Hnilobné baktérie spôsobujú rozklad bielkovinových látok. Za aeróbnych podmienok dochádza k úplnej mineralizácii bielkovín až po oxid uhličitý, amoniak, sírovodík, vodu a minerálne soli. V anaeróbnych podmienkach sa hromadia rôzne organické, zapáchajúce a toxické látky.

Aeróbne hnilobné baktérie zahŕňajú vás. subtilis (bacil seno), Vas. mesentericus (zemiaková tyčinka). Sú pohyblivé, tvoria spóry, ktoré sú vysoko odolné voči teplu. Optimálna teplota pre vývoj baktérií je 36-50°C. Medzi fakultatívne anaeróby patria Escherichia coli (E. coli) a Proteus vulgaris, na anaeróby - Clostr. putrificum a Clostr. sporogenes. Predovšetkým veľká škoda hnilobné baktérie infikujú pekárske droždie a skracujú ich trvanlivosť.

vy. subtilis, ty. mesentericus, Vas. megatherium sú tiež baktérie tvoriace dusitany (redukujúce dusičnany na dusitany). Dusitany v koncentrácii dokonca 0,0005 % inhibujú množenie kvasiniek.

Divoké kvasnice

Tieto kvasinky predstavujú významnú hrozbu pre produkciu alkoholu. Konzumujú veľa cukru a produkujú málo alkoholu. Divoké droždie vo veľkom množstve negatívne ovplyvňuje pekárske vlastnosti kultivovaného kvásku. Mnohé z nich premieňajú cukor na organické kyseliny a oxidujú alkohol.

MIKROFLÓRA VODY A VZDUCHU

Voda na prípravu melasovej mladiny by nemala obsahovať viac ako 100 baktérií na ml. Liehovary často používajú vodu z otvorených nádrží a rybníkov, ktorá obsahuje značné množstvo rôznych mikroorganizmov: Esch. coli, Esch. freundi (Bact. citrovorus), Klebsiella aerogents, Actobacter cloacae, Vas. subtilis, ty. mesentericus, Pseudomonas nonliguefaciens.

1 ml jazierkovej vody môže obsahovať niekoľko stoviek kyselinotvorných baktérií.

Najbežnejším, spoľahlivým a lacným spôsobom dezinfekcie vody je jej chlórovanie. Na tento účel sa používa chlórnan sodný, bielidlo, dvojsýtna a trojsýtna soľ chlórnanu vápenatého, chlóramín atď.

Na dezinfekciu vody používanej na technologické účely je potrebných 20-39 mg aktívneho chlóru na 1 liter (expozícia 0,5 hodiny).

Vzduch na prevzdušňovanie mladiny v generátoroch kvasníc je čistený, inak sa spolu s ním zavádza značné množstvo mikroorganizmov, ktoré škodia alkoholovému kvaseniu a zhoršujú kvalitu pekárskeho droždia. Čistenie vzduchu je potrebné najmä v továrňach, ktoré majú dielne na kŕmenie kvasníc (aby sa zabránilo kontaminácii fermentačného prostredia kvasinkami podobnými hubami).

Často sa s vami stretnete vo vzduchu. mesentericus, Vas. megatherium, ty. mycoides, ty. subtilis, baktérie rodu Pseudomonas, Sarcina lutea, spóry plesňových húb rodu Penicillium a Aspergillus, huby podobné kvasinkám rod Candida a zriedkavo - baktérie mliečneho kvasenia.

Dúchadlá odoberajú vzduch z miest najvzdialenejších od zeme (nad strechou závodu). Na odstránenie hrubých častíc zo vzduchu sú na potrubí nasávaného vzduchu inštalované olejové (viscínové) filtre. Pri použití mokrovzdušných čerpadiel (RMK, VVN) sú filtre na dočistenie umiestnené na potrubí nasávaného vzduchu, pri použití turbodúchadiel TV-50 - na výtlačnom potrubí.

PRIRODZENE ČISTÁ KVASNIČNÁ KULTÚRA

Na očkovanie mladiny vo fermentoroch sa používajú kvasinky prirodzene čistej kultúry, ktoré sa od čistej kultúry líšia tým, že sú pestované v podmienkach obmedzeného vstupu cudzích mikroorganizmov, ktorých rozvoj je potlačený.

Teplota rastu cudzorodých mikroorganizmov sa takmer nelíši od optimálnej teploty pre rast kvasiniek a alkoholové kvasenie, preto sa pre ne vytvárajú bakteriostatické podmienky znížením aktívnej kyslosti mladiny na pH 3,8-4,0 pomocou kyseliny sírovej alebo mliečnej.

Aj keď je toto pH menej priaznivé pre rast kvasiniek ako pH 4,7-5,0, poskytuje mikrobiologicky dostatočne čistú kultúru.

Hnilobné procesy sú neoddeliteľnou súčasťou kolobehu látok na planéte. A deje sa to nepretržite vďaka drobným mikroorganizmom. Sú to hnilobné baktérie, ktoré rozkladajú zvyšky zvierat a zúrodňujú pôdu. Samozrejme, nie všetko je také ružové, pretože mikroorganizmy môžu nenávratne pokaziť jedlo v chladničke alebo, čo je ešte horšie, spôsobiť otravu a črevnú dysbiózu.

Čo hnije?

Hnitie je rozklad bielkovinových zlúčenín, ktoré sú súčasťou rastlinných a živočíšnych organizmov. V tomto procese sa minerálne zlúčeniny tvoria z komplexných organických látok:

• sírovodík;
• oxid uhličitý;
• amoniak;
• metán;
• voda.

Hnitie je vždy sprevádzané nepríjemný zápach. Čím je vôňa intenzívnejšia, tým ďalej je proces rozkladu. Zvážte „arómu“, ktorú vyžarujú pozostatky mŕtvej mačky vo vzdialenom rohu dvora.

Dôležitým faktorom pre rozvoj mikroorganizmov v prírode je druh výživy. Hnilobné baktérie sa živia hotovými organickými látkami, preto sa nazývajú heterotrofy.

Najpriaznivejšia teplota pre hnitie sa pohybuje od 25-35°C. Ak sa úroveň teploty zníži na 4-6°C, potom môže byť aktivita hnilobných baktérií výrazne, ale nie úplne, pozastavená. Smrť mikroorganizmov môže spôsobiť len zvýšenie teploty o 100°C.

Ale pri veľmi nízkych teplotách sa hniloba úplne zastaví. Vedci viac ako raz našli v dôkladne zamrznutej pôde Ďalekého severu telá starovekých ľudí a mamutov, ktoré boli pozoruhodne zachované aj napriek uplynulým tisícročiam.

Čistiace prostriedky prírody

V prírode hrajú hnilobné baktérie úlohu poriadkumilovných. Na celom svete sa zbiera obrovské množstvo organického odpadu:

• zvyšky zvierat;
• padnuté lístie;
• popadané stromy;
• zlomené konáre;
• Slamka.

Čo by sa stalo s obyvateľmi Zeme, keby neexistovali malé upratovačky? Planéta by sa jednoducho zmenila na smetisko, neobývateľné. Ale hnilobné prokaryoty si v prírode poctivo robia svoju prácu, premieňajú mŕtvu organickú hmotu na humus. Nie je len bohatý užitočné látky, ale tiež zlepuje hrudky zeme dohromady a dodáva im pevnosť. Pôdu teda voda nezmýva, ale naopak, zadržiava sa v nej. Rastliny dostávajú životodarnú vlhkosť a výživu rozpustenú vo vode.

Ľudskí pomocníci

Človek sa oddávna uchýlil k pomoci hnilobných baktérií v poľnohospodárstvo. Bez nich nie je možné dopestovať bohatú úrodu obilia, chovať kozy a ovce, ani získať mlieko.

Ale je zaujímavé, že hnilobné procesy sa využívajú aj v technickej výrobe. Napríklad pri vyčiňovaní koží sú úmyselne vystavené hnilobe. Takto ošetrené kože sa dajú ľahko očistiť od vlny, opáliť a zjemniť.

Ale hnilobné mikroorganizmy môžu tiež spôsobiť značné škody na farme. Mikróby si radi pochutnávajú na ľudskom jedle. To znamená, že potravinárske výrobky budú jednoducho pokazené. Ich jedenie sa stáva zdraviu nebezpečným, pretože môže viesť k ťažkej otrave, ktorá si bude vyžadovať dlhodobú liečbu.

Zásoby potravín môžete chrániť:

• mrazenie;
• sušenie;
• pasterizácia.

Ľudské telo je v nebezpečenstve

Proces rozkladu, bohužiaľ, ovplyvňuje ľudské telo zvnútra. Centrom lokalizácie hnilobných baktérií je črevo. Presne tam nestrávené jedlo rozkladá a uvoľňuje toxíny. Pečeň a obličky zadržiavajú tlak toxických látok najlepšie ako vedia. Ale niekedy sa nedokážu vyrovnať s preťažením a potom začne porucha vo fungovaní vnútorných orgánov, ktorá si vyžaduje okamžitú liečbu.

Prvý, kto príde pod zbraň, je centrálny. nervový systém. Ľudia sa často sťažujú na tieto typy ochorení:

• Podráždenosť;
• bolesť hlavy;
• neustála únava.

Neustála otrava organizmu toxínmi z čriev výrazne urýchľuje starnutie. Mnohé choroby sa stávajú výrazne „omladšími“ neustálym poškodzovaním pečene a obličiek toxickými látkami.

Po mnoho desaťročí lekári viedli nemilosrdný boj proti hnilobným baktériám v črevách pomocou tých najmimoriadnejších liečebných metód. Pacienti napríklad podstúpili operáciu na odstránenie hrubého čreva. Samozrejme, tento typ postupu nepriniesol žiadny účinok, ale vzniklo veľa komplikácií.

Moderná veda dospela k záveru, že pomocou baktérií mliečneho kvasenia je možné obnoviť metabolizmus v črevách. Predpokladá sa, že s nimi najaktívnejšie bojuje acidophilus bacillus.

Preto musia fermentované mliečne výrobky nevyhnutne sprevádzať liečbu a prevenciu črevnej dysbiózy:

• kefír;
• acidofilné mlieko;
• acidofilné kyslé mlieko;
• acidofilná pasta.

Je ľahké si ich pripraviť doma z pasterizovaného mlieka a acidofilného štartéra, ktoré sa dajú kúpiť v lekárni. Štartér obsahuje sušené acidofilné baktérie, balené vo vzduchotesnej nádobe.

Farmaceutický priemysel ponúka svoje produkty na liečbu črevnej dysbiózy. IN lekárenské reťazce sa objavili prípravky na báze bifidobaktérií. Pôsobia komplexne na celé telo a nielen potláčajú hnilobné mikróby, ale tiež zlepšujú metabolizmus, podporujú syntézu vitamínov a liečia vredy v žalúdku a črevách.

Môžem piť mlieko?

O vhodnosti konzumácie mlieka sa vedci hádajú už mnoho rokov. Najlepšie mysle ľudstva sa rozdelili na odporcov a obrancov tohto produktu, ale nikdy nedospeli k spoločnému názoru.

Ľudské telo je od narodenia naprogramované na konzumáciu mlieka. Toto je hlavný potravinový produkt pre deti v prvom roku života. Postupom času však v tele nastávajú zmeny a stráca schopnosť tráviť mnohé zložky mlieka.

Ak sa naozaj chcete rozmaznávať, budete musieť vziať do úvahy, že mlieko je nezávislé jedlo. Od detstva známa pochúťka, mlieko so sladkou žemľou resp čerstvý chlieb, bohužiaľ, nie je k dispozícii pre dospelých. Akonáhle sa mlieko dostane do kyslého prostredia žalúdka, okamžite sa zrazí, obalí steny a nedovolí, aby sa zvyšok jedla strávil 2 hodiny. To vyvoláva hnilobu, tvorbu plynov a toxínov a následne problémy v črevách a dlhodobú liečbu.

Do skupiny hnilobných baktérií patria mikroorganizmy, ktoré spôsobujú hlboký rozklad bielkovín. V tomto prípade vzniká množstvo látok, ktoré majú nepríjemný zápach, chuť a často aj toxické vlastnosti. Hnilobné baktérie môžu byť aeróbne aj anaeróbne, spóry nesúce a netvoriace spóry.

Medzi fakultatívne aeróbne, nespórové hnilobné baktérie, ktoré sa často vyskytujú v mlieku, patria gramnegatívne bacily Proteus vulgaris (Proteus), ktoré dokážu mlieko aktívne peptonizovať uvoľňovaním plynov. S rozvojom týchto mikroorganizmov v mlieku sa jeho kyslosť spočiatku mierne zvyšuje (v dôsledku tvorby mastných kyselín) a potom klesá v dôsledku akumulácie alkalické produkty. Baktérie bez spór, ako je Proteus vulgaris, sa môžu dostať do mlieka zo zariadení, vody a iných zdrojov. Keď sa mlieko pasterizuje, zabije sa Proteus vulgaris.

Aeróbne spórové baktérie zahŕňajú vás. subtilis (palica sena), Vas. mesentericus (zemiaková tyčinka), Vas. mycoides, ty. megatherium, atď. Všetky sú mobilné, Gramovo farbenie pozitívne, rýchlo sa rozvíjajú v mlieku, aktívne rozkladajú bielkoviny. V tomto prípade sa mlieko najskôr zrazí bez výrazného zvýšenia kyslosti, následne dôjde k peptonizácii mlieka z povrchu tvarohu. U niektorých spórových bacilov (napríklad subtilis) začína peptonizácia mlieka bez predbežnej koagulácie kazeínu. Z anaeróbnych spór hnilobných baktérií nachádzajúcich sa v mlieku ste vy. hnilobný a ty. polymyxa.

vy. putrificus je pohyblivá tyčinka, ktorá rozkladá bielkoviny za hojnej tvorby plynov (amoniak, oxid uhličitý, vodík, sírovodík), Vas. polymyxa je mobilná tyč, ktorá v mlieku produkuje plyn, kyseliny (octová, mravčia), etyl a butylalkoholy a iné produkty.

Vysoká citlivosť zníženie reakcie prostredia je charakteristické pre všetky hnilobné baktérie. Táto vlastnosť je mimoriadne určená obmedzené príležitosti pre rozvoj tejto skupiny baktérií počas výroby fermentované mliečne výrobky. Je zrejmé, že vo všetkých prípadoch, keď sa proces kyseliny mliečnej aktívne rozvíja, vitálna aktivita hnilobných baktérií prestáva. Pri výrobe fermentovaných mliečnych výrobkov je rozvoj hnilobných baktérií možný len výnimočne (následkom vývoja bakteriofága je proces kyseliny mliečnej úplne alebo výrazne zastavený, aktivita štartéra sa stráca atď.). ). V pasterizovanom mlieku môžu byť obsiahnuté spóry mnohých hnilobných baktérií. Pri výrobe a skladovaní tohto produktu však prakticky nezohrávajú žiadnu rolu. Vysvetľuje to skutočnosť, že hlavná zvyšková mikroflóra po pasterizácii pozostáva z baktérií mliečneho kvasenia, ktoré tiež kontaminujú mlieko počas plnenia do fliaš, a to na pozadí vývoja (aj keď slabé, v dôsledku nízkych teplôt).

skladovanie) procesu kyseliny mliečnej je možnosť rozmnožovania spórových mikroorganizmov v pasterizovanom mlieku zanedbateľná. Pri výrobe a skladovaní sterilizovaného mlieka zohrávajú dôležitú úlohu spórové baktérie. Aj drobné porušenia sterilizačných režimov môžu viesť k tomu, že sa spóry dostanú do sterilizovaného mlieka a následne spôsobia jeho znehodnotenie počas skladovania.

KVASOK

Klasifikácia kvasiniek je založená na rozdieloch v ich povahe vegetatívne rozmnožovanie(delenie, pučenie). sporulácia, ako aj morfologické a fyziologické vlastnosti.

Podľa schopnosti vytvárať spóry sa kvasinky delia na spórotvorné a nespórotvorné. Vo fermentovaných mliečnych výrobkoch sa spórotvorné kvasinky nachádzajú v rodoch Saccharomyces, Zygosacc-haromyces, Fabospora a Debaromyces a kvasinky netvoriace spóry sa nachádzajú v rodoch Torulopsis a Candida. S.A.

Korolev (1932) rozdelil kvasnice nachádzajúce sa v mliečnych výrobkoch podľa ich biochemické vlastnosti do troch skupín.

Prvá skupina- kvasinky, ktoré nie sú schopné alkoholového kvasenia, hoci priamou oxidáciou spotrebúvajú niektoré sacharidy; Patria sem druhy Mycoderma a farebné kvasinky bez spór Tornla.

Druhá skupina- kvasnice, ktoré nefermentujú laktózu, ale fermentujú iné cukry; môže sa vyvinúť iba v spoločnej kultúre s mikroorganizmami, ktoré majú enzým laktázu, ktorý hydrolyzuje mliečny cukor na monosacharidy; patria sem určité druhy kvasiniek rodu Saccharomyces. Ako ukázali štúdie V.I. Kudryavtseva (1954) a A.M. Skorodumova (1969), vo fermentovaných mliečnych výrobkoch pripravených s prírodnými štartérmi, hlavnými predstaviteľmi tohto rodu sú kvasinky druhu Sacch. cartilaginosus, fermentujúca maltóza a galaktóza. Podľa V.I. Kudryavtseva môžu kvasinky tejto skupiny pozitívne ovplyvniť chuť a vôňu fermentovaných mliečnych výrobkov, ak sa však nadmerne vyvíjajú, dochádza k poruche - opuchu. Patria medzi takzvané divoké kvasinky a pri výrobe fermentovaných mliečnych výrobkov sa nepoužívajú. Je však možné, že medzi kvasinkami tejto skupiny možno nájsť produkčne hodnotné plodiny.

Treťou skupinou sú kvasinky, ktoré fermentujú laktózu. Výskum A. M. Skorodumovej (1969) ukázal, že medzi kvasinkami izolovanými z fermentovaných mliečnych výrobkov (pripravených s prírodným kváskom) je počet kvasiniek, ktoré nezávisle fermentujú laktózu, relatívne malý - zo 150 kmeňov - 32 (21%). Najväčšie percento kvasiniek fermentujúcej laktózy bolo izolované z kefírových zŕn a štartovacej kultúry (34,1 %). Kvasinky, ktoré fermentujú laktózu, identifikovala A. M. Skorodumová ako Fabospora fragilis, Saccharomyces lactis a menej často Zygosaccharomyces lactis. Schopnosť fermentovať laktózu majú aj niektoré druhy Candida a Torulopsis – Candida pseudotropicalis var. lactosa, Torulopsis kefír, Torylopsis sphaerica, izolované z kefírových zŕn (V.I. Bukanova, 1955).

Štúdie uskutočnené v Japonsku T. Nakanishi a J. Arai (1968, 1969) tiež ukázali, že najbežnejšie typy kvasiniek fermentujúcich laktózu izolované z surové mlieko, sú Saccharomyces lactis, Torulopsis versatilis, Torulopsis sphaerica, Candida pseudotropicalis.

Na stanovenie pomeru kvasiniek k cukrom sa kultúry vysievajú paralelne do mliečno-peptónovej srvátky obsahujúcej iba laktózu a do sladiny obsahujúcej maltózu. Po udržiavaní na optimálnej teplote sa zaznamená prítomnosť alebo neprítomnosť plynu.

Optimálna teplota pre vývoj kvasiniek je 25-30° C, čo treba brať do úvahy pri výbere teploty pre dozrievanie produktov, v ktorých sú súčasťou mikroflóry. Podľa V. II. Bukanova (1955) hlavným faktorom regulujúcim vývoj rôznych druhov kvasiniek v kefíre je teplota. Zvýšená teplota (30-32°C) teda stimuluje rozvoj Torulopsis sphaerica a kvasiniek, ktoré nefermentujú laktózu. Kvasinky, ktoré fermentujú laktózu, sa celkom dobre vyvíjajú pri 18-20°C, ale zvýšenie teploty na 25 a 30°C spravidla stimuluje ich rozmnožovanie.

Väčšina kvasiniek preferuje pre svoj vývoj kyslé prostredie. Podmienky vo fermentovaných mliečnych výrobkoch sú pre nich teda priaznivé.

Kvasinky sú veľmi rozšírené vo fermentovaných mliečnych výrobkoch a možno ich nájsť takmer v každom prírodnom kysnutom výrobku. Kvasinky sa však vyvíjajú oveľa pomalšie ako baktérie mliečneho kvasenia, preto sa vo fermentovaných mliečnych výrobkoch nachádzajú v menšom počte ako baktérie mliečneho kvasenia.

Úloha kvasníc pri výrobe fermentovaných mliečnych výrobkov je mimoriadne dôležitá. Kvasinky sa zvyčajne považujú hlavne za pôvodcov alkoholového kvasenia. Táto funkcia však zjavne nie je hlavná. Kvasinky aktivujú vývoj baktérií mliečneho kvasenia a obohacujú potraviny (S. Askalonov, 1957). Kvasinky, ktoré fermentujú laktózu a iné cukry, sú schopné produkovať antibiotické látky, ktoré pôsobia proti tuberkulóznym bacilom a iným mikroorganizmom (A. M. Skorodumová, 1951, 1954; V. I. Bukanová, 1955).

Intenzívny rozvoj kvasiniek nekysnutého pôvodu často vedie k opuchom a zmenám chuti výrobkov, ako je kyslá smotana, tvaroh a sladké tvarohové výrobky. Nadmerný vývoj kvasiniek obsiahnutých v kefírovom štartéri pri porušení technologických podmienok môže tiež spôsobiť tvorbu plynov v kefíre („oči“) a dokonca aj opuch.

Úvod

Počas skladovania produkty podliehajú skaze v dôsledku vstupu a vývoja mikroorganizmov v nich. Druhové zloženie mikroorganizmov izolovaných z mäsa, mliečnych a vaječných výrobkov, rýb a iných je veľmi rôznorodé (hnilobné baktérie, plesne, kvasinky, aktinomycéty, mikrokoky, kyselina mliečna, baktérie kyseliny maslovej a kyseliny octovej a iné). Ak sú saprofytické mikroorganizmy v produkte a hojne sa v ňom množia, môžu spôsobiť rôzne defekty: hnilobu, plesnivenie, hlienenie mäsa, horkú chuť mlieka, zatuchnutú chuť masla atď.

Hnilobné baktérie

Hnilobné baktérie spôsobujú rozklad bielkovín. V závislosti od hĺbky rozkladu a výsledných konečných produktov sa môžu vyskytnúť rôzne chyby potravín. Tieto mikroorganizmy sú v prírode rozšírené. Nachádzajú sa v pôde, vode, vzduchu, potrave a v črevách ľudí a zvierat.

Na hnilobné mikroorganizmy Patria sem aeróbne bacily nesúce spóry a netvoriace spóry, anaeróby tvoriace spóry a fakultatívne anaeróbne bacily netvoriace spóry.

Sú hlavnými pôvodcami kazenia mliečnych výrobkov, spôsobujú rozklad bielkovín (proteolýzu), čo môže mať za následok rôzne defekty potravinárskych výrobkov v závislosti od hĺbky rozkladu bielkovín. Antagonistami hnilobných baktérií sú baktérie mliečneho kvasenia, takže hnilobný proces rozkladu produktu nastáva tam, kde neprebieha fermentačný proces.

Proteolýza (proteolytické vlastnosti) sa študuje naočkovaním mikroorganizmov do mlieka, mliečneho agaru, želatíny extrahujúcej mäso (MPG) a zrazeného krvného séra.

Koagulovaná mliečna bielkovina (kazeín) sa vplyvom proteolytických enzýmov môže koagulovať pri separácii srvátky (peptonizácia) alebo sa rozpúšťať (proteolýza).

Na mliečnom agare sa okolo kolónií proteolytických mikroorganizmov vytvárajú široké zóny čírenia mlieka.

V MPG sa výsev uskutočňuje vstrekovaním do stĺpca média. Plodiny sa pestujú 5-7 dní pri izbovej teplote. Mikróby s proteolytickými vlastnosťami skvapalňujú želatínu. Mikroorganizmy, ktoré nemajú proteolytickú schopnosť, rastú v močovom mechúre bez toho, aby ho skvapalňovali.

V kultúrach na koagulovanom krvnom sére spôsobujú skvapalnenie aj proteolytické mikroorganizmy a mikróby, ktoré túto vlastnosť nemajú, nemenia jeho konzistenciu.

Pri štúdiu proteolytických vlastností sa zisťuje aj schopnosť mikroorganizmov vytvárať indol, sírovodík a amoniak, teda štiepiť bielkoviny na konečné plynné produkty.

Hnilobné baktérie sú veľmi rozšírené. Nachádzajú sa v pôde, vode, vzduchu, črevách ľudí a zvierat a v potravinách. Medzi tieto mikroorganizmy patria aeróbne a anaeróbne tyčinky tvoriace spóry, pigmentotvorné a fakultatívne anaeróbne nespórové baktérie.

V procese metabolizmu mikroorganizmy nielen syntetizujú komplexné proteínové látky svojej vlastnej cytoplazmy, ale tiež hlboko ničia proteínové zlúčeniny substrátu. Proces mineralizácie organických bielkovinových látok mikroorganizmami, ku ktorému dochádza pri uvoľňovaní amoniaku alebo pri tvorbe amónnych solí, sa v mikrobiológii nazýva hnitie alebo amonifikácia bielkovín.

V prísnom mikrobiologickom zmysle je teda hniloba mineralizáciou organických bielkovín, hoci v každodennom živote sa „hniloba“ vzťahuje na množstvo rôznych procesov, ktoré majú čisto náhodné podobnosti, vrátane v tomto koncepte kazenia potravinových produktov (mäso, ryby, atď.). vajcia, ovocie, zelenina) a rozklad mŕtvol zvierat a rastlín a rôzne procesy vyskytujúce sa v hnoji, rastlinnom odpade atď.

Amonifikácia bielkovín je komplexný viacstupňový proces. Jeho vnútorná podstata spočíva v energetických premenách aminokyselín mikroorganizmami pomocou ich uhlíkového skeletu pri syntéze cytoplazmatických zlúčenín. V prirodzených podmienkach dochádza k rozkladu látok bohatých na bielkoviny rastlinného a živočíšneho pôvodu, excitovaných rôznymi baktériami, plesňami a aktinomycétami, mimoriadne ľahko ako pri širokom prístupe vzduchu, tak aj v podmienkach úplnej anaerobiózy. V tomto ohľade sa chémia rozkladu proteínových látok a povaha výsledných produktov rozkladu môžu značne líšiť v závislosti od typu mikroorganizmu, chemickej povahy proteínu a podmienok procesu: prevzdušňovanie, vlhkosť, teplota.

Za prístupu vzduchu napríklad prebieha proces rozpadu veľmi intenzívne, až po úplnú mineralizáciu bielkovinových látok - vzniká amoniak a čiastočne aj elementárny dusík, vzniká buď metán alebo oxid uhličitý, ako aj sírovodík a fosfor. kyslé soli. Za anaeróbnych podmienok spravidla nedochádza k úplnej mineralizácii bielkovín a niektoré výsledné (medziprodukty) rozkladné produkty, ktoré zvyčajne nepríjemne zapáchajú, sa zadržiavajú v substráte, čo mu dodáva nepríjemný zápach hnitia.

Zabraňuje amonizácii bielkovín nízka teplota. Vo vrstvách večne zamrznutej zeme na Ďalekom severe sa napríklad našli mŕtvoly mamutov, ktoré ležali desiatky tisíc rokov, no neprešli rozkladom.

V závislosti od individuálnych vlastností mikroorganizmov - pôvodcov rozpadu - dochádza buď k plytkému rozpadu molekuly proteínu, alebo k jej hlbokému štiepeniu (úplnej mineralizácii). Existujú však aj mikroorganizmy, ktoré sa podieľajú na rozklade až potom, čo sa v substráte objavia produkty hydrolýzy proteínových látok v dôsledku životnej aktivity iných mikróbov. V skutočnosti sú „hnilobné“ mikróby, ktoré stimulujú hlboký rozklad proteínových látok, čo spôsobuje ich úplnú mineralizáciu.

Proteínové látky nemôžu byť priamo absorbované mikrobiálnou bunkou počas výživy. Koloidná štruktúra bielkovín bráni ich vstupu do bunky cez bunkovú membránu. Až po hydrolytickom štiepení viac jednoduché produkty Hydrolýza bielkovín preniká do mikrobiálnej bunky a využíva sa ňou pri syntéze bunkových látok. K hydrolýze bielkovín teda dochádza mimo mikrobiálneho tela. Na tento účel mikrób vylučuje do substrátu proteolytické exoenzýmy (proteinázy). Tento spôsob výživy spôsobuje rozklad obrovských más bielkovinových látok v substrátoch, pričom vo vnútri mikrobiálnej bunky sa na bielkovinovú formu premieňa len relatívne malá časť produktov hydrolýzy bielkovín. Proces rozkladu bielkovinových látok v tomto prípade do značnej miery prevažuje nad procesom ich syntézy. Z tohto dôvodu je všeobecná biologická úloha hnilobných mikróbov ako agentov rozkladu proteínových látok obrovská.

Mechanizmus mineralizácie komplexnej proteínovej molekuly hnilobnými mikróbmi môže byť reprezentovaný nasledujúcim reťazcom chemických transformácií:

I. Hydrolýza veľkej molekuly proteínu na albumózy, peptóny, polypeptidy, dipeptidy.

II. Pokračujúca hlbšia hydrolýza produktov rozkladu bielkovín na aminokyseliny.

III. Transformácie aminokyselín pôsobením mikrobiálnych enzýmov. Rozmanitosť aminokyselín a enzýmov prítomných v enzymatickom komplexe rôznych mikróbov, určité podmienky procesu, tiež určujú extrémnu chemickú diverzitu produktov transformácie aminokyselín.

Aminokyseliny teda môžu podliehať dekarboxylácii, deaminácii, oxidatívnej aj redukčnej a hydrolytickej. Silná karboxyláza spôsobuje dekarboxyláciu aminokyselín za vzniku prchavých amínov alebo diamínov, ktoré majú nepríjemný zápach. Z aminokyseliny lyzínu vzniká kadaverín, z aminokyseliny ornitínu putrescín:

Kadaverín a putrescín sa nazývajú „kadaverické jedy“ alebo ptomainy (z gréckeho ptóma - mŕtvola, zdochliny). Predtým sa verilo, že ptomaíny, ktoré vznikajú pri rozklade bielkovín, spôsobujú otravu jedlom. Teraz sa však zistilo, že jedovaté nie sú samotné ptomainy, ale ich sprievodné deriváty – neurín, muskarín, ako aj niektoré látky neznámej chemickej povahy.

Pri deaminácii sa z aminokyselín odstraňuje aminoskupina (NH2), z ktorej vzniká amoniak. Reakcia substrátu sa stáva zásaditou. Počas oxidačnej deaminácie sa okrem amoniaku tvoria aj ketónové kyseliny:

Pri redukčnej deaminácii obmedzovanie mastné kyseliny:

Hydrolytická deaminácia a dekarboxylácia vedú k tvorbe alkoholov:

Okrem toho môžu vznikať aj uhľovodíky (napríklad metán), nenasýtené mastné kyseliny a vodík.

Od aromatické aminokyseliny v anaeróbnych podmienkach sa objavujú páchnuce produkty rozpadu: fenol, indol, skatol. Indol a skatol sa zvyčajne tvoria z tryptofánu. Z aminokyselín obsahujúcich síru vzniká za aeróbnych podmienok rozkladu sírovodík alebo merkaptány, ktoré tiež nepríjemne zapáchajú po skazených vajciach. Komplexné bielkoviny – nukleoproteíny – sa rozkladajú na nukleové kyseliny a bielkoviny, ktoré sa zase štiepia. Nukleové kyseliny, keď sa rozložia, poskytujú kyselinu fosforečnú, ribózu, deoxyribózu a dusíkaté organické zásady. V každom konkrétnom prípade môže dôjsť len k časti uvedených chemických premien a nie k celému cyklu.

Výskyt amoniaku, amínov a iných produktov rozkladu aminokyselín v potravinách bohatých na bielkoviny (ako je mäso alebo ryby) je indikátorom mikrobiálneho kazenia.

V prírode sú veľmi rozšírené mikroorganizmy, ktoré stimulujú amonifikáciu proteínových látok. Nachádzajú sa všade: v pôde, vo vode, vo vzduchu - a sú zastúpené v mimoriadne rozmanitých formách - aeróbnych a anaeróbnych, fakultatívne anaeróbnych, spórotvorných a netvoriacich spóry.

Aeróbne hnilobné mikroorganizmy

Bacillus subtilis (obr. 35) je v prírode rozšírený aeróbny bacil, zvyčajne izolovaný zo sena, veľmi pohyblivá tyčinka (3-5 x 0,6 µm) s peritrichiálnou šnúrou. Ak sa kultivácia uskutočňuje v tekutom médiu (napríklad v odvare zo sena), potom sa bunky bacila o niečo zväčšia a sú spojené do dlhých reťazcov, čím sa na povrchu tekutiny vytvorí zvrásnený a suchý strieborno-belavý film. Pri vyvolávaní na pevnom médiu obsahujúcom sacharidy sa vytvorí jemne zvrásnená, suchá alebo zrnitá kolónia, ktorá splýva so substrátom. Na zemiakových plátkoch sú kolónie Bacillus subtilis vždy mierne zvrásnené, bezfarebné alebo jemne ružovkasté, pripomínajúce zamatový povlak.

Bacillus subtilis sa vyvíja vo veľmi širokom rozsahu teplôt a je prakticky kozmopolitný. Ale vo všeobecnosti sa verí, že najlepšia teplota pre jeho vývoj je 37-50 °C. Spóry Bacillus subtilis sú oválne, umiestnené excentricky, bez prísnej lokalizácie (ale stále v mnohých prípadoch bližšie k stredu bunky). Klíčenie spór je rovníkové. Gram-pozitívny, rozkladá sacharidy za vzniku acetónu a acetaldehydu a má veľmi vysokú proteolytickú schopnosť. Spóry Bacillus subtilis sú veľmi tepelne odolné – často sú konzervované v konzervách, sterilizované pri 120°C.

Zemiakový bacil (Bac. mesentericus) (obr. 36) je v prírode nemenej rozšírený ako seno. Typicky sa zemiakové tyčinky nachádzajú na zemiakoch, ktoré sa sem dostávajú z pôdy.

Morfologicky je zemiakový bacil veľmi podobný subtilage: jeho bunky (3-10 x 0,5-0,6 µm) majú peritrichóznu šnúru; Sú jednoduché aj spojené v reťazci. Výtrusy zemiakového bacilu, ako bacil senový, sú oválne, niekedy podlhovasté, veľké; nachádzajú sa v ktorejkoľvek časti bunky (častejšie však centrálne). Keď sa tvoria spóry, bunka nenapučí;

Keď sa pestuje na zemiakových plátkoch, zemiaková tyčinka vytvára hojný žltohnedý, zložený, vlhký lesklý povlak, ktorý pripomína mezentériu, podľa toho dostal mikrób svoje meno. Na proteínovom agarovom médiu tvorí tenké, suché a zvrásnené kolónie, ktoré nerastú spolu so substrátom.

Podľa Grama sa zemiaková tyčinka farbí pozitívne. Optimálna vývojová teplota, podobne ako u Bacillus subtilis, je 35-45 °C. Pri rozklade bielkovín vzniká veľa sírovodíka. Spóry zemiakového bacila sú veľmi odolné voči teplu a podobne ako spóry Bacillus subtilis znesú aj dlhší var, často sa uchovávajú v konzervovaných potravinách.

Bac. cereus. Sú to tyče (3-5 x 1-1,5 mikrónov) s rovnými koncami, jednoduché alebo spojené v zložitých reťazcoch. Existujú aj možnosti s kratšími bunkami. Cytoplazma buniek je nápadne zrnitá alebo vakuolizovaná a na koncoch buniek sa často tvoria lesklé zrná podobné tuku. Bunky bacilu sú pohyblivé, s peritrichiálnym povrazom. Spochybňuje vás. cereus tvorí oválne alebo elipsoidné, zvyčajne centrálne umiestnené a rastúce polárne. Pri vývoji na MPA (mäsový peptónový agar) tvorí bacil veľké kompaktné kolónie so zloženým stredom a rizoidnými zvlnenými okrajmi. Niekedy sú kolónie malé, hrudkovité so strapcovými okrajmi a bičíkovitými výrastkami, s charakteristickými zrnami, ktoré lámu svetlo. Bac. cereus je aerób. V niektorých prípadoch sa však vyvíja aj vtedy, keď je sťažený prístup kyslíka. Tento bacil sa nachádza v pôde, vode a rastlinných substrátoch. Skvapalňuje želatínu, peptonizuje mlieko a hydrolyzuje škrob. Teplotné optimum pre vývoj Bac. cereus 30 °C, maximálne 37-48 °C. Po vyvinutí v mäsovo-peptónovom bujóne tvorí bohatý homogénny oblak s ľahko sa rozpadajúcim mäkkým sedimentom a jemným filmom na povrchu.

Z ďalších aeróbnych hnilobných mikróbov si môžeme všimnúť hlinenú palicu (Bac. mycoides), Bac. megatherium, ako aj pigmentové baktérie bez spór – „úžasná tyčinka“ (Bact. prodigiosum), Pseudomonas fluorescens.

Hlinený bacil (Bac. mycoides) (obr. 37) je jedným z veľmi rozšírených hnilobných pôdnych bacilov, má pomerne veľké (5-7 x 0,8-1,2 mikrónov) jednotlivé bunky alebo bunky spojené do dlhých reťazcov. Na pevnom médiu tvorí hlinená tyčinka veľmi charakteristické kolónie - našuchorené, rizoidné alebo mycéliové, ktoré sa rozprestierajú po povrchu pôdy ako hubové mycélium. Pre túto podobnosť dostal bacil meno Bac. mycoides, čo znamená „v tvare huby“.

Bac. megaterium je veľký bacil, a preto dostal svoje meno, čo znamená „veľké zviera“. Neustále sa nachádza v pôde a na povrchu hnijúcich materiálov. Mladé bunky sú zvyčajne hrubé - až 2 mikróny v priemere, s dĺžkou 3,5 až 7 mikrónov. Obsah buniek je hrubozrnný s veľké množstvo veľké inklúzie látok podobných tuku alebo glykogénu. Inklúzie často vypĺňajú takmer celú bunku, čo jej dáva veľmi charakteristickú štruktúru, podľa ktorej je ľahké ju rozpoznať tento typ. Kolónie na agarovom médiu sú hladké, sivobiele a mastne lesklé. Okraje kolónie sú ostro zrezané, niekedy zvlnené.

Pigmentová baktéria Pseudomonas fluorescens je malá (1-2 x 0,6 µm), gramnegatívna tyčinka bez spór, pohyblivá, s lofotrichiálnym povrazom. Baktéria produkuje zelenožltý fluorescenčný pigment, ktorý preniknutím do substrátu zafarbí žltozeleno.

Pigmentová baktéria Bacterium prodigiosum (obr. 38) je všeobecne známa ako „úžasná tyčinka“ alebo „nádherná krvná tyčinka“. Veľmi malá gramnegatívna pohyblivá tyčinka bez spór s peritrichiálnou šnúrou. Pri vyvíjaní na agarovom a želatínovom médiu vytvára kolónie tmavočervenej farby s kovovým leskom, pripomínajúcim kvapky krvi.

Objavenie sa takýchto kolónií na chlebe a zemiakoch v stredoveku vyvolalo medzi náboženskými ľuďmi poverčivú hrôzu a bolo spojené s intrigami „kacírov“ a „diabolskej posadnutosti“. Kvôli tejto neškodnej baktérii Svätá inkvizícia upálila na hranici viac ako tisíc úplne nevinných ľudí.

Fakultatívne anaeróbne baktérie

Proteus stick, alebo proteus vulgaris (Proteus vulgaris) (obr. 39). Tento mikrób je jedným z najviac typické patogény hnitie bielkovinových látok. Často sa nachádza na samovoľne zhnitom mäse, v črevách zvierat a ľudí, vo vode, v pôde atď. Bunky tejto baktérie sú vysoko polymorfné. V jednodňových kultúrach v mäsovo-peptónovom bujóne sú malé (1-3 x 0,5 µm) s veľkým počtom peritrichiálnych bičíkov. Potom sa začnú objavovať stočené vláknité bunky dosahujúce dĺžku 10-20 mikrónov alebo viac. Vďaka tejto rozmanitosti v morfologickej štruktúre buniek bola baktéria pomenovaná po bohovi mora Proteovi, ktorému starogrécka mytológia pripisovala schopnosť meniť svoj imidž a meniť sa podľa ľubovôle na rôzne zvieratá a príšery.

Malé aj veľké bunky Proteus majú silný pohyb. To vytvára kolónie baktérií na pevnom médiu, charakteristický znak„rojenie“. Proces „rojenia“ spočíva v tom, že jednotlivé bunky vychádzajú z kolónie, skĺznu po povrchu substrátu a zastavia sa v určitej vzdialenosti od neho, množia sa a vytvárajú nový rast. Ukazuje sa množstvo malých, sotva viditeľných voľným okom belavé kolónie. Nové bunky sa opäť oddelia od týchto kolónií a vytvoria nové centrá reprodukcie atď. v časti média bez mikrobiálneho plaku.

Proteus vulgaris je gramnegatívny mikrób. Optimálna teplota pre jeho vývoj je 25-37°C. Pri teplote okolo 5 °C prestáva rásť. Proteolytická schopnosť Proteusu je veľmi vysoká: rozkladá bielkoviny za vzniku indolu a sírovodíka, čo spôsobuje prudkú zmenu kyslosti prostredia – prostredie sa stáva vysoko alkalickým. Pri vývoji na sacharidovom médiu produkuje Proteus veľa plynov (CO2 a H2).

V podmienkach mierneho prístupu vzduchu pri vývoji na peptónovom médiu má E. coli (Escherichia coli) určitú proteolytickú schopnosť. Toto je charakterizované tvorbou indolu. Ale E. coli nie je typický hnilobný mikroorganizmus a v sacharidovom médiu za anaeróbnych podmienok spôsobuje atypickú mliečnu fermentáciu s tvorbou kyseliny mliečnej a množstva vedľajších produktov.

Anaeróbne hnilobné mikroorganizmy

Clostridium putrificum (obr. 40) je energetickým pôvodcom anaeróbneho rozkladu bielkovinových látok, pričom tento rozklad uskutočňuje s výdatný výtok plyny - amoniak a sírovodík. Cl. putrificum sa pomerne často nachádza v pôde, vode, v ústnej dutine, v črevách zvierat a na rôznych hnijúcich potravinách. Niekedy ho možno nájsť v konzervách. Cl. putrificum - pohyblivé tyčinky s peritrichiálnou šnúrou, predĺžené a tenké (7-9 x 0,4-0,7 µm). Existujú aj dlhšie bunky, spojené v reťaziach a jednotlivé. Optimálna teplota pre vývoj klostrídií je 37 °C. Vyvíja sa v hĺbke mäsovo-peptónového agaru a vytvára vločkovité, voľné kolónie. Výtrusy sú guľovité a umiestnené terminálne. Keď dôjde k sporulácii, bunka v mieste spóry výrazne napučí. Výtrusné bunky Cl. putrificum pripomínajú výtrusné bunky bacila botulizmu.

Tepelná odolnosť Cl. hnilobný je dosť vysoký. Ak sa spóry nezničia pri výrobe konzervovaných potravín, pri skladovaní hotové výrobky v sklade sa môžu vyvinúť a spôsobiť znehodnotenie (mikrobiologické bombardovanie) konzervovaných potravín. Sacharolytické vlastnosti Cl. putrificum nemá.

Clostridium sporogenes (obr. 41) - podľa morfologických charakteristík ide o pomerne veľkú tyčinku so zaoblenými koncami, ľahko tvoriace retiazky. Mikrób je veľmi mobilný vďaka peritrichiálnym bičíkom. Názov Clostridium sporogenes, ktorý dal I.I. Mechnikov (1908), charakterizuje schopnosť tohto mikróbu rýchlo vytvárať spóry. Po 24 hodinách je pod mikroskopom vidieť veľa tyčiniek a voľne ležiacich spór. Po 72 hodinách sa sporulačný proces ukončí a nezostanú žiadne vegetatívne formy. Mikrób tvorí oválne spóry, umiestnené v strede alebo bližšie k jednému z koncov tyčinky (subterminál). Netvorí kapsuly. Optimálny vývoj je 37 °C.

Cl. sporogenes - anaeróbne. Nemá toxické ani patogénne vlastnosti. V anaeróbnych podmienkach na agarovom médiu vytvára povrchové, malé, nepravidelne tvarované kolónie, ktoré sú spočiatku priehľadné a potom sa menia na nepriehľadné žltkastobiele kolónie so strapcovými okrajmi. V hĺbke agaru sú kolónie „huňaté“, okrúhle, s hustým stredom. Podobne v anaeróbnych podmienkach spôsobuje mikrób rýchly zákal mäsovo-peptónového vývaru, tvorbu plynu a vznik nepríjemných hnilobný zápach. Enzymatický komplex Clostridium sporogenes obsahuje veľmi aktívne proteolytické enzýmy, ktoré dokážu štiepiť bielkoviny až do ich poslednej fázy. Pod vplyvom Clostridium sporogenes sa mlieko po 2-3 dňoch peptonizuje a voľne sa zráža, želatína sa skvapalňuje. Na médiách obsahujúcich pečeň sa niekedy tvorí čierny pigment s výraznými bielymi kryštálmi tyrozínu. Mikrób spôsobuje sčernenie a trávenie prostredia mozgu a ostrú hnilobný zápach. Kusy látky sa rýchlo strávia, uvoľnia a takmer úplne roztopia v priebehu niekoľkých dní.

Clostridium sporogenes má tiež sacharolytické vlastnosti. Prevalencia tohto mikróbu v prírode, výrazné proteolytické vlastnosti a vysoká tepelná odolnosť spór ho charakterizujú ako jedného z hlavných pôvodcov hnilobných procesov v potravinách.

Cl. sporogenes je pôvodcom kazenia mäsových a mäsových a zeleninových konzerv. Najčastejšie sa kazia mäsové dusené konzervy a jedlá z prvej večere s mäsom a bez neho (boršč, rassolnik, kapustová polievka atď.). Prítomnosť malého množstva spór, ktoré zostali vo výrobku po sterilizácii, môže spôsobiť znehodnotenie konzervovaných potravín pri skladovaní pri izbovej teplote. Najprv sa pozoruje sčervenanie mäsa, potom sčernenie, ostrý hnilobný zápach a často sa pozoruje bombardovanie plechoviek.

Na hnilobnom rozklade bielkovín sa podieľajú aj rôzne plesne a aktinomycéty - Penicillium, Mucor mucedo, Botrytis, Aspergillus, Trichoderma atď.

Význam hnilobného procesu

Všeobecný biologický význam procesu rozpadu je obrovský. Hnilobné mikroorganizmy sú „poriadky zeme“. Spôsobujú mineralizáciu veľkého množstva proteínových látok vstupujúcich do pôdy, vykonávajú rozklad živočíšnych tiel a rastlinného odpadu, produkujú biologická liečba pôda. Hlboký rozklad bielkovín je spôsobený spórovými aeróbmi, menej hlbokými - spórovými anaeróbmi. V prirodzených podmienkach sa tento proces vyskytuje v etapách v spolupráci mnohých typov mikroorganizmov.

Ale pri výrobe potravín je hniloba škodlivý proces a spôsobuje veľké materiálne škody. Ku skaze mäsa, rýb, zeleniny, vajec, ovocia a iných potravinových produktov dochádza rýchlo a veľmi intenzívne, ak sú skladované nechránené v podmienkach priaznivých pre vývoj mikróbov.

Iba v v niektorých prípadoch pri výrobe potravín možno hnilobu využiť ako užitočný proces- počas dozrievania solených sleďov a syrov. Hnitie sa používa v garbiarskom priemysle na zošívanie koží (odstraňovanie chlpov z koží zvierat pri výrobe kože). Ľudia, ktorí poznajú príčiny hnilobných procesov, sa naučili chrániť potravinové výrobky proteínového pôvodu od ich rozkladu použitím širokej škály metód konzervácie.