Разложение жира и жирных кислот. Разрушение. Возбудители, условия. Практическое значение

 

 

 

 

 

 

 

                       

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ им. Разумовского

              КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № _______

 

по  _______________________________________ вариант ____________________________

студента _______________курса, специальности ____________________________________

факультета ____________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

_{(фамилия,  имя, отчество)}

Шифр № ______________________________группа _________________________________

Занимаемая должность _________________________________________________________

Домашний адрес: ______________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Рецензия ____________________________________ «_____»____________________  20___ г

Преподаватель _______________________  _________________________________________

_{(подпись)                                                         (инициалы, фамилия)}

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

Разложение жира и жирных кислот. Разрушение. Возбудители, условия. Практическое значение…………………………………………………………...7

Гниение. Возбудители. Условия, химизм. Практическое значение………….11

Значение в процессах  порчи пищевых продуктов……………………………15

Питание микроорганизмов…………………………………………………….17

Пищевые  инфекции ……………………………………………………………22

Список литературы………………………………………………………………29

 

Введение

Микробиология - наука, изучающая микроорганизмы — Бактерии, Микоплазмы, Актиномицеты, Дрожжи, микроскопические Грибы и Водоросли — их систематику, морфологию, физиологию, биохимию, наследственность и изменчивость, распространение и роль в круговороте веществ в природе, практическое значение.

Возникновение и развитие микробиологии. За несколько тыс. лет  до возникновения М. как науки  человек, не зная о существовании  микроорганизмов, широко применял их для  приготовления кумыса и др. кисломолочных  продуктов, получения вина, пива, уксуса, при силосовании кормов, мочке  льна. Впервые бактерии и дрожжи увидел А. Левенгук, рассматривавший  с помощью изготовленных им микроскопов  зубной налёт, растительные настои, пиво и т.д. Творцом М. как науки был  Л. Пастер, выяснивший роль микроорганизмов  в брожениях (См. Брожение) (виноделие, пивоварение) и в возникновении  болезней животных и человека. Исключительное значение для борьбы с заразными  болезнями имел предложенный Пастером метод предохранительных прививок, основанный на введении в организм животного или человека ослабленных  культур болезнетворных микроорганизмов. Задолго до открытия вирусов Пастер предложил прививки против вирусной болезни — бешенства. Он же доказал, что в современных земных условиях невозможно самопроизвольное зарождение жизни. Эти работы послужили научной  основой стерилизации хирургических  инструментов и перевязочных материалов, приготовления консервов, пастеризации пищевых продуктов и т.д. Идеи Пастера о роли микроорганизмов  в круговороте веществ (См. Круговорот веществ) в природе были развиты  основоположником общей М. в России С. Н. Виноградским (См. Виноградский), открывшим  хемоавтотрофные микроорганизмы (усваивают  углекислый газ атмосферы за счёт энергии окисления неорганических веществ; см. Хемосинтез), Азотфиксирующие  микроорганизмы и бактерий, разлагающих целлюлозу в аэробных условиях. Его ученик В. Л. Омелянский открыл анаэробных бактерий, сбраживающих, т. е. разлагающих в анаэробных условиях целлюлозу, и бактерий, образующих метан. Значительный вклад в развитие М. был сделан голландской школой микробиологов, изучавших экологию, физиологию и биохимию разных групп микроорганизмов (М. Бейеринк, А. Клюйвер, К. ван Нил). В развитии медициской М. важная роль принадлежит Р. Коху, предложившему плотные питательныесреды для выращивания микроорганизмов и открывшему возбудителей туберкулёза и холеры. Развитию медицинской М. и иммунологии (См. Иммунология) способствовали Э. Беринг (Германия), Э. Ру (Франция), С. Китазато (Япония), а в России и СССР — И. И. Мечников, Л. А. Тарасевич, Д. К. Заболотный, Н. Ф. Гамалея.

Развитие М. и потребности  практики привели к обособлению  ряда разделов М. в самостоятельные  научные дисциплины. Общая М. изучает фундаментальные закономерности биологии микроорганизмов. Знание основ общей М. необходимо при работе в любом из специальных разделов М. Содержание, границы и задачи общей М. постепенно изменялись. Ранее к объектам, изучаемым ею, относили также вирусы, простейшие растительного или животного происхождения (протозоа), высшие грибы и водоросли. В зарубежных руководствах по общей М. до сих пор описываются эти объекты. В СССР изучение этих объектов не входит в задачу общей М. В задачу технической, или промышленной, М. входит изучение и осуществление микробиологических процессов, применяемых для получения дрожжей, кормового белка, липидов, бактериальных удобрений (См. Бактериальные удобрения), а также получение путём микробиологического синтеза (См. Микробиологический синтез) антибиотиков, витаминов, ферментов, аминокислот, нуклеотидов, органических кислот и т.п. (см. также Микробиологическая промышленность). Сельскохозяйственная М. выясняет состав почвенной микрофлоры, её роль в круговороте веществ в почве, а также её значение для структуры и плодородия почвы, влияние обработки на микробиологические процессы в ней, действие бактериальных препаратов на урожайность растений. В задачу с.-х. М. входят изучение микроорганизмов, вызывающих заболевания растений, и борьба с ними, разработка микробиологических способов борьбы с насекомыми — вредителями с.-х. растений и лесных пород, а также методов консервирования кормов, мочки льна, предохранения урожая от порчи, вызываемой микроорганизмами. Геологическая М. изучает роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе, в образовании и разрушении залежей полезных ископаемых, предлагает методы получения (выщелачивания) из руд металлов (медь, германий, уран, олово) и др. ископаемых с помощью бактерий. Водная М. изучает количественный и качественный состав микрофлоры солёных и пресных вод и её роль в биохимических процессах, протекающих в водоёмах, осуществляет контроль за качеством питьевой воды, совершенствует микробиологические методы очистки сточных вод. В задачу медицинской М. входит изучение микроорганизмов, вызывающих заболевания человека, и разработка эффективных методов борьбы с ними. Эти же вопросы в отношении сельскохозяйственных и др. животных решает ветеринарная М.

Своеобразие строения и размножения  вирусов, а также применение специальных  методов их исследования привели  к возникновению вирусологии (См. Вирусология) как самостоятельной  науки, не относящейся к М.

Связь микробиологии с  другими науками. М. в той или иной степени связана с др. науками: морфологией и систематикой низших растений и животных (микологией, альгологией, протистологией), физиологией растений, биохимией, биофизикой, генетикой, эволюционным учением, молекулярной биологией, органической химией, агрохимией, почвоведением, биогеохимией, гидробиологией, химической и микробиологической технологией и др. Микроорганизмы служат излюбленными объектами исследований при решении общих вопросов биохимии и генетики (см. Генетика микроорганизмов, Молекулярная генетика). Так, с помощью мутантов, утративших способность осуществлять один из этапов биосинтеза какого-либо вещества, были расшифрованы механизмы образования многих природных соединений (например, аминокислот лизина, аргинина и др.). Изучение механизма фиксации молекулярного азота для воспроизведения его в промышленных масштабах направлено на поиски катализаторов, аналогичных тем, которые в мягких условиях осуществляют азотфиксацию (См. Азотфиксация) в клетках бактерий. Между М. и химией существует постоянная конкуренция при выборе наиболее экономичных путей синтеза различных органических веществ. Ряд веществ, которые ранее получали микробиологическим путём, теперь производят на основе чисто химического синтеза (этиловый и бутиловый спирты, ацетон, метионин, антибиотик левомицетин и др.). Некоторые сиитезы осуществляют как химическим, так и микробиологическим путём (витамин B2, лизин и др.). В ряде производств сочетают микробиологические и химические методы (пенициллин, стероидные гормоны, витамин С и др.). Наконец, есть продукты и препараты, которые пока могут быть получены только путём микробиологического синтеза (многие антибиотики сложного строения, ферменты, липиды, кормовой белок и т.д.).

 

Разложение жира и жирных кислот. Разрушение. Возбудители, условия. Практическое значение

Естественные жиры и жирные масла растительного и животного  происхождения представляют собой  твёрдые и полутвёрдые(жиры) или жидкие(масла) три глицериновые смеси. Животные жиры, кроме жиров морских животных и молочного жира, состоят из насыщенных высших жирных кислот: пальмитиновой и стеариновой, растительные масла содержат ненасыщенные жирные кислоты: масляную, линолевую, линоленовую.

По сравнению со многими  другими пищевыми продуктами чистые жиры и масла значительнее подвержены порче в результате химических превращений, чем в результате жизнедеятельности организмов. Это связано с тем, что микроорганизмы содержат недостаточное количество ферментов, расщепляющих жиры. В чистых жирах и маслах отсутствует вода, жизненно необходимая микроорганизмам мало и минеральных питательных веществ. Несмотря на это, в свином жире, содержащем всего 0,3% воды, встречаются липофильные бактерии, образующие липазы, микрококки и споры Asp. niger.

Порча жиров ускоряется многими  факторами: светом, кислородом влажностью. В процессах ферментативного расщепления жиров могут участвовать не только микроорганизмы, разрушающие жиры, но и ферменты, содержащиеся в сами пищевых продуктах. Испорченные жиры и масла называют прогорклыми. Из-за неприятного запаха и вкуса они непригодны для питания людей. Прогорклость жира вызывается окислительными и гидролитическими процессами, которые чаще всего протекают одновременно. Главной причиной прогорклости является окисление ненасыщенных жирных кислот под действием липоксигеназ, что ведёт к образованию альдегидов и кетонов. Кислотная прогорклость происходит из-за гидролитического расщепления триглицеридов с освобождением жирных кислот. Низкомолекулярные жирные кислоты, например масляная кислота, которая содержится в большом количестве в маслах, является дурнопахнущей водорастворимой жидкостью с острым вкусом.

Глицерин, накапливаемый в жирах при полном их ферментативном гидролизе микроорганизмами, хорошо используется и потребляется бактериями.

Трудно расщепляемые жирные кислоты, освобождающиеся при разложении жира, переходят в субстрат, накапливаются и подвергаются дальнейшим превращениям.

Жирные кислоты, имеющие среднюю длину цепей с 4-12 атомами углерода, могут расщеплять бактериями и гифомицетами до метилкетонов, которые интенсивно воздействуют на органы чувств, так как они ответственны за неприятный запах и вкус прогорклых продуктов. Метилкетоны могут превращаться с помощью редуктаз грибов во вторичные спирты.

Витамин Е и другие антиоксиданты могут препятствовать окислению жиров. Порча фосфатидсодержащих пищевых продуктов происходит в результате гадролиза с образованием3-метиламинаN(CH3) 3 , из которого путём окисления получается окись 3-метиламина,придающая характерный привкус рыбе.

В прогорклых жирах и маслах также встречаются моно- и диглицериды, окси- и гидрооксижирные кислоты, вторичные спирты и лактоны.

Прогорклость воспринимается органами чувств человека как весьма неприятное свойство продукта. Даже незначительное содержание прогорклого жира может привести к невозможности потребления содержащих эти жиры пищевых продуктов. Например, прогорклое кокосовое масло, добавленное даже в очень малых количествах в выпекаемые изделия, отрицательно сказывается на вкусовых качествах готового продукта.Некоторые разрушающие жиры микроорганизмы(кокки, споровые бактерии, гифомицеты)образуют жёлтые,красные или коричневые жирорастворимые пигменты (красящие вещества), которые путём диффузии попадают в пищевой продукт и вызывают нежелательное окрашивание его.

Возбудителями процессов  разложения жира и жирных кислот являются разные бактерии и плесневелые грибы. Среди бактерий к возбудителям процессов  разложения относятся роды Bacillus, Pseudomonas, Micrococcus, Serratia, Proteus и Achromobacter. Все эти бактерии, кроме липаз, синтезируют и другие ферменты, расщепляющие белки и углеводы, поэтому они встречаются во многих пищевых продуктах. Психрофильные роды Pseudomonas и Achromobacter являются причиной порчи пищевых продуктов, содержащих жиры.

Из плесневелых грибов значительной липолитической активностью обладают виды Odium lactis , Cladosporium herbarum , Candida lipolitica, Aspergillus, Penicillium, Fusarium и другие.Так как они менее требовательны к влажности, чем другие плесневелые грибы, они играют большую роль при разрушении жиров и масел, а также пищевых продуктов с большим содержанием жиров, таких, как орехи, майонезы, хлебобулочные изделия, масличные семена и другие, нанося большой ущерб.

Для повышения стойкости  продукта к прогорканию, особенно при длительном хранении, используют холод. Для маргаринов разработаны специальные пастеризационные установки. В майонезы, которые особенно легко разрушаются бактериями, дрожжами гифомицетами, допускается в ограниченном количестве добавление химических консервантов( бензойной кислоты и её дериватов).Благоприятные условия создаёт герметичная упаковка, так как разрушающие жир микроорганизмы являются в основном аэробами.

 

Гниение. Возбудители. Условия, химизм. Практическое значение

Азот – один из важнейших  элементов на Земле – входит в  состав белков и нуклеиновых кислот, его много в составе атмосферы, в виде органических и минеральных  соединений азот находится в почве  и воде.

В превращениях азота в  круговороте веществ в природе большую роль играют микроорганизмы.

Как и другие высокомолекулярные соединения, белки сначала расщепляются экзопротеазами микроорганизмов на фрагменты– поли- и олигопептиды, аминокислоты, которые могут проникать внутрь клетки.Например, пептиды,попавшие внутрь клетки, могут гидролизоваться эндоферментами до аминокислот и затем использоваться клеткой для синтеза собственных белков или подвергаться дальнейшим изменениям и вовлекаться в обмен веществ.

Распад белков сопровождается выделением аммиака, поэтому этот распад называют ещё минерализацией азота, или аммонификацией, или гниением.Гниение – процесс разложения белковых веществ, вызываемый гнилостными бактериями и сапротрофными грибами с образованием дурнопахнущих конечных продуктов– аммиака и первичных аминов.

Образовавшиеся аминокислоты подвергаются декарбоксилированию, дезаминированию и трансаминированию.

Декарбоксилирование аминокислот происходит в кислой среде и приводит к образованию СО2 и первичных аминов , которые ещё называют биогенными аминами. Из них наиболее известны кадаверин, путресцин и агматин. Их ещё называют трупными ядами. Кадаверин образуется из лизина, путресцин– из орнитина, агматин – из аргинина.

Дезаминирование – процесс отщепления аммиака от аминокислоты. В зависимости от дальнейших превращений углеродного «скелета» аминокислоты различают окислительное и гидролитическое дезаминирование и дезаминирование, заканчивающееся образованием ненасыщенных соединений.

Окислительное дезаминирование– наиболее распространённых тип распада аминокислот, при котором образуются кетокислоты и аммиак. Например,глутаминовая кислота дезаминируется ферментом глутаматдегидрогеназой до 2-оксоглутаровой кислоты. Реакция обратима, поэтому играет важнейшую роль в обмене аминокислот. Гидролитическое дезаминирование приводит к образованию оксикислот и аммиака.

Гидролитическому расщеплению  подвергается мочевина под влиянием фермента уреазы, который является конститутивным у следующих бактерий: Bacillus pasteurii , Proteus vulgaris и других, расщепляющих всю мочевину до аммиака.

Трансаминирование сопровождается переносом аминогруппы аминокислоты на 2-оксикислоту,при этом образуются аминокислоты,которые не могут быть синтезированы путём прямого аминирования аммиаком.

Дальнейшие превращения  углеродного «скелета» у разных аминокислот различны. Образуется много разных органических кислот, спиртов и др. Такие продукты дезаминирования, как пировиноградная, щавелевоуксусная, 2-оксоглутаровая кислоты являются одновременно и промежуточными продуктами центральных путей катаболизма. Другие соединения через специальные катаболитические пути вовлекаются в промежуточный обмен.