на микрофлору.

2. Влияние влажности продукта и окружающей среды на микроорганизмы. Значение относительной влажности воздуха для развития микроорганизмов на сухих продуктах.

3. Влияние концентрации растворенных веществ в среде обитания микроорганизмов. Влияние излучений, использование УФ-лучей для дезинфекции воздуха.

Влияние температуры: психрофильные, мезофильные и термофильные микроорганизмы. Микробиологические основы хранения пищевых продуктов в охлажденном и замороженном виде. Термоустойчивость вегетативных клеток и спор: пастеризация и стерилизация. Влияние тепловой обработки пищевых продуктов на микрофлору.

Температура — важнейший фактор для развития микроорганизмов. Для каждого из микроорганизмов существует минимум, оптимум и максимум температурного режима для роста. По этому свойству микробы подразделяются на три группы:

§ психрофилы — микроорганизмы, хорошо растущие при низких температурах с минимумом при -10-0 °С, оптимумом при 10-15 °С;

§ мезофилы — микроорганизмы, для которых оптимум роста наблюдается при 25-35 °С, минимум — при 5-10 °С, максимум — при 50-60 °С;

§ термофилы — микроорганизмы, хорошо растущие при относительно высоких температурах с оптимумом роста при 50-65 °С, максимумом — при температуре более 70 °С.

Большинство микроорганизмов относится к мезофилам, для развития которых оптимальной является температура 25-35 °С. Поэтому хранение пищевых продуктов при такой температуре приводит к быстрому размножению в них микроорганизмов и порче продуктов. Некоторые микробы при значительном накоплении в продуктах способны привести к пищевым отравлениям человека. Патогенные микроорганизмы, т.е. вызывающие инфекционные заболевания человека, также относятся к мезофилам.

Низкие температуры замедляют рост микроорганизмов, но не убивают их. В охлажденных пищевых продуктах рост микроорганизмов замедленно, но продолжается. При температуре ниже О °С большинство микробов прекращают размножаться, т.е. при замораживании продуктов рост микробов останавливается, некоторые из них постепенно отмирают. Установлено, что при температуре ниже О °С большинство микроорганизмов впадают в состояние, похожее на анабиоз, сохраняют свою жизнеспособность и при повышении температуры продолжают свое развитие. Это свойство микроорганизмов следует учитывать при хранении и дальнейшей кулинарной обработке пищевых продуктов. Например, в замороженном мясе могут длительно сохраняться сальмонеллы, а после размораживания мяса они в благоприятных условиях быстро накапливаются до опасного для человека количества.

При воздействии высокой температуры, превышающей максимум выносливости микроорганизмов, происходит их отмирание. Бактерии, не обладающие способностью образовывать споры, погибают при нагревании во влажной среде до 60-70 °С через 15-30 мин, до 80-100 °С — через несколько секунд или минут. У спор бактерий термоустойчивость значительно выше. Они способны выдерживать 100 °С в течение 1-6 ч, при температуре 120-130 °С споры бактерий во влажной среде погибают через 20-30 мин. Споры плесеней менее термостойки.

Тепловая кулинарная обработка пищевых продуктов в общественном питании, пастеризация и стерилизация продуктов в пищевой промышленности приводят к частичной или полной (стерилизация) гибели вегетативных клеток микроорганизмов.

При пастеризации пищевой продукт подвергается минимальному температурному воздействию. В зависимости от температурного режима различают низкую и высокую пастеризацию.

Низкая пастеризация проводится при температуре, не превышающей 65-80 °С, не менее 20 мин для большей гарантии безопасности продукта.

Высокая пастеризация представляет собой кратковременное (не более 1 мин) воздействие на пастеризуемый продукт температуры выше 90 °С, которая приводит к гибели патогенной неспороносной микрофлоры и в то же время не влечет за собой существенных изменений природных свойств пастеризуемых продуктов. Пастеризованные продукты не могут храниться без холода.

Стерилизация предусматривает освобождение продукта от всех форм микроорганизмов, в том числе и спор. Стерилизация баночных консервов проводится в специальных устройствах — автоклавах (под давлением пара) при температуре 110-125°С в течение 20-60 мин. Стерилизация обеспечивает возможность длительного хранения консервов. Молоко стерилизуется метолом ультравысокотемпературной обработки (при температуре выше 130 °С) в течение нескольких секунд, что позволяет сохранить все полезные свойства молока.

Источник



Гниение

Разложение сложных азотсодержащих органических соединений (преимущественно белков) под действием гнилостных микроорганизмов; т.к. при Г. выделяется преимущественно газообразный аммиак, Г. называется также аммонификацией (См. Аммонификация), а микроорганизмы, участвующие в нём, — аммонификаторами. Г. — сложный многоступенчатый биохимический процесс, направление которого и результат не постоянны и зависят от химической природы субстрата, от доступа кислорода и состава микрофлоры. На разных этапах Г. доминируют специфические группы микробов.

Среди гнилостных микроорганизмов ведущая роль принадлежит бактериям — анаэробам (См. Анаэробы) и факультативным анаэробам, обладающим мощными протеолитическими ферментами, а также аэробным спороносным бактериям рода Bacillus и неспороносным из рода Pseudomonas. В Г. участвуют и плесневые грибы; роль актиномицетов незначительна. Большинство гнилостных бактерий Сапрофиты, некоторые из них способны гидролизовать живую ткань, вызывая заболевания [например возбудители газовой гангрены у животных и человека (см. Гноеродные бактерии) и мягких гнилей (См. Гнили) растений].

Г. играет важную роль в круговороте веществ (См. Круговорот веществ) в природе: в результате жизнедеятельности и гибели животных и растений в почву и водоёмы попадает много белковых продуктов, которые лишь благодаря деятельности гнилостной микрофлоры не накапливаются, а минерализуются и вновь могут быть использованы растениями. С помощью протеолитических ферментов (протеаз и пептидаз) гнилостные бактерии расщепляют Белки на полипептиды и далее на аминокислоты, подвергаемые многими микроорганизмами дезаминированию (См. Дезаминирование) или декарбоксилированию (См. Декарбоксилирование). В результате дезаминирования выделяется газообразный аммиак, образуются насыщенные и ненасыщенные кислоты жирного и ароматического ряда, кето- и оксикислоты; при декарбоксилировании — амины, многие из которых очень ядовиты. Радикалы аминокислот, появляющиеся в результате дезаминирования и декарбоксилирования, подвергаются дальнейшему распаду. Из триптофана образуются Скатол и Индол, из серусодержащих аминокислот метионина и цистеина — сероводород; жирные кислоты могут сбраживаться с выделением метана. При Г. без доступа воздуха преобладают восстановительные процессы и накапливаются многие указанные продукты; при свободном доступе воздуха Г. проходит до конца, и весь углерод органических соединений выделяется в виде CO2.

Г. происходит не только в почве и водоёмах, но и в кишечном тракте животных и человека. Вызывают его анаэробы: Bacillus putrificus, В. perfringens и В. sporogenes. Продукты Г. обезвреживаются печенью и частично выводятся почками. При запорах и непроходимости кишечника возможно отравление из-за избыточного всасывания продуктов Г. Молочнокислые бактерии оказывают угнетающее действие на гнилостную микрофлору кишечника.

Гнилостные бактерии вызывают порчу продуктов питания. Для предохранения их от Г. применяют стерилизацию, засолку, копчение, замораживание и др. Однако среди гнилостных бактерий есть спороносные, галофильные и психрофильные формы, вызывающие порчу засоленных или замороженных продуктов. В некоторых технологических процессах (удаление шерсти со шкур животных, мягчение кож, химическая чистка одежды и др.) употребляются ферментативные препараты, получаемые из культур гнилостных микроорганизмов.

Лит.: Иерусалимский Н. Д., Основы физиологии микробов, М., 1963; Метаболизм бактерий, пер. с англ. М., 1963; Работнова И. Л., Общая микробиология, М., 1966.

Источник

Аккумуляция веществ организмами

АККУМУЛЯЦИЯ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ОРГАНИЗМАМИ — (от лат. accumulatio накопление), постепенное накопление организмами химических веществ в ходе их обитания в загрязненной среде. На каждом следующем трофическом уровне создается многократно более высокая концентрация загрязнителя. См. также… … Экологический словарь

Аккумуляция (значения) — Аккумуляция (лат. accumulatio  накопление): Аккумуляция  процессы накопления рыхлого минерального вещества на поверхности Земли. Аккумуляция равнины, образующиеся вследствие длительного накопления (аккумуляции) толщ рыхлых… … Википедия

Аккумуляция радиоактивных веществ — в биосфере, накопление радиоактивных веществ (РВ) всеми составными частями биосферы живыми (микробы, растения, животные, человек) и неживыми (почва, воды суши и океанов). Особенно энергично А. р. в. происходит в организмах. Некоторые РВ… … Большая советская энциклопедия

круговорот веществ в природе — повторяющийся циклический процесс превращения и перемещения отдельных химических элементов и их соединений. Происходил в течение всей истории развития Земли и продолжается в настоящее время. Всегда имеет место определённое отклонение в составе и… … Географическая энциклопедия

ДДТ — (дихлордифенилтрихлорэтан) один из самых экологически опасных инсектицидов. Отличается высокой устойчивостью и концентрируется из окружающей среды живыми организмами, накапливается в тканях печени, почек и мозга млекопитающих, в том числе и… … Экологический словарь

ДДТ — Дихлордифенилтрихлорэтан один из самых экологически опасных инсектицидов. Отличается высокой устойчивостью и концентрируется из окружающей среды живыми организмами, накапливается в тканях печени, почек и мозга млекопитающих, в том числе и… … Словарь бизнес-терминов

Бытовая радиационная нагрузка — воздействие на человека невысоких доз ионизирующего излучения, не связанного с производством ядерной энергии или специальным использованием радиоактивного излучения. Б.р.н. может быть получена при использовании бытовых приборов (в первую очередь… … Экологический словарь

Р 52.24.756-2011: Критерии оценки опасности токсического загрязнения поверхностных вод суши при чрезвычайных ситуациях (в случаях загрязнения) — Терминология Р 52.24.756 2011: Критерии оценки опасности токсического загрязнения поверхностных вод суши при чрезвычайных ситуациях (в случаях загрязнения): 3.1.1 аварийная ситуация на водном объекте: Ситуация, сложившаяся на водном объекте или… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Биосфера — (от Био. и Сфера) оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой в существенных чертах обусловлены прошлой или современной деятельностью живых организмов. Б. охватывает часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы,… … Большая советская энциклопедия

БИОСФЕРА — (от био. и греч. sphaira шар), оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются совокупной деятельностью живых организмов. Первые представления о Б. как «области жизни» и наружной оболочке Земли восходят к Ламарку. Термин… … Биологический энциклопедический словарь

Источник

Adblock
detector