- •Физиология микроорганизмов Питание
- •I. Элементарный состав клеток. Макро- и микроэлементы.
- •Сухие вещества
- •Неорганические вещества
- •Органические вещества
- •II. Внеклеточное питание, механизмы поступления питательных веществ в клетку.
- •Пассивная диффузия
- •III. Типы питания: автотрофия и гетеротрофия.
- •IV. Хемоорганогетеротрофы и их роль в пищевой промышленности.
- •V. Характеристика питательных сред для микроорганизмов Питательные среды, на которых выращивают чистые культуры микроорганизмов должны удовлетворять следующим требованиям:
- •Культивирование микроорганизмов
- •I. Способы выращивания микроорганизмов.
- •II. Закономерности роста микроорганизмов при периодическом культивировании.
- •III. Непрерывное культивирование.
- •IV. Накопительные культуры, методы их выделения.
- •I. Влияние физических факторов.
- •Влияние обезвоживания
- •Влияние температуры
- •Радиация, видимый свет
- •Ультразвук, радиоволны, электрический ток
- •II. Влияние физико-химических факторов. Кислотность
- •III. Химические факторы. Механизм воздействия на клетку.
- •IV. Биологические факторы. Симбиоз и его виды. Роль в круговороте веществ в природе, роль в биотехнологии.
- •I. Метаболизм, катаболизм, анаболизм: понятие и взаимосвязь.
- •II. Роль ферментов в процессах метаболизма.
- •III. Катаболические реакции, общие для дыхания и брожения.
- •С оон соон
- •IV. Аэробное дыхание, анаэробное дыхание, неполное окисление. Аэробное дыхание
- •Неполное окисление
- •Анаэробное дыхание
- •V. Типы брожения: спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, смешанного типа. Химизм, характеристика возбудителей.
I. Влияние физических факторов.
Существование микроорганизмов тесно связано с внешними и внутренними условиями, а проявление их жизнедеятельности зависит от изменения этих условий.
Влияние каждого фактора определяется степенью воздействия, или его интенсивностью. При действии физических факторов различают тир кординальные точки:
минимум – это значение действия фактора, ниже которого жизнь не возможна;
максимум – это наибольшая величина, выше которой жизнь невозможна;
оптимум – это наиболее благоприятные условия.
Жизнь микроорганизма возможна в пределах от минимума до максимума. Это положение легло в основу закона минимума: чтобы приостановить развитие микроорганизма или течение биотехнологического процесса достаточно уменьшить до минимума.
В биотехнологии закон минимума применяется в двух случаях:
если в производстве продукта используется микроорганизм, то успех этого производства будет зависеть от того, как будут созданы наилучшие условия для развития микроорганизма. В этом случае используются методы математического планирования.
когда деятельность микроорганизма вызывает нарушение технологического процесса или порчу продукта, достаточно снизить до минимума один из факторов
Среди внешних факторов больше всего влияют физические факторы:
Влажность. Микроорганизмы живут и размножаются только в присутствии свободной (доступной) воды. Она находится в капельно-жидком виде. Чтобы иметь возможность сравнивать водные растворы и твердые материалы по количеству в них свободной воды, пользуются параметром активность воды (аw). Активность воды – это отношение концентрации воды в фазе пара в воздушном пространстве над данным материалом к концентрации воды в воздухе над чистой водой при определенной температуре (это относительная влажность). Микроорганизмы могут развиваться при аw = 0,6 0,998, причем потребности в воде у микроорганизмов различны: культурные дрожжи требуют аw = 0,85; для грибов – аw = 0,6 0,8; для бактерий – аw 0,98.
С фактором влажности тесно связан фактор осмотического давления. По отношению к осмотическому давлению микроорганизмы различают на осмофильные и осмотолерантные. Первые предпочитают высококонцентрированные среды (грибы аспергиловые, грибы пенициловые). Бывают осмофильные дрожжи, которые способны сбраживать мед с концентрацией сахаров до 80%. Осмотолерантные штаммы переносят колебания осмотического давления. Однако не все осмофилы переносят высокие концентрации NaCl. По отношению к NaCl различают галофильные микроорганизмы:
умеренные переносят концентрацию соли до 20%;
экстремальные – до 32% соли.
Большое влияние на рост микроорганизмов оказывает концентрация растворенных в воде соединений. В гипотоническом растворе клетка лопается (плазмоптиз), в гипертоническом обезвоживается (плазмолиз). И то, и другое явление используют при консервировании.
Влияние обезвоживания
При отсутствии воды питание невозможно, однако многие бактерии и грибы сохраняют жизнеспособность в совершенно сухом состоянии в течение длительного периода. Наиболее устойчивые к обезвоживанию – грибы, компоненты почвенного биоценоза.
Эта устойчивость у разных микроорганизмов различна, она зависит от способности формировать те или иные устойчивые формы: споры, цисты. Высушивание микроорганизмов в глубоком вакууме обеспечивает сохранение их в живом состоянии в течение многих лет, т.к. наступает состояние анабиоза. Наиболее распространена лиофильная сушка – высушивание микробных культур под высоким вакуумом из замороженного состояния (-70˚С).