Gnitne bakterije uzrokuju razgradnju proteinskih supstanci. U aerobnim uslovima dolazi do potpune mineralizacije proteina, sve do ugljen-dioksida, amonijaka, sumporovodika, vode i mineralne soli. U anaerobnim uvjetima akumuliraju se razne organske, smrdljive i toksične tvari.

Aerobne truležne bakterije uključuju i vas. subtilis (bacillus hay), Vas. mesentericus (štapić krompira). Pokretne su, formiraju spore koje su vrlo otporne na toplinu. Optimalna temperatura za razvoj bakterija je 36-50°C. Fakultativni anaerobi uključuju Escherichia coli (E. coli) i Proteus vulgaris, za anaerobe - Clostr. putrificum i Clostr. sporogenes. Posebno velika šteta truležne bakterije inficiraju pekarski kvasac, skraćujući im rok trajanja.

Vi. subtilis, ti. mezenterikus, Vas. megaterijum su takođe bakterije koje stvaraju nitrite (reduciraju nitrate u nitrite). Nitriti u koncentraciji od čak 0,0005% inhibiraju proliferaciju kvasca.

Divlji kvasac

Ovi kvasci predstavljaju značajnu prijetnju proizvodnji alkohola. Oni konzumiraju mnogo šećera i proizvode malo alkohola. U velikim količinama, divlji kvasac negativno utječe na pekarska svojstva kultiviranog kvasca. Mnogi od njih pretvaraju šećer u organske kiseline i oksidiraju alkohol.

MIKROFLORA VODE I ZRAKA

Voda za pripremu sladovine od melase ne smije sadržavati više od 100 bakterija po ml. Destilerije često koriste vodu iz otvorenih rezervoara i bara, koja sadrži značajan broj različitih mikroorganizama: Esch. coli, Esch. freundi (Bact. citrovorus), Klebsiella aerogents, Actobacter cloacae, Vas. subtilis, ti. mesentericus, Pseudomonas nonliguefaciens.

1 ml ribnjačke vode može sadržavati nekoliko stotina bakterija koje stvaraju kiseline.

Najčešći, pouzdan i jeftin način dezinfekcije vode je njeno hlorisanje. U tu svrhu koriste se natrijum hipohlorit, izbeljivač, dvo- i trobazna so kalcijum hipohlorita, hloramin itd.

Za dezinfekciju vode koja se koristi u tehnološke svrhe potrebno je 20-39 mg aktivnog hlora po 1 litri (izlaganje 0,5 sati).

Vazduh za prozračivanje sladovine u generatorima kvasca se pročišćava, inače se uz njega unosi značajan broj mikroorganizama štetnih za alkoholno vrenje i narušavanje kvaliteta pekarskog kvasca. Pročišćavanje zraka je posebno potrebno u fabrikama koje imaju radionice za kvasac (kako bi se izbjegla kontaminacija fermentirajućeg okruženja gljivama sličnim kvascu).

Često se susrećete u vazduhu. mezenterikus, Vas. megaterijum, ti. mycoides, ti. subtilis, bakterije iz roda Pseudomonas, Sarcina lutea, spore plijesni iz roda Penicillium i Aspergillus, gljive nalik kvascu rod Candida i rijetko - bakterije mliječne kiseline.

Duvaljke uzimaju vazduh sa mesta najudaljenijih od zemlje (iznad krova postrojenja). Za uklanjanje grubih čestica iz zraka, uljni (viscinski) filteri se ugrađuju na kanal za usisni zrak. Kada se koriste pumpe za mokri vazduh (RMK, VVN), filteri za završno čišćenje postavljaju se na usisni vazdušni kanal, kada se koriste turbo duvaljke TV-50 - na potisni vod.

PRIRODNO ČISTA KULTURA kvasca

Za inokulaciju sladovine u fermentatorima koristi se kvasac prirodno čiste kulture, koji se od čiste kulture razlikuje po tome što se uzgaja u uslovima ograničenog ulaska stranih mikroorganizama, čiji je razvoj potisnut.

Temperatura rasta stranih mikroorganizama gotovo se ne razlikuje od optimalne temperature za rast kvasca i alkoholne fermentacije, pa se za njih stvaraju bakteriostatski uvjeti smanjenjem aktivne kiselosti sladovine na pH 3,8-4,0 upotrebom sumporne ili mliječne kiseline.

Iako je ovaj pH manje povoljan za rast kvasca od pH 4,7-5,0, on pruža mikrobiološki dovoljno čistu kulturu.

Procesi truljenja sastavni su dio ciklusa tvari na planeti. I to se dešava kontinuirano zahvaljujući sićušnim mikroorganizmima. To su truležne bakterije koje razgrađuju ostatke životinja i gnoje tlo. Naravno, nije sve tako ružičasto, jer mikroorganizmi mogu nepopravljivo pokvariti hranu u hladnjaku ili, još gore, uzrokovati trovanje i crijevnu disbiozu.

Šta je truljenje?

Truljenje je razgradnja proteinskih spojeva koji su dio biljnih i životinjskih organizama. U procesu se formiraju mineralna jedinjenja iz složenih organskih supstanci:

• hidrogen sulfid;
• ugljen-dioksid;
• amonijak;
• metan;
• vode.

Truljenje je uvijek praćeno neprijatan miris. Što je miris intenzivniji, proces raspadanja je išao dalje. Zamislite “aromu” koju emituju ostaci mrtve mačke u krajnjem uglu dvorišta.

Važan faktor za razvoj mikroorganizama u prirodi je i vrsta ishrane. Gnojne bakterije se hrane već gotovim organskim tvarima, zbog čega se nazivaju heterotrofi.

Najpovoljnija temperatura za truljenje kreće se od 25-35°C. Ako se nivo temperature smanji na 4-6°C, tada se aktivnost truležnih bakterija može značajno, ali ne i potpuno, obustaviti. Samo povećanje temperature unutar 100°C može uzrokovati smrt mikroorganizama.

Ali na vrlo niskim temperaturama, truljenje potpuno prestaje. Naučnici su više puta pronalazili u potpuno smrznutom tlu krajnjeg sjevera tijela drevnih ljudi i mamuta, koja su bila izvanredno očuvana uprkos proteklim milenijumima.

Prirodni čistači

U prirodi truležne bakterije igraju ulogu bolničara. Ogromne količine organskog otpada prikupljaju se širom svijeta:

• životinjski ostaci;
• opalo lišće;
• srušena stabla;
• slomljene grane;
• slama.

Šta bi se dogodilo sa stanovnicima Zemlje da nema malih čistača? Planeta bi se jednostavno pretvorila u deponiju, nenastanjivu. Ali truli prokarioti pošteno rade svoj posao u prirodi, pretvarajući mrtve organske tvari u humus. On nije samo bogat korisne supstance, ali i lijepi grudve zemlje, dajući im snagu. Stoga se tlo ne ispere vodom, već se, naprotiv, zadržava u njemu. Biljke dobijaju životvornu vlagu i ishranu rastvorenu u vodi.

Ljudski pomagači

Čovjek je dugo pribjegavao pomoći truležnih bakterija poljoprivreda. Bez njih ne možete uzgajati bogat rod žita, ne možete uzgajati koze i ovce, ne možete dobiti mlijeko.

Ali zanimljivo je da se u tehničkoj proizvodnji koriste i procesi truljenja. Na primjer, kada štavljenje kože, one su namjerno podvrgnute truljenju. Ovako obrađene kože lako se mogu očistiti od vune, štavljene i omekšati.

Ali truležni mikroorganizmi također mogu uzrokovati značajnu štetu na farmi. Mikrobi vole da se hrane ljudskom hranom. To znači da će se prehrambeni proizvodi jednostavno pokvariti. Njihovo jedenje postaje opasno po zdravlje jer može dovesti do teškog trovanja koje će zahtijevati dugotrajno liječenje.

Svoje zalihe hrane možete zaštititi na sljedeći način:

• smrzavanje;
• sušenje;
• pasterizacija.

Ljudsko tijelo je u opasnosti

Proces propadanja, nažalost, utiče na ljudsko tijelo iznutra. Središte lokalizacije truležnih bakterija je crijevo. Tačno tamo nesvarenu hranu razgrađuje i oslobađa toksine. Jetra i bubrezi su pod pritiskom otrovnih tvari koliko god mogu. Ali ponekad se ne mogu nositi s preopterećenjem, a tada počinje poremećaj u radu unutarnjih organa koji zahtijeva hitno liječenje.

Prvi koji dolazi pod oružje je centralni. nervni sistem. Ljudi se često žale na ove vrste bolesti:

• razdražljivost;
• glavobolja;
• stalni umor.

Stalno trovanje organizma toksinima iz crijeva značajno ubrzava starenje. Mnoge bolesti postaju značajno „mlađe“ zbog stalnog oštećenja jetre i bubrega toksičnim supstancama.

Dugi niz decenija lekari su vodili nemilosrdnu borbu protiv truležnih bakterija u crevima koristeći najneobičnije metode lečenja. Na primjer, pacijenti su podvrgnuti operaciji uklanjanja debelog crijeva. Naravno, ovakav zahvat nije dao nikakav učinak, ali su se pojavile brojne komplikacije.

Moderna nauka je došla do zaključka da je moguće obnoviti metabolizam u crijevima uz pomoć bakterija mliječne kiseline. Vjeruje se da se acidofilni bacil najaktivnije bori protiv njih.

Stoga fermentirani mliječni proizvodi moraju pratiti liječenje i prevenciju crijevne disbioze:

• kefir;
• acidofilno mlijeko;
• acidofilno kiselo mlijeko;
• acidofilna pasta.

Lako ih je pripremiti kod kuće od pasteriziranog mlijeka i acidofilnog startera, koji se mogu kupiti u ljekarni. Starter sadrži osušene acidofilne bakterije, upakovane u hermetički zatvorenu posudu.

Farmaceutska industrija nudi svoje proizvode za liječenje crijevne disbioze. IN ljekarni lanci pojavili su se preparati na bazi bifidobakterija. Kompleksno djeluju na cijeli organizam, a ne samo da suzbijaju truležne mikrobe, već i poboljšavaju metabolizam, pospješuju sintezu vitamina i liječe čireve na želucu i crijevima.

Mogu li piti mlijeko?

Naučnici se već dugi niz godina raspravljaju o preporučljivosti konzumiranja mlijeka. Najbolji umovi čovječanstva podijelili su se na protivnike i branioce ovog proizvoda, ali nikada nisu došli do zajedničkog mišljenja.

Ljudsko tijelo je od rođenja programirano da konzumira mlijeko. Ovo je glavni prehrambeni proizvod za djecu prve godine života. Ali s vremenom dolazi do promjena u tijelu i ono gubi sposobnost da probavi mnoge komponente mlijeka.

Ako zaista želite da se razmazite, moraćete da uzmete u obzir da je mleko samostalno jelo. Poznata poslastica od djetinjstva, mlijeko sa slatkom lepinjom ili svježi kruh, nažalost, nije dostupan odraslima. Jednom u kiseloj sredini želuca, mlijeko se trenutno zgrušava, obavija zidove i ne dozvoljava da se ostatak hrane probavi 2 sata. To izaziva truljenje, stvaranje plinova i toksina, a potom i probleme u crijevima i dugotrajno liječenje.

Grupa truležnih bakterija uključuje mikroorganizme koji uzrokuju duboku razgradnju proteina. U tom slučaju nastaje niz tvari koje imaju neugodan miris, okus, a često i toksična svojstva. Putrefaktivne bakterije mogu biti i aerobi i anaerobi, koje nose spore i ne stvaraju spore.

Fakultativno aerobne bakterije truleži bez spora koje se često nalaze u mlijeku uključuju gram-negativne bacile Proteus vulgaris (Proteus), koji mogu aktivno peptonizirati mlijeko uz oslobađanje plina. S razvojem ovih mikroorganizama u mlijeku, njegova kiselost se u početku blago povećava (zbog stvaranja masnih kiselina), a zatim opada kao rezultat akumulacije alkalni proizvodi. Bakterije bez spora, kao što je Proteus vulgaris, mogu ući u mlijeko iz opreme, vode i drugih izvora. Kada se mlijeko pasterizira, Proteus vulgaris se ubija.

Aerobne spore bakterije uključuju i vas. subtilis (štap sena), Vas. mesentericus (štapić krompira), Vas. mycoides, ti. megaterijum itd. Svi su pokretni, pozitivni po Gramu, brzo se razvijaju u mlijeku, aktivno razgrađuju proteine. U ovom slučaju mlijeko se prvo zgrušava bez značajnog povećanja kiselosti, a zatim dolazi do peptonizacije mlijeka sa površine gruša. Kod nekih spornih bacila (na primjer, subtilis), peptonizacija mlijeka počinje bez preliminarne koagulacije kazeina. Od anaerobnih spora truležnih bakterija koje se nalaze u mlijeku ste vi. putrificus i ti. polymyxa.

Vi. putrificus je pokretni štapić koji razgrađuje proteine ​​uz obilnu tvorbu plinova (amonijak, ugljični dioksid, vodonik, sumporovodik), Vas. polymyxa je pokretni štap koji proizvodi plin, kiseline (octenu, mravlju), etil i butil alkohol i druge proizvode u mlijeku.

Visoka osjetljivost smanjenje reakcije okoline karakteristično je za sve truležne bakterije. Ova karakteristika je izuzetno određena ograničene mogućnosti za razvoj ove grupe bakterija tokom proizvodnje fermentisani mlečni proizvodi. Očigledno je da u svim slučajevima kada se proces mliječne kiseline aktivno razvija, vitalna aktivnost truležnih bakterija prestaje. U proizvodnji fermentiranih mliječnih proizvoda razvoj truležnih bakterija moguć je samo u izuzetnim slučajevima (kao rezultat razvoja bakteriofaga, proces mliječne kiseline se potpuno ili značajno zaustavlja, gubi se aktivnost startera itd. ). Spore mnogih truležnih bakterija mogu se nalaziti u pasteriziranom mlijeku. Međutim, oni praktički ne igraju ulogu u proizvodnji i skladištenju ovog proizvoda. To se objašnjava činjenicom da se glavna zaostala mikroflora nakon pasterizacije sastoji od bakterija mliječne kiseline, one također kontaminiraju mlijeko tijekom flaširanja, dakle, u pozadini razvoja (iako slaba, zbog niskih temperatura;

skladištenja) procesa mliječne kiseline, mogućnost razmnožavanja spora mikroorganizama u pasteriziranom mlijeku je zanemarljiva. U proizvodnji i skladištenju steriliziranog mlijeka, spore bakterije igraju važnu ulogu. Čak i manja kršenja režima sterilizacije mogu dovesti do toga da spore dođu u sterilisano mleko i kasnije prouzrokuju njegovo kvarenje tokom skladištenja.

kvasac

Klasifikacija kvasaca zasniva se na razlikama u njihovoj prirodi vegetativno razmnožavanje(podjela, pupanje). sporulaciju, kao i morfološke i fiziološke karakteristike.

Na osnovu svoje sposobnosti da formiraju spore, kvasci se dijele na spore i ne-spore. U fermentisanim mliječnim proizvodima sporotvorni kvasci nalaze se u rodovima Saccharomyces, Zygosacc-haromyces, Fabospora i Debaromyces, a kvasci koji ne stvaraju spore nalaze se u rodovima Torulopsis i Candida. S.A.

Koroljev (1932) je podijelio kvasce koji se nalaze u mliječnim proizvodima prema njihovoj biohemijska svojstva u tri grupe.

Prva grupa- kvasac koji nije sposoban za alkoholno vrenje, iako direktnom oksidacijom troši dio ugljikohidrata; To uključuje vrste Mycoderma i obojene kvasce Tornla koji ne nose spore.

Druga grupa- kvasac koji ne fermentira laktozu, već fermentira druge šećere; mogu se razviti samo u zajedničkoj kulturi s mikroorganizmima koji posjeduju enzim laktazu, koji hidrolizira mliječni šećer u monosaharide; to uključuje određene vrste kvasca iz roda Saccharomyces. Kako su pokazale studije V.I.Kudryavtseva (1954) i A.M. Skorodumova (1969), u fermentisanim mlečnim proizvodima pripremljenim od prirodnih predjela, glavni predstavnici ovog roda su kvasci vrste Sacch. cartilaginosus, fermentirajuća maltoza i galaktoza. Prema V.I. Kudryavtsevu, kvasac ove grupe može pozitivno utjecati na okus i aromu fermentiranih mliječnih proizvoda, ali ako se pretjerano razviju, dolazi do kvara - otekline. Spadaju u tzv. divlji kvasac i ne koriste se u proizvodnji fermentisanih mlečnih proizvoda. Međutim, moguće je da se među kvascima ove grupe mogu naći proizvodno vrijedni usjevi.

Treća grupa je kvasac koji fermentira laktozu. Istraživanje A. M. Skorodumove (1969) pokazalo je da je među kvascima izolovanim iz fermentisanih mlečnih proizvoda (pripremljenih sa prirodnim kvascem) relativno mali broj kvasaca koji samostalno fermentišu laktozu - od 150 sojeva - 32 (21%). Najveći procenat laktoze koja fermentira kvasac izolovan je iz zrna kefira i starter kulture (34,1%). A. M. Skorodumova je identificirala kvasce koji fermentiraju laktozu kao Fabospora fragilis, Saccharomyces lactis i rjeđe Zygosaccharomyces lactis. Neke vrste Candida i Torulopsis takođe imaju sposobnost fermentacije laktoze - Candida pseudotropicalis var. lactosa, Torulopsis kefir, Torylopsis sphaerica, izolovan iz zrna kefira (V.I. Bukanova, 1955).

Studije koje su u Japanu sproveli T. Nakanishi i J. Arai (1968, 1969) takođe su pokazale da su najčešći tipovi kvasca koji fermentira laktozu izolovani iz sirovo mleko, su Saccharomyces lactis, Torulopsis versatilis, Torulopsis sphaerica, Candida pseudotropicalis.

Da bi se utvrdio odnos kvasca i šećera, kulture se paralelno seju u mlečno-peptonsku surutku koja sadrži samo laktozu i u sladovinu koja sadrži maltozu. Nakon držanja na optimalnoj temperaturi, bilježi se prisustvo ili odsustvo plina.

Optimalna temperatura za razvoj kvasca je 25-30°C, što treba uzeti u obzir pri odabiru temperature za dozrijevanje proizvoda u kojima su dio mikroflore. Prema V. II. Bukanova (1955) glavni faktor koji reguliše razvoj različitih vrsta kvasca u kefiru je temperatura. Dakle, povišena temperatura (30-32°C) stimuliše razvoj Torulopsis sphaerica i kvasaca koji ne fermentiraju laktozu. Kvasac koji fermentira laktozu se prilično dobro razvija na 18-20°C, ali podizanje temperature na 25 i 30°C po pravilu podstiče njihovu reprodukciju.

Većina kvasaca preferira kiselu sredinu za svoj razvoj. Shodno tome, uslovi u fermentisanim mlečnim proizvodima su povoljni za njih.

Kvasac je vrlo rasprostranjen u fermentiranim mliječnim proizvodima i može se naći u gotovo svakom prirodno dizanom proizvodu. Međutim, kvasac se razvija mnogo sporije od bakterija mliječne kiseline, pa se u fermentiranim mliječnim proizvodima nalaze u manjem broju nego bakterije mliječne kiseline.

Uloga kvasca u proizvodnji fermentisanih mlečnih proizvoda je izuzetno važna. Kvasci se uglavnom smatraju uzročnicima alkoholne fermentacije. Ali ova funkcija očigledno nije glavna. Kvasac aktivira razvoj bakterija mliječne kiseline i jača hranu (S. Askalonov, 1957). Kvasac koji fermentira laktozu i druge šećere sposoban je proizvoditi antibiotske supstance koje su aktivne protiv bacila tuberkuloze i drugih mikroorganizama (A. M. Skorodumova, 1951, 1954; V. I. Bukanova, 1955).

Intenzivan razvoj kvasca bez kiselog tijesta često dovodi do bubrenja i promjene okusa proizvoda kao što su pavlaka, svježi sir i proizvodi od skute. Prekomjerno razvijanje kvasca sadržanog u kefir starteru, ako se krše tehnološki uvjeti, također može uzrokovati stvaranje plina u kefiru („oči“), pa čak i oticanje.

Uvod

Tokom skladištenja proizvodi su podložni kvarenju zbog ulaska i razvoja mikroorganizama u njima. Vrsni sastav mikroorganizama izolovanih iz proizvoda od mesa, mliječnih i jaja, ribe i drugih je vrlo raznolik (trule bakterije, plijesni, kvasci, aktinomiceti, mikrokoke, mliječne kiseline, bakterije maslačne i octene kiseline i dr.). Jednom u proizvodu i obilno razmnožavajući se u njemu, saprofitni mikroorganizmi mogu uzrokovati razne nedostatke: truljenje, pljesnivost, mršavljenje mesa, gorak okus mlijeka, užegli okus putera itd.

Putrefaktivne bakterije

Putrefaktivne bakterije uzrokuju razgradnju proteina. Ovisno o dubini raspadanja i nastalih krajnjih proizvoda, mogu se pojaviti različiti nedostaci hrane. Ovi mikroorganizmi su široko rasprostranjeni u prirodi. Nalaze se u tlu, vodi, zraku, hrani, te u crijevima ljudi i životinja.

Za truležne mikroorganizme Tu spadaju aerobni bacili koji nose spore i bacili koji ne stvaraju spore, anaerobi koji formiraju spore i fakultativni anaerobni bacili koji ne formiraju spore.

Oni su glavni uzročnici kvarenja mliječnih proizvoda, uzrokujući razgradnju proteina (proteolizu), što može rezultirati različitim defektima u prehrambenim proizvodima, ovisno o dubini razgradnje proteina. Antagonisti truležnih bakterija su bakterije mliječne kiseline, pa do trulog procesa razgradnje proizvoda dolazi tamo gdje ne dolazi do procesa fermentacije.

Proteoliza (proteolitička svojstva) se proučava inokulacijom mikroorganizama u mlijeko, mliječni agar, želatin za ekstrakciju mesa (MPG) i zgrušani krvni serum.

Koagulirani mlečni protein (kazein), pod uticajem proteolitičkih enzima, može da koagulira odvajanjem surutke (peptonizacija) ili da se rastvori (proteoliza).

Na mlečnom agaru formiraju se široke zone čišćenja mleka oko kolonija proteolitičkih mikroorganizama.

U MPG, setva se vrši ubrizgavanjem u kolonu medijuma. Usjevi se uzgajaju 5-7 dana na sobnoj temperaturi. Mikrobi sa proteolitičkim svojstvima ukapljuju želatinu. Mikroorganizmi koji nemaju proteolitičku sposobnost rastu u mjehuru, a da ga ne ukapljuju.

U kulturama na koaguliranom krvnom serumu proteolitički mikroorganizmi također uzrokuju ukapljivanje, a mikrobi koji nemaju ovo svojstvo ne mijenjaju njegovu konzistenciju.

Prilikom proučavanja proteolitičkih svojstava utvrđuje se i sposobnost mikroorganizama da tvore indol, sumporovodik i amonijak, odnosno da razgrađuju proteine ​​u finalne plinovite produkte.

Putrefaktivne bakterije su veoma rasprostranjene. Nalaze se u tlu, vodi, zraku, crijevima ljudi i životinja, te na prehrambenim proizvodima. Ovi mikroorganizmi uključuju aerobne i anaerobne šipke koje stvaraju spore, pigmentne i fakultativne anaerobne nesporene bakterije.

U procesu metabolizma, mikroorganizmi ne samo da sintetiziraju složene proteinske tvari vlastite citoplazme, već i duboko uništavaju proteinske spojeve supstrata. Proces mineralizacije organskih proteinskih supstanci od strane mikroorganizama, koji nastaje oslobađanjem amonijaka ili stvaranjem amonijevih soli, u mikrobiologiji se naziva truljenjem ili amonifikacija proteina.

Dakle, u strogom mikrobiološkom smislu, truljenje je mineralizacija organskog proteina, iako se u svakodnevnom životu „truljenje“ odnosi na niz različitih procesa koji imaju čisto nasumične sličnosti, uključujući u ovom konceptu kvarenje prehrambenih proizvoda (meso, riba, jaja, voće, povrće), te razlaganje životinjskih i biljnih leševa, te različiti procesi koji se odvijaju u stajskom gnoju, biljnom otpadu itd.

Amonifikacija proteina je složen proces u više faza. Njegova unutrašnja suština leži u energetskim transformacijama aminokiselina od strane mikroorganizama koji koriste svoj ugljični skelet u sintezi citoplazmatskih spojeva. U prirodnim uslovima, raspadanje proteina bogatih supstanci biljnog i životinjskog porijekla, pobuđenih raznim bakterijama, plijesnima i aktinomicetama, odvija se izuzetno lako kako pri širokom pristupu zraka tako i u uvjetima potpune anaerobioze. S tim u vezi, hemija razgradnje proteinskih supstanci i priroda nastalih produkata raspadanja mogu uveliko varirati u zavisnosti od vrste mikroorganizma, hemijske prirode proteina i uslova procesa: aeracije, vlažnosti, temperature.

S pristupom zraka, na primjer, proces propadanja teče vrlo intenzivno, sve do potpune mineralizacije proteinskih supstanci - formira se amonijak, pa čak i djelomično elementarni dušik, nastaje metan ili ugljični dioksid, kao i sumporovodik i fosfor. kisele soli. U anaerobnim uslovima, po pravilu, ne dolazi do potpune mineralizacije proteina, a neki od nastalih (intermedijarnih) produkata raspadanja, koji obično imaju neprijatan miris, zadržavaju se u supstratu, dajući mu mučan miris truleži.

Sprečava amonizaciju proteina niske temperature. U slojevima permafrosta zemlje krajnjeg sjevera, na primjer, pronađeni su leševi mamuta koji su ležali desetinama hiljada godina, ali nisu bili podvrgnuti raspadanju.

Ovisno o individualnim svojstvima mikroorganizama - uzročnika propadanja - dolazi do plitkog raspada proteinske molekule ili do njenog dubokog cijepanja (potpuna mineralizacija). Ali postoje i mikroorganizmi koji sudjeluju u propadanju tek nakon što se proizvodi hidrolize proteinskih tvari pojave u supstratu kao rezultat vitalne aktivnosti drugih mikroba. Zapravo, "truleći" su oni mikrobi koji potiču duboku razgradnju proteinskih supstanci, uzrokujući njihovu potpunu mineralizaciju.

Proteinske supstance se ne mogu direktno apsorbovati od strane mikrobne ćelije tokom ishrane. Koloidna struktura proteina sprečava njihov ulazak u ćeliju kroz ćelijsku membranu. Tek nakon hidrolitičkog cijepanja više jednostavni proizvodi Hidroliza proteina prodire u mikrobnu ćeliju i koristi se u sintezi ćelijskih supstanci. Dakle, hidroliza proteina se događa izvan mikrobnog tijela. U tu svrhu, mikrob luči proteolitičke egzoenzime (proteinaze) u supstrat. Ovakav način ishrane izaziva razgradnju ogromnih masa proteinskih supstanci u supstratima, dok se unutar mikrobne ćelije samo relativno mali deo produkata hidrolize proteina pretvara u proteinski oblik. Proces razgradnje proteinskih supstanci u ovom slučaju u velikoj mjeri prevladava nad procesom njihove sinteze. Zbog toga je opća biološka uloga truležnih mikroba kao uzročnika razgradnje proteinskih supstanci ogromna.

Mehanizam mineralizacije kompleksne proteinske molekule od strane truležnih mikroba može se predstaviti sljedećim lancem kemijskih transformacija:

I. Hidroliza velike proteinske molekule u albumoze, peptone, polipeptide, dipeptide.

II. Nastavak dublje hidrolize proizvoda razgradnje proteina do aminokiselina.

III. Transformacije aminokiselina pod dejstvom mikrobnih enzima. Raznolikost aminokiselina i enzima prisutnih u enzimskom kompleksu različitih mikroba, određeni uslovi procesa, određuju i ekstremnu hemijsku raznovrsnost produkata transformacije aminokiselina.

Dakle, aminokiseline mogu biti podvrgnute dekarboksilaciji, deaminaciji, i oksidativnoj i reduktivnoj i hidrolitičkoj. Snažna karboksilaza uzrokuje dekarboksilaciju aminokiselina da nastanu hlapljive amine ili diamine, koji imaju neugodan miris. Od aminokiseline lizina nastaje kadaverin, od aminokiseline ornitin, putrescin:

Kadaverin i putrescin nazivaju se „kadverični otrovi“ ili ptomaini (od grčkog ptoma - leš, strvina). Ranije se vjerovalo da ptomaini, koji nastaju razgradnjom proteina, uzrokuju trovanje hranom. Međutim, sada je utvrđeno da nisu sami ptomaini otrovni, već njihovi prateći derivati ​​- neurin, muskarin, kao i neke supstance nepoznate hemijske prirode.

Tokom deaminacije, amino grupa (NH2) se uklanja iz aminokiselina iz kojih nastaje amonijak. Reakcija supstrata postaje alkalna. Tokom oksidativne deaminacije, osim amonijaka, nastaju i ketonske kiseline:

Tokom reduktivne deaminacije, ograničavanje masna kiselina:

Hidrolitička deaminacija i dekarboksilacija dovode do stvaranja alkohola:

Osim toga, mogu se formirati i ugljovodonici (na primjer, metan), nezasićene masne kiseline i vodonik.

Od aromatične aminokiseline u anaerobnim uslovima pojavljuju se smrdljivi proizvodi raspadanja: fenol, indol, skatol. Indol i skatol se obično formiraju iz triptofana. Od aminokiselina koje sadrže sumpor, u aerobnim uslovima raspadanja, nastaju vodonik sulfid ili merkaptani, koji takođe imaju neprijatan miris pokvarenih jaja. Složeni proteini - nukleoproteini - razlažu se na nukleinske kiseline i proteine, koji se zauzvrat razgrađuju. Nukleinske kiseline, kada se razbiju, daju fosfornu kiselinu, ribozu, deoksiribozu i azotne organske baze. U svakom konkretnom slučaju može se dogoditi samo dio naznačenih hemijskih transformacija, a ne cijeli ciklus.

Pojava amonijaka, amina i drugih proizvoda razgradnje aminokiselina u hrani bogatoj proteinima (kao što je meso ili riba) pokazatelj je mikrobnog kvarenja.

Mikroorganizmi koji stimulišu amonifikaciju proteinskih supstanci veoma su rasprostranjeni u prirodi. Nalaze se posvuda: u tlu, u vodi, u zraku - i zastupljeni su u izuzetno raznolikim oblicima - aerobnim i anaerobnim, fakultativno anaerobnim, sporoformirajućim i nesporama.

Aerobni truležni mikroorganizmi

Bacillus subtilis (Sl. 35) je široko rasprostranjen aerobni bacil u prirodi, obično izolovan iz sena, veoma pokretljiv štapić (3-5 x 0,6 µm) sa peritrihijalnom vrpcom. Ako se uzgoj vrši u tečnom mediju (na primjer, u odvaru od sijena), tada stanice bacila postaju nešto veće i povezane su u duge lance, tvoreći naborani i suhi srebrno-bjelkasti film na površini tekućine. Kada se razvija na čvrstim podlogama koje sadrže ugljikohidrate, formira se fino naborana, suha ili zrnasta kolonija koja se spaja sa supstratom. Na kriškama krompira kolonije Bacillus subtilis su uvijek blago naborane, bezbojne ili blago ružičaste, koje podsjećaju na baršunasti premaz.

Bacillus subtilis se razvija u vrlo širokom temperaturnom rasponu, praktično je kosmopolitski. Ali općenito se vjeruje da je najbolja temperatura za njegov razvoj 37-50 °C. Spore Bacillus subtilis su ovalne, smještene ekscentrično, bez stroge lokalizacije (ali ipak u mnogim slučajevima bliže centru ćelije). Klijanje spora je ekvatorijalno. Gram-pozitivan, razlaže ugljikohidrate u aceton i acetaldehid i ima vrlo visoku proteolitičku sposobnost. Spore Bacillus subtilis su veoma otporne na toplotu - često se čuvaju u konzervi, sterilisane na 120°C.

Bacil krompira (Bac. mesentericus) (Sl. 36) nije ništa manje rasprostranjen u prirodi od sijena. Obično se štapići krompira nalaze na krompiru, koji ovamo dolazi iz zemlje.

Morfološki, bacil krompira je veoma sličan subtilatu: njegove ćelije (3-10 x 0,5-0,6 µm) imaju peritrihoznu vrpcu; Postoje i pojedinačni i povezani u lancu. Spore bacila krompira, poput bacila sijena, su ovalne, ponekad duguljaste, velike; nalaze se u bilo kojem dijelu ćelije (ali češće centralno). Kada se formiraju spore, ćelija ne nabubri, spore klijaju ekvatorijalno.

Kada se uzgaja na kriškama krompira, štapić krompira formira obilan žućkasto-smeđi, naborani, vlažni sjajni premaz, koji podsjeća na mezenterij, po čemu je mikrob i dobio ime. Na proteinskim agar podlogama formira tanke, suhe i naborane kolonije koje ne rastu zajedno sa supstratom.

Prema Gramu, štapić krompira ima pozitivne mrlje. Optimalna temperatura razvoja, kao i kod Bacillus subtilis, je 35-45 °C. Kada se proteini razgrađuju, proizvodi mnogo sumporovodika. Spore krompirovog bacila su veoma otporne na toplotu i, kao i spore Bacillus subtilis, mogu da izdrže dugotrajno ključanje, često se čuvaju u konzerviranoj hrani.

Bac. Cereus. To su štapovi (3-5 x 1-1,5 mikrona) s ravnim krajevima, pojedinačni ili povezani u zamršene lance. Postoje i opcije sa kraćim ćelijama. Citoplazma stanica je primjetno granulirana ili vakuolizirana, a na krajevima stanica često se formiraju sjajna zrna nalik masti. Ćelije bacila su pokretne, sa peritrihijalnim žicama. Osporava vas. cereus formira ovalne ili elipsoidne, obično centralno smještene i rastu polarno. Kada se razvija na MPA (mesni pepton agar), bacil formira velike kompaktne kolonije sa presavijenim središtem i rizoidnim valovitim rubovima. Ponekad su kolonije male kvrgave sa resama i bičastim izraslinama, sa karakterističnim zrnima koja lome svjetlost. Bac. cereus je aerob. Međutim, u nekim slučajevima se razvija i kada je pristup kiseoniku otežan. Ovaj bacil se nalazi u zemljištu, vodi i biljnim supstratima. Ukapljuje želatinu, peptonizira mlijeko i hidrolizira skrob. Optimalna temperatura za razvoj Bac. cereus 30 °C, maksimalna 37-48 °C. Kada se razvije u mesno-peptonskom bujonu, formira obilan, homogen oblak sa mekim sedimentom koji se lako raspada i delikatnim filmom na površini.

Od ostalih aerobnih truležnih mikroba izdvajamo zemljani štapić (Bac. mycoides), Bac. megaterijum, kao i pigmentne bakterije bez spora - „čudesni štapić“ (Bact. prodigiosum), Pseudomonas fluorescens.

Zemljani bacil (Bac. mycoides) (Sl. 37) je jedan od vrlo čestih truležnih bacila u zemljištu, ima prilično velike (5-7 x 0,8-1,2 mikrona) pojedinačne ćelije ili ćelije povezane u duge lance. Na čvrstim podlogama zemljani štapić formira vrlo karakteristične kolonije - pahuljaste, rizoidne ili micelijske, koje se šire po površini podloge, poput micelija gljiva. Zbog ove sličnosti, bacil je dobio ime Bac. mycoides, što znači „u obliku gljive“.

Bac. megaterium je veliki bacil, zbog čega je i dobio ime, što znači "velika životinja". Stalno se nalazi u tlu i na površini trulih materijala. Mlade ćelije su obično debele - do 2 mikrona u prečniku, sa dužinom od 3,5 do 7 mikrona. Sadržaj ćelija je krupnozrnat sa veliki iznos velike inkluzije supstanci sličnih masti ili glikogenu. Često inkluzije ispunjavaju gotovo cijelu ćeliju, dajući joj vrlo karakterističnu strukturu, po kojoj je lako prepoznati ovaj tip. Kolonije na agar podlozi su glatke, prljavo bijele i masno-sjajne. Rubovi kolonije su oštro odsječeni, ponekad s valovitim resama.

Pigmentna bakterija Pseudomonas fluorescens je mali (1-2 x 0,6 µm), gram negativan štapić koji ne nosi spore, pokretljiv, sa lofotrihijskim žicama. Bakterija proizvodi zelenkasto-žuti fluorescentni pigment, koji je, prodirajući u podlogu, boji žuto-zelenu boju.

Pigmentna bakterija Bacterium prodigiosum (Sl. 38) nadaleko je poznata kao „čudesan štapić” ili „divni štapić krvi”. Vrlo mali, gram-negativan, pokretljiv štapić bez spora s peritrihijalnom niti. Kada se razvija na agar i želatinskoj podlozi, formira kolonije tamnocrvene boje s metalnim sjajem, koji podsjeća na kapi krvi.

Pojava takvih kolonija na kruhu i krumpiru u srednjem vijeku izazvala je praznovjerni užas među religioznim ljudima i povezivala se s intrigama “heretika” i “đavolske opsesije”. Zbog ove bezopasne bakterije, Sveta Inkvizicija je na lomačama spalila više od hiljadu potpuno nevinih ljudi.

Fakultativne anaerobne bakterije

Proteus štap, ili proteus vulgaris (Proteus vulgaris) (Sl. 39). Ovaj mikrob je jedan od najvećih tipični patogeni truljenje proteinskih supstanci. Često se nalazi na spontano pokvarenom mesu, u crijevima životinja i ljudi, u vodi, zemljištu itd. Ćelije ove bakterije su vrlo polimorfne. U jednodnevnim kulturama u mesno-peptonskom bujonu male su (1-3 x 0,5 µm), sa velikim brojem peritrihijskih flagela. Tada se počinju pojavljivati ​​uvijene filamentne stanice koje dosežu dužinu od 10-20 mikrona ili više. Zbog ove raznolikosti u morfološkoj strukturi ćelija, bakterija je dobila ime po bogu mora Proteu, kome je starogrčke mitologije pripisivala je sposobnost da mijenja svoj imidž i pretvara se po volji u razne životinje i čudovišta.

I male i velike Proteusove ćelije imaju snažno kretanje. To daje kolonije bakterija na čvrstoj podlozi, karakteristična karakteristika"rojenje". Proces "rojenja" sastoji se u tome da pojedinačne ćelije izlaze iz kolonije, klize po površini supstrata i zaustavljaju se na određenoj udaljenosti od nje, razmnožavaju se, stvarajući novi rast. Ispada masa malih, jedva vidljivih golim okom bjelkaste kolonije. Nove ćelije se ponovo odvajaju od ovih kolonija i formiraju nove centre reprodukcije itd. u delu podloge bez mikrobnog plaka.

Proteus vulgaris je gram-negativni mikrob. Optimalna temperatura za njegov razvoj je 25-37°C. Na temperaturi od oko 5 °C prestaje rasti. Proteolitička sposobnost Proteusa je vrlo visoka: razgrađuje proteine ​​sa stvaranjem indola i sumporovodika, uzrokujući oštru promjenu kiselosti okoline - okolina postaje visoko alkalna. Prilikom razvoja na ugljikohidratnim medijima, Proteus proizvodi mnogo plinova (CO2 i H2).

U uslovima umerenog pristupa vazduhu, kada se razvija na peptonskim podlogama, E. coli (Escherichia coli) ima izvesnu proteolitičku sposobnost. Ovo je karakterizirano stvaranjem indola. Ali E. coli nije tipičan truležni mikroorganizam i, u ugljikohidratnim podlogama u anaerobnim uvjetima, uzrokuje atipičnu mliječno kiselinsku fermentaciju uz stvaranje mliječne kiseline i niza nusproizvoda.

Anaerobni truli mikroorganizmi

Clostridium putrificum (Sl. 40) je energetski uzročnik anaerobne razgradnje proteinskih supstanci, koji ovaj razgradnju vrši sa obilan iscjedak gasovi - amonijak i vodonik sulfid. Cl. putrificum se često nalazi u zemljištu, vodi, u usnoj šupljini, u crijevima životinja i na raznim trulim namirnicama. Ponekad se može naći u konzerviranoj hrani. Cl. putrificum - pokretni štapići s peritrihijalnom niti, izdužene i tanke (7-9 x 0,4-0,7 µm). Postoje i duže ćelije, povezane u lance i pojedinačne. Optimalna temperatura za razvoj klostridija je 37 °C. Razvijajući se u dubinama mesno-peptonskog agara, formira ljuskave, labave kolonije. Spore su sferične i smještene na kraju. Kada dođe do sporulacije, stanica jako nabubri na mjestu spore. Ćelije koje nose spore Cl. putrificum liče na ćelije bacila botulizma koje nose spore.

Toplinska otpornost Cl. putrificum je prilično visok. Ukoliko se spore ne unište tokom proizvodnje konzervirane hrane, tokom skladištenja gotovih proizvoda u skladištu se mogu razviti i uzrokovati kvarenje (mikrobiološko bombardiranje) konzervirane hrane. Saharolitička svojstva Cl. putrificum nema.

Clostridium sporogenes (Sl. 41) - prema morfološkim karakteristikama, to je prilično veliki štap sa zaobljenim krajevima, koji lako formiraju lance. Mikrob je vrlo pokretljiv zahvaljujući peritrihijalnoj flageli. Naziv Clostridium sporogenes, koji je dao I.I. Mechnikov (1908), karakterizira sposobnost ovog mikroba da brzo formira spore. Nakon 24 sata, mnoge štapiće i slobodno ležeće spore mogu se vidjeti pod mikroskopom. Nakon 72 sata, proces sporulacije se završava i ne ostaju vegetativni oblici. Mikrob formira ovalne spore, smještene centralno ili bliže jednom od krajeva štapića (subterminal). Ne formira kapsule. Optimalni razvoj je 37 °C.

Cl. sporogenes - anaerobni. Nema toksična ili patogena svojstva. U anaerobnim uvjetima na agar podlozi, formira površne, male kolonije nepravilnog oblika koje su u početku prozirne, a zatim se pretvaraju u neprozirne žućkasto-bijele kolonije sa zarubljenim rubovima. U dubini agara, kolonije su "čupave", okrugle, sa gustim središtem. Slično, u anaerobnim uvjetima, mikrob uzrokuje brzo zamućenje mesno-peptonskog bujona, stvaranje plina i pojavu neugodnih truli miris. Enzimski kompleks Clostridium sporogenes sadrži vrlo aktivne proteolitičke enzime koji mogu razgraditi proteine ​​do posljednje faze. Pod uticajem Clostridium sporogenes, mleko se peptonizuje nakon 2-3 dana i labavo zgrušava, želatin se ukapljuje. Na podlozi koja sadrži jetru ponekad se formira crni pigment sa istaknutim bijelim kristalima tirozina. Mikrob izaziva zacrnjenje i probavu moždanog okruženja i oštar truli miris. Komadi tkanine se brzo probavljaju, olabave i gotovo potpuno tope u roku od nekoliko dana.

Clostridium sporogenes takođe ima saharolitička svojstva. Rasprostranjenost ovog mikroba u prirodi, izražena proteolitička svojstva i visoka toplinska otpornost spora karakteriziraju ga kao jednog od glavnih uzročnika truležnih procesa u prehrambenim proizvodima.

Cl. sporogenes je uzročnik kvarenja mesnih konzervi i mesa i povrća. Najčešće se pokvare mesne čorbe i prva jela za večeru sa i bez mesa (boršč, rasolnik, čorba od kupusa itd.). Prisutnost male količine spora koja ostane u proizvodu nakon sterilizacije može uzrokovati kvarenje konzervirane hrane kada se čuva na sobnoj temperaturi. Prvo se opaža crvenilo mesa, zatim crnilo, pojavljuje se oštar truli miris, a često se opaža bombardiranje konzervi.

U truležnoj razgradnji proteina učestvuju i razne plijesni i aktinomiceti - Penicillium, Mucor mucedo, Botrytis, Aspergillus, Trichoderma itd.

Značenje procesa truljenja

Opšti biološki značaj procesa raspadanja je ogroman. Gnitni mikroorganizmi su „zemaljski redari“. Uzrokujući mineralizaciju ogromne količine proteinskih tvari koje ulaze u tlo, vršeći razgradnju životinjskih leševa i biljnih otpadaka, proizvode biološki tretman zemljište. Duboku razgradnju proteina uzrokuju spore aerobne, manje duboke - anaerobne spore. U prirodnim uslovima, ovaj proces se odvija u fazama u saradnji mnogih vrsta mikroorganizama.

Ali u proizvodnji hrane, truljenje je štetan proces i uzrokuje velike materijalna šteta. Kvarenje mesa, ribe, povrća, jaja, voća i drugih prehrambenih proizvoda nastaje brzo i vrlo snažno ako se čuvaju nezaštićeni u uslovima pogodnim za razvoj mikroba.

Samo unutra u nekim slučajevima u proizvodnji hrane, truljenje se može koristiti kao koristan proces- tokom zrenja usoljenih haringa i sireva. Truljenje se koristi u štavljenju za šivanje kože (uklanjanje dlaka sa životinjskih koža tokom proizvodnje kože). Poznavajući uzroke procesa truljenja, ljudi su naučili da štite prehrambene proizvode proteinskog porekla od njihovog propadanja upotrebom širokog spektra metoda očuvanja.