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

При разложении некоторых  аминокислот образуются такие промежуточные  продукты, как фенол, крезол, скамол, индол, которые обладают очень неприятным запахом. При распаде аминокислот, содержащих серу, получается сероводород или его производные– меркаптаны с запахом тухлых яиц, который ощущается даже при ничтожно малых концентрациях.

Дальнейшие превращения  азотистых и без азотистых  веществ, получающихся при распаде  аминокислот, зависят от окружающих условий и состава микрофлоры.

Анаэробные микроорганизмы окисляют аминокислоты с накоплением  промежуточных соединений в виде органических кислот, аминов и других, в числе которых могут быть вещества, обладающие ядовитыми свойствами, а также вещества, придающие гниющему материалу отвратительный запах.

Микроорганизмы – возбудители гниения. Аммонификация Полковых соединений является первым микробиологическим процессом по превращению азотистых соединений в природе, который протекает при температуре не ниже 100С и определённой влажности. Аммонификация осуществляется разными микроорганизмами: аэробными, факультативно-анаэробными и анаэробными.

Аэробные микроорганизмы окисляют азотосодержащие вещества до полной минерализации, конечными продуктами которой являются аммиак, СО2 , Н2О, сероводород и другие.

Кроме бацилл и бактерий белок разлагают актиномицеты и  грибы, но аммонифицирующая способность их ниже и выражена в разной степени.

Разложение белков актиномицетами и грибами происходит под действием  экзоферментов, выделяемых во внешнюю среду.

Кроме белков эти микроорганизмы способны разлагать пектиновые вещества, полисахариды растительных тканей, сбраживать углеводы.

Они являются возбудителями  порчи многих пищевых продуктов: мяса, мясопродуктов, рыбы и рыбопродуктов, яиц, молока и других продуктов. Но эти микроорганизмы играют большую положительную роль в круговороте веществ в природе, минерализуя белковые вещества, попадающие в почву и воду.

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

 

Значение в  процессах порчи пищевых продуктов

Важнейшим параметром пищевых  продуктов является их качество, под  которым понимают совокупность свойств продукта, обеспечивающих потребности организма человека в пищевых веществах, органолептические характеристики продукта, безопасность его для здоровья потребителя, надёжность в отношении стабильности состава и сохранения потребительских свойств. Важным показателем, относящимся к понятию качества пищевых продуктов, включая степень обеспечения физиологических потребностей человека в основных пищевых веществах и энергии. Пищевая ценность определяется химическим составом пищевого продукта с учётом его потребления в общепринятых количествах.

Основная причина порчи  пищевых продуктов и большинства  случаев пищевых заболеваний — это деятельность микроорганизмов. Микробиологическая порча является главной проблемой так называемых «портящихся продуктов»— свежих фруктов, овощей, мяса, птицы, хлебобулочных изделий, молока и соков. К микроорганизмам, способным вызывать порчу пищевых продуктов, относятся бактерии, грибы(плесени и дрожжи),вирусы и микопаразиты. Рост большинства микроорганизмов можно предотвратить или замедлить посредством контроля их начального содержания, контроля температуры хранения, снижения активности воды и рН, применения консервантов и использования соответствующей упаковки. Продукты жизнедеятельности микроорганизмов являются причиной порчи пищевых продуктов, а некоторые из них при употреблении испорченных продуктов в пищу могут стать причиной тяжелых заболеваний и даже летального исхода. Менее серьёзные случаи порчи могут проявляться в ухудшении цвета, вкуса и аромата продукта до такой степени, что он становится неприемлемым. Тем не менее, не все микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности являются нежелательными. Некоторые из них полезны и используются в пищевых технологиях— в частности, при производстве сыра, вина, пива, мясопродуктов и др. Существует множество видов бактерий, способных размножаться и вызывать порчу различных пищевых продуктов. Бактерии, способные вызывать пищевые заболевания, включают

Многие виды бактерий вызывают порчу пищевых продуктов, но не являются болезнетворными. В качестве защитного механизма для выживания в неблагоприятных условиях некоторые бактерии способны образовывать споры. Дрожжи могут вызывать порчу пищевых продуктов, но могут также использоваться в различных процессах брожения. Скрытое нарушение состава и свойств пищевых продуктов в результате замены части продукта другим, ведущее к изменению его пищевой ценности (без ведома потребителя),а также применение приёмов обработки, маскирующих порчу или иные дефекты продукта, называется фальсификацией пищевых продуктов.

 

Питание микроорганизмов

Обмен веществ у микроорганизмов  состоит из двух основ­ных процессов: 1) получения из окружающей среды необходи­мых питательных веществ и синтеза из них составных частей клетки и 2) выделения в окружающую среду продуктов жизне­деятельности.

Первый из этих процессов, собственно, и является питанием.

Обмен веществ у микроорганизмов  происходит путем осмоса через всю поверхность клетки.

Осмос означает медленное  проникновение (просачивание) жидкости и растворенных в ней веществ  через полупроницае­мую перепонку. У микроорганизмов явление осмоса возникает вследствие разницы концентраций веществ внутри микробной клетки и вне ее. 

Роль полупроницаемой  перепонки при этом выполняет  обо­лочка микроба. Сквозь нее внутрь клетки поступают в виде растворов нужные вещества и удаляются также в виде раство­ров продукты жизнедеятельности.

Растворенные в клетке вещества создают внутри нее опре­деленное давление, которое называется осмотическим. Чем больше концентрация растворенных веществ, тем выше осмоти­ческое давление. При повышении концентрации веществ внутри клетки, в силу осмотических законов, через оболочку усили­вается извне приток воды, которая стремится как бы разбавить концентрированный раствор в клетке до концентрации раствора вне ее и тем самым уравнять осмотическое давление по обе стороны оболочки.

Биохимические процессы, протекающие  внутри клетки, по­степенно приводят к накоплению в клетке веществ - продуктов жизнедеятельности. На основе тех же осмотических законов эти вещества по мере накопления начинают двигаться в сторону их меньшей концентрации, т. е. за пределы клетки.

В свою очередь, клетка станет получать нужные ей веще­ства, концентрация которых в клетке ниже, чем в питательном субстрате.

Таким образом, растворитель (вода) движется в сторону более  высокой концентрации раствора, а  растворенные веще­ства - в сторону их меньшей концентрации.

В живой микробной клетке концентрация веществ всегда не­сколько выше, чем в окружающей среде. Поэтому происходит слабый избыточный приток воды из внешней среды внутрь клетки, вследствие чего ее эластичная оболочка напрягается. Такое состояние клетки называется туpгopом, а давление, растягивающее оболочку, тургорным.

Нормальное состояние  микробной клетки всегда характеризуется  определенным тургорным давлением.

Если микробная клетка попадает в концентрированный рас­твор, осмотическое давление которого выше, чем в самой клетке, то протоплазма ее начинает терять воду, отдавая ее внешней среде. Врезультате протоплазма сжимается и отстает от оболочки. Такое явление называется плазмолизом клетки.

Наоборот, при чрезмерном притоке воды в микробную клетку протоплазма переполняется водой, разбухает и растягивает клеточную  оболочку вплоть до ее разрыва. Это  явление, обрат­ное плазмолизу, называется плазмоптисом.

На явлении плазмолиза основано консервирование продук­тов поваренной солью и сахаром. Концентрированные растворы этих веществ обезвоживают протоплазму микробных клеток и вызывают их гибель.

Источниками питания микроорганизмов  могут служить са­мые разнообразные вещества. Одни микробы питаются неорга­ническими соединениями, получая нужные углерод и азот из неорганических веществ, и затем строят из них органиче­ские соединения. Такие микроорганизмы называются автотрофными.

Среди автотрофных микробов встречаются такие, которые усваивают  углекислый газ, подобно зеленым  растениям, с ис­пользованием солнечной  энергии (фотосинтез). К ним относятся, например, некоторые пигментные бактерии, зеленые и пурпурные серобактерии. В их клетках находятся пигменты, выполняющие роль хлорофилла зеленых растений.

Некоторые автотрофные микроорганизмы для синтеза нуж­ных органических соединений вместо солнечной энергии исполь­зуют энергию химических реакций окисления минеральных ве­ществ (хемосинтез). К числу таких микробов принадлежат водородные бактерии, окисляющие водород с образованием воды, нитрифицирующие бактерии, окисляющие аммиак в азотную кислоту, и др.

Многие микробы в качестве источников питания могут ис­пользовать  только готовые органические соединения. Эти микро­организмы называются гетеротрофными.

Среди гетеротрофных микроорганизмов  есть такие, которые живут за счет органических остатков животного и  раститель­ного мира. Их называют сапрофитами. К ним относятся микроорганизмы, разлагающие различные органические веще­ства в почве и воде, и микроорганизмы, вызывающие порчу пищевых продуктов. Сапрофитами являются многие бактерии, плесневые грибки и дрожжи.

Большинство сапрофитов использует в качестве источников азота различные  белковые вещества, а в отдельных  случаях - неорганические азотистые  соединения (соли аммония и азотной  кислоты).

Часть гетеротрофных микроорганизмов  способна разви­ваться только в живом организме, питаясь его органическими веществами. Такие гетеротрофы называются паразитами. К их числу относятся микроорганизмы - возбудители различ­ных заболеваний человека, животных и растений. Паразиты особенно требовательны к источникам азота, они могут суще­ствовать лишь за счет белков того организма, в котором пара­зитируют.

Все микроорганизмы нуждаются  в источниках минераль­ных веществ, а также витаминов.

Потребность микроорганизмов  в минеральных веществах незначительна; достаточно сказать, что 10 млрд. бактериальных  клеток содержат всего 1 мг минеральных  веществ. Однако без них рост микроорганизмов  невозможен.

Многие микроорганизмы получают минеральные элементы (фосфор, серу, калий, магний, железо) из минеральных  солей, другие лучше усваивают эти  элементы из органических ве­ществ.

Источником микроэлементов (меди, цинка, никеля, марганца и других) для микробов является обычно тот  же субстрат, из которого они получают все другие элементы питания.

Вода и прочие питательные  вещества служат источником кислорода  и водорода.

Для нормального роста  микроорганизмы нуждаются в ви­таминах группы В (B1, В2, В3 и т.д.), С, РР и др. При отсут­ствии какого-либо витамина в питательной среде у микроорга­низмов резко нарушается обмен веществ и рост микробных клеток становится невозможным. Некоторые же микробы могут нормально развиваться на питательной среде, не содержащей витаминов. Они способны сами вырабатывать витамины и на­капливать их в своем теле, иногда в очень значительных коли­чествах. Отдельные из таких микробов используются для про­мышленного получения витаминов (В2, В12).

Изучение и практическое использование микроорганизмов  связано с необходимостью их выращивания  в искусственных условиях. Для  этого в лабораториях или предприятиях приго­тавливают так называемые питательные среды.

С помощью таких специально приготовленных питательных сред удается  получать чистые культуры микроорганизмов, т. е. микроорганизмы только определенного  вида, без примесей дру­гих микроорганизмов.

Чистую культуру получают путем высаживания на пита­тельную среду одной или нескольких клеток данного микроба.

Универсальной питательной  среды нет, так как создать  уни­версальный питательный субстрат, пригодный для всех микро­организмов, невозможно в силу специфичности требований раз­личных микроорганизмов.

Многие микроорганизмы хорошо развиваются на мясных бульонах, молоке, овощных и фруктовых отварах, вареном кар­тофеле, хлебе и т. д.

Для выращивания микроорганизмов  пользуются и искус­ственно составленными питательными средами. Искусственные среды могут быть жидкие и твердые. К числу жидких питатель­ных сред относится, например, мясопептонный бульон, в состав которого входят мясной бульон, пептон и соль. Твердые пита­тельные среды получают добавлением в жидкую среду агар-агара или желатина, которые в водных растворах образуют студни.

 

Пищевые  инфекции  зоонозы

Зоонозы - пищевые инфекционные заболевания, которые передаются человеку от больных животных через мясо и молоко.

Название  заболевания	Признаки	Возбудитель	Способ  заражения
Бруцеллез	Сопровождается  приступами лихорадки, опуханием и  болями в суставах и мышцах.	Бруцелла – бактерия в форме палочки	Через молоко, молочные продукты и мясо
Туберкулез	Поражаются легкие и лимфатические железы.	Туберкулезная палочка	От больных животных, птиц, людей контактным путем. А так  же через молоко, плохо прожаренное  мясо.
Сибирская язва	Нарушаются все  функции организма, повышенная температура  до 40 °С, наступает слабость сердечной деятельности, а при кишечной форме появляется рвота, понос. Часы смертельные случаи.	Бацилла, споры которой  очень стойки к воздействию внешней  среды и химическим веществам.	Передается через  мясо и молоко больных животных, при непосредственном контакте с  ними и продуктами животноводчества (шерсть, кожа)
Ящур	Воспаление и  изъявление слизистой оболочки рта.	Вирус ящура	От больных животных через мясо и молоко.