Logo GenDocs.ru


Поиск по сайту:  


Контрольная по микробиологии - ультрамикробы - файл 1.docx


Контрольная по микробиологии - ультрамикробы
скачать (41.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx42kb.17.11.2011 00:04скачать


1.docx

Реклама MarketGid:


Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования


«МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОДОВОЛЬСТВИЯ»


Кафедра технологии пищевых производств


Контрольная работа

по микробиологии

Контрольная работа №1


Задание 1

Понятие об ультрамикробах (вирусы, фаги).

Задание 2

Ферменты микроорганизмов: конститутивные и адаптивные. Экзо- и эндоферменты. Автолиз микробной клетки.

Задание 3

Методы термической обработки: пастеризация и стерилизация.

Задание 4

Антибиотики: открытие, механизм действия и использование в практике хранения пищевых продуктов.

Задание 5

Гомоферментативные и гетероферментативные молочнокислые бактерии, их практическое использование.


Задание 1

Понятие об ультрамикробах (вирусы, фаги).


Вирусы – это особая группа мельчайших организмов более простой организации, чем бактерии. У вирусов отсутствует ядро и цитоплазма. Вирусы – это внутриклеточные паразиты, вызывающие заболевания как у людей, так и у животных, растений.

По форме вирусы бывают: шарообразные, палочковидные, нитевидные. Вирион – это вирусная частица, которая состоит из РНК или ДНК, белка глобулина, некоторые содержат липиды и углеводы. Нуклеиновая кислота расположена внутри вириона, который снаружи покрыт белковой оболочкой. Характерная особенность вирусов – образование кристаллов – это нуклеиновая кислота и белок. Вирусы являются живыми организмами: способны размножаться, изменчивы, приспособляемы к окружающей среде, вызывают инфекционные процессы. Развитие и размножение вируса возможно только в клетках живого организма , вызывая инфекционные заболевания.

В природе существуют вирусы, которые поражают бактерии и при этом вызывают распад (лизис) их клеток. Эти вирусы получили название бактериофагов или фагов, вирусы актиномицетов - актинофаги, вирусы грибов - микофаги, вирусы сине-зеленых водорослей - цианофаги. Некоторые фаги способны лизировать только определенные виды и разновидности бактерий - типовые фаги.

Фаги состоят из головки (или капсида) и отростка.

По форме частиц фаги делятся на: палочковидные или нитевидные фаги; фаги, состоящие из одной головки, без отростка; фаги, состоящие из головки, на которой имеется несколько небольших выступов; фаги, состоящие из головки и весьма короткого отростка; фаги, имеющие головку и длинный отросток, чехол которого не может сокращаться; фаги, имеющие головку и длинный отросток, чехол которого может сокращаться.

Головки всех фагов состоят из нуклеиновой кислоты и окружены белковой оболочкой. Головка имеет форму многогранника, покрытого белковой оболочкой 

(капсид). Отросток фага имеет внутренний стержень, по которому нуклеиновая кислота переходит в клетку хозяина. Иногда отросток заканчивается базальной пластинкой с зубцами и нитями.

Важнейшей особенностью размножения фага является то, что оно может происходить только в живых клетках, находящихся в стадии роста. Процесс размножения фага весьма сложный и состоит из следующих этапов: 1) адсорбция фаговой частицы на поверхности микробной клетки; 2) проникновение содержимого головки фаговой частицы (нуклеиновой кислоты) в микробную клетку; 3) внутриклеточное развитие фага, заканчивающееся образованием новых фаговых частиц; 4) лизис клетки и выход из нее новых фагов. Адсорбция фага на клетке - реакция специфичная. В клеточной стенке бактерий имеются рецепторы, к которым могут прикрепиться фаги. Адсорбируются на рецепторах только те фаги, к которым чувствительна клетка.

Фаги, имеющие отростки, прикрепляются к микробной стенке свободным концом отростка. Нитевидные фаги и фаги, не имеющие отростков, адсорбируются не на микробной стенке, а на нитевидных структурах, окружающих стенку, - фимбриях. У некоторых фагов адсорбция может осуществляется лишь когда в среде имеются определенные вещества - кофакторы: аминокислоты (триптофан, тирозин и др.) или соли (кальциевые, магниевые).

На конце фагового отростка имеется особый фермент. После адсорбции фага под влиянием этого фермента происходит растворение стенки микробной клетки и нуклеиновая кислота перекачивается в микробную клетку.

Оболочка головки, отросток внутрь инфицированной фагом клетки не попадают. Они обеспечивают сохранность фаговой частицы, находящейся вне клетки, и способствуют проникновению нуклеиновой кислоты в клетку при инфекции.

Время с момента инфицирования клетки фагом до лизиса клетки называется латентным или скрытым периодом. Продолжительность этого периода зависит от окружающей температуры, состава среды и других факторов. Латентный период фагов, специфичных для одних бактерий, 15-40 мин, для других - 5 ч и более. При низкой температуре латентный период значительно увеличивается.

Развитие фагов в культурах промышленных микроорганизмов приводит к локализации клетки культуры и необходимые вещества не успевают образоваться.

Оказалось, что все фаги обладают антигенными свойствами. При введении фага в организм животного в сыворотке крови образуются специфические антитела, способные действовать только против данного фага. Такие сыворотки называются антифаговыми. Вещества, способные вызывать образование антител, называются антигенами. Антитела очень специфичны и способны вступать в реакции только с теми антигенами, которые вызвали их образование. Они или связывают соответствующие антигены, или нейтрализуют их, или осаждают, или растворяют.


Задание 2

Ферменты микроорганизмов: конститутивные и адаптивные. Экзо- и эндоферменты. Автолиз микробной клетки.


Каждый микроорганизм обладает комплексом ферментов. Ферменты находятся в митохондрии, мезосомах, цитоплазматической мембране и др.

Ферменты, которые свойственны данному микроорганизму, входящие в состав клетки, называются конститутивными. К ним относятся ферменты гликолиза.

Ферменты, которые вырабатывает клетка при добавлении вещества, которое стимулирует выработку этого фермента, называются адаптивными. К ним относятся ферменты транспорта и катаболизма лактозы - галактозидпермеаза, р-галактозидаза и галактозидацетилтрансфераза, р-лактамаза - фермент, разрушающий пенициллин. В отсутствие субстрата они находятся в бактериальной клетке в небольших концентрациях, а при наличии соответствующего индуктора их количество резко возрастает. Образование ферментов идет, пока в среде присутствует вещество, стимулирующее образование этого фермента. При этом ферменты синтезируются заново во всех клетках одновременно. Веществами, стимулирующими выработку ферментов, являются многие питательные вещества, большинство гидролитических ферментов.

Ферменты, которые выделяются в окружающую среду и готовят пищу к поступлению в клетку, называются экзоферментами. Благодаря этим ферментам происходит расщепление сложных веществ на более простые, которые способны проникать в клетку.

Ферменты, учавствующие в процессе обмена веществ внутри клетки называются эндоферментами. Эти ферменты не выделяются из клетки в окружающую среду. Некоторые ферменты, находящиеся в цитоплазме, функционируют независимо друг от друга, другие тесно связаны между собой, обеспечивая протекание метаболических реакций в определенной последовательности. Внутриклеточные 

ферменты, объединенные структурно и функционально, составляют мультиферментные комплексы.

Деление на экзоферменты и экзоферменты условное. Один и тот же фермент может действовать как эндофермент, а в свободном состоянии как экзофермент. Способность проникать через стенку клетки зависит от размера молекулы фермента и от степени проницаемости цитоплазматической мембраны.

Активность ферментов и скорость ферментативных реакций зависят от условий, в которых находится данный микроорганизм и прежде всего от температуры среды и ее рН. Для многих патогенных микроорганизмов оптимальными являются температура 37 °С и рН 7,2-7,4.

Автолиз (от др.-греч. αὐτός - сам и λύσις - разложение, распад) - саморастворение живых клеток и тканей под действием их собственных гидролитических ферментов, разрушающих структурные молекулы. Происходит в организме при некоторых физиологических процессах, в очагах омертвения, а также после смерти. Автолиз микроорганизмов происходит при старении микробной клетки или ее повреждении.

Автолиз сопровождается многими явлениями, которые связаны с развитием организма и дифференцировкой клеток. У растений автолизом сопровождается дифференциация клеток, которые функционируют после смерти. Частичный автолиз происходит и при созревании клеток. Важными факторами патогенности следует считать экзоферменты (лецитиназа, гиалуронидаза, коллагеназа), способствующие повреждению клеток. Способность к образованию экзоферментов во многом определяет инвазивность бактерий - возможность проникать через слизистые оболочки, соединительнотканные и другие барьеры.

При хранении продуктов сильно обсемененных микроорганизмами, даже в условиях, исключающих их развитие, наблюдается снижение качества продуктов за счет автолизированных микробных клеток.


Задание 3

Методы термической обработки: пастеризация и стерилизация.


Пастеризация – термическая обработка, обеспечивающая гибельжрожжей, плесневых грибов и вегетативных форм бактерий в продуктах, содержащих органические кислоты, сахар, консерванты и другие вещества, препятствующие развитию споровой микрофлоры. Пастеризация- нагревание продукта при температуре 63-80 0С в течение 20-40 минут. Пастеризацию можно проводить при температуре и 90-100 0С, но в течение нескольких секунд. Бесспоровые бактерии погибают при нагревании во влажном состоянии до 60-70 0С в течение 15-30 минут, дрожжи и плесени быстро погибают при температуре 50-60 0С. При пастеризации не погибают термоустойчивые бактерии и споры многих бактерий. В связи с этим пастеризованные продукты необходимо быстро охладить до температуры 10 0С и хранит в холоде, чтобы недопустить прорастание спор и развитие непогибших клеток. Пастеризуют молоко, вино, пиво, икру, фруктовые соки.

Как частный случай пастеризации можно рассматривать горячее фасование и асептическое консервирование.

Горячее фасование – термическая обработка до и в момент фасования, способствующая гибели дрожжей, плесневых грибов, вегетативных форм бактерий и ограничивающая развитие споровых бактерий в продукте и в упаковке за счет высокой температуры фасуемого продукта.

Стерилизация – процесс полного уничтожения микроорганизмов под действием высоких температур. Влажную стерилизацию проводят при температуре 112-1250С нагретым паром под давлением в течение 20-60 минут в автоклаве. Сухая стерилизация производится горячим воздухом при 160-1800С 1-2 часа в сушильном шкафу.

Нагревание вызывает денатурацию белков - гибель микроорганизмов неизбежна. Невозможно восстановить свойства белков цитоплазмы, ЦПМ, рибосом, активность ферментов. На денатурацию белка влияет содержание в нем воды. Чем 

воды меньше, тем выше температура стерилизации. Поэтому при стерилизации быстрее погибают молодые формы, так как они содержат больше воды, чем старые, содержащие меньше воды.

Стерилизацию паром производят при повышенном давлении или при нормальном давлении. Стерилизация паром при повышенном давлении производят однократно. В результате происходит уничтожение вегетативных, споровых форм – происходит полное обеспложивание. Стерилизующий агент – пар под давлением и высокая температура.

Стерилизацию текучим паром производят если продукт при температуре выше 100 0С может измениться. Поэтому питательные среды, содержащие углеводы, аммиачные соли, молоко, картофель стерилизуют текучим паром. Началом стерилизации считают закипание воды. Стерилизацию проводят 1 час. Кипячение убивает только вегетативные формы, поэтому используется трехкратная или дробная стерилизация. Между стерилизациями продукт выдерживают при 37 0 С. Это необходимо для того, чтобы ускорить прорастание спор, а образовавшиеся вегетативные клетки убить следующим нагреванием.

Стерилизацией при помощи излучений обрабатывают различные продукты питания и напитки, минеральную воду.

Стерилизация фильтрованием производится на специальных ультрафильтрах, которые удаляют микроорганизмы механически. Ультрафильтры изготавливают из стекла, керамики, асбеста и других материалов.

Химическая стерилизация производится с помощью антисептиков. Антисептики обеспложивают питательную среду.

Биологическая стерилизация основана на применении антибиотиков. Она не всегда бывает полной и часть микроорганизмов остается жизнеспособными.


Задание 4

Антибиотики: открытие, механизм действия и использование в практике хранения пищевых продуктов.


Антибиотики (от греч. anti - против и bios - жизнь) вещества микробного происхождения, задерживающие развитие и вызывающие гибель различных микроорганизмов, главным образом бактерий.

Народной медицине давно были известны способы применения в качестве лечебных средств микроорганизмов. однако причина по которой они обладали таким действием оставалась неизвестной. Например, для лечения язв, кишечных расстройств и других заболеваний в народной медицине применялся заплесневевший хлеб.

В 1871 —1872 гг. появились работы русских исследователей В. А. Манассеина и А. Г. Полотебнова, в которых сообщалось о практическом использовании зеленой плесени для заживления кожных язв у человека. Первые сведения об антагонизме бактерий были обнародованы основоположником микробиологии Луи Пастером в 1877 г

Русский ученый И. И. Мечникова (1894) обосновал практическое использование антагонизма между энтеробактериями, вызывающими кишечные расстройства, и молочнокислыми микроорганизмами для лечения кишечных заболеваний человека.

Русский врач Э. Гартье (1905) применил кисломолочные продукты, содержащие ацидофильную палочку, для лечения кишечных расстройств.

В конце XIX - начале XX в. были открыты антагонистические свойства у спорообразующих бактерий. Позже из культуры почвенной спороносной палочки Bacillus brevis Р. Дюбо (1939) удалось выделить антибиотическое вещество, названное тиротрицином (тироцидин и грамицидин). В 1942 г. советскими исследователями Г.Ф. Гаузе и М. Г. Бражниковой был выделен из почвы новый штамм 

Bacillus brevis, вырабатывающий антибиотик грамицидин С, отличающийся от грамицидина Дюбо.

В 1939 г. Н. А. Красильников и А. И. Кореняко из культуры фиолетового актиномицета Actinomyces violaceus получили первый антибиотик актиномицетного происхождения.

А. Флеминг, изучая стрептококков, выращивал их на питательной среде в чашках Петри. На одной из чашек вместе со стафилококками выросла колония плесневого гриба, вокруг которой стафилококки не развивались. Заинтересовавшись этим явлением, Флеминг выделил культуру гриба, определенную затем как Penicilliurn notatum. Выделить вещество, подавляющее рост стафилококков, удалось только в 1940 г. оксфордской группе исследователей. Полученный антибиотик был назван пенициллином.

В 1942г. был выработан отечественный препарат пенициллина. Термин «антибиотики» предложил в 1942 г. Ваксман. первоначально это определение оказалось неточным. В дальнейшем было уточнено, что к антибиотикам следует относятся только такие вещества, которые в незначительных количествах проявляют специфическое действие на отдельные звенья обмена веществ микробной клетки.

Первым антибиотиком актиномицетного происхождения был стрептомицин, открытый в 1944 г. Ваксманом с сотрудниками. К противотуберкулезным антибиотикам относятся также открытые позже виомицин (флоримицин), циклосерин, канамицин, рифамицин.

В дальнейшем были открыты многие антибиотики, используемые в медицине – препараты антимикробного действия, подавляющие рост грамположительных и грамотрицательных бактерий, риккетсий, крупных вирусов.

В настоящее время число известных антибиотиков приближается к двум тысячам, однако в клинической практике используется всего около пятидесяти.

Антибиотики характеризуются избирательностью своего действия - каждый антибиотик действует на определенный набор видов микроорганизмов.

По характеру действия антибиотики делятся на бактерицидные и бактериостатические. Бактерицидное действие: влиянием антибиотика наступает гибель микроорганизмов. К таким антибиотикам относятся пенициллины, стрептомицин, неомицин, канамицин, ванкомицин, полимиксин.

Бактериостатическом действие: гибель микроорганизмов не наступает, прекращается их рост и размножение. После удаления антибиотика микроорганизмы снова могут развиваться.

Антибиотики нашли свое применение во многих отраслях народного хозяйства. В пищевой промышленности антибиотики используют при консервировании различных пищевых продуктов; для консервирования свежевыловленной рыбы, повышения стойкости мяса; в ряде отраслей бродильной промышленности для борьбы с чужеродными микроорганизмами.



Для хорошего сохранения пищевых продуктов необходимо подавить развитие микроорганизмов. Для этого используется консервирование, сквашивание, кипячение, замораживание продуктов. Во время этих процессов изменяются свойства продукта, значительно снижается его пищевая ценность.

В пищевой промышленности применяются антибиотики с малой токсичностью и сильным антибактериальным действием. В результате продукт хранится без потери своей питательной ценности.

Антибиотики используют для консервации мяса, рыбы, птицы, молока, плодов, овощей и др. Сохранение свежего мяса, рыбы и птицы затруднено из-за того, что эти продукты - идеальная среда для развития микроорганизмов.

Антибиотик скармливают животным перед убоем или вводят его под давлением в сонную артерию сразу же после убоя. Это позволяет увеличить срок хранения свежего мяса до 2-3 суток и улучшить его внешний вид, запах, цвет. Эффективным является опрыскивание разделанных и охлажденных говяжьих туш раствором антибиотика. Добавка антибиотика продляет срок хранения мясного фарша.

Применение антибиотиков позволяет значительно удлинить сроки хранения свежей рыбы. Рыбу погружают в раствор антибиотика (концентрация 5-100 мг/л) на 1-5 мин или в охлажденную морскую воду (1 - 1,5 °С), содержащую 2 мг/л антибиотика. Увеличиваются также сроки хранения рыбы при хранении ее на дробленом льду, содержащем 1-2 мг/л хлортетрациклина.

Такими же способами продляют срок хранения птицы. Иногда сроки хранения можно увеличить в 2-3 раза.

Применение антибиотиков при хранении и транспортировке молока без охлаждения позволяет удлиннить сроки хранения до четырех суток при 30 °С. Для хранения молока чаще всего используют тетрациклиновые антибиотики. Но потом эти антибиотики необходимо инактивировать: пенициллин - пенициллиназой, хлортетрациклин - трехзамещенным фосфатом натрия; выдерживают молоко при этом в течение нескольких часой при 20 °С.

Применяют антибиотики и при изготовлении овощных консервов, в этом случае часто используют антибиотики, полученные из высших растений (фитонциды).

При использовании антибиотиков для консервирования пищевых продуктов необходимо учитывать возможность попадания их в небольших количествах в организм человека. Поэтому обращают особое внимание на удаление антибиотиков перед окончательным приготовлением пищевых продуктов. В пищевой промышленности используются антибиотики, не применяющиеся в лечебных целях.

Фитонциды – это растительные антибиотики. Фитонциды содержатся в луке, чесноке, моркови, свекле, томатах, капусте, картофеле, рябине и других фруктах и овощах. В организме человека фитонциды убивают вредные микробы в желудочно-кишечном тракте. Фитонцидные свойства картофеля основаны на действии со

ланина, который находится в кожице и прилегающей к ней поверхности. Когда картофель начинает прорастать он становится горьким - увеличилось количество соланина. При хранении продуктов количество и активность фитонцидов уменьшается.


Задание 5

Гомоферментативные и гетероферментативные молочнокислые бактерии, их практическое использование.


Молочнокислые бактерии - группа микроорганизмов, сбраживающих углеводы с образованием молочной кислоты.

В зависимости от образующихся продуктов при сбраживании гексоз молочнокислые бактерии делятся на гомоферментативные и гетероферментативные. Гомоферментативные бактерии при брожении сахаров образуют в основном молочную кислоту и небольшое количество фумаровой, янтарной кислоты, летучих кислот, этилового спирта и диоксида углерода. Этот тип молочнокислого брожения можно редставить общим уравнением:


С6Н12О6 = 2СН3СНОНСООН


Гетероферментативные - вместе с молочной кислотой образуют большое количество уксусной кислоты, этилового спирта, углекислого газа, ацетоина и диацетила (неприятный запах), расходуя на это половину сахаров.

В зависимости от рН, температуры и других факторов конечные продукты брожения могут меняться у одного и того же вида молочнокислых бактерий. По

этому резко делить молочнокислые бактерии на гомо- и гетероферментативные нельзя.

Наиболее используемыми в пищевой промышленности гомоферментативными молочнокислыми бактериями являются следующие.

Молочный стрептококк (Streptococcus lactis) способствует сворачиванию молока при температуре 30-350 С за 10-12 часов, с накоплением до 1% кислоты.

Подвид S. lactis - S. lactis subsp. diacetilactis сбраживает соли лимонной кислоты с образованием ацетоина и диацетила (ароматичность продуктов).

Сливочный стрептококк (S. cremoris) применяется в заквасках вместе с молочнокислым стрептококком при температуре 25 0С.

Темофильный стрептококк (S. thermophilus) используется при приготовлении простокваши, ряженки. Накпливает до 1% кислоты при температуре 40-45 0С.

Болгарская палочка (Lactobacillus bulgaricus) накапливает в молоке до 2,5-3,5% молочной кислоты при оптимальной температуре 40-45 0С. Используется при изготовлении кумыса.

Ацидофильна палочка (L. acidophilus) используется при изготовлении ацидофильных молочнокислых продуктов. При сквашивании молока образуется до 2,2% кислоты, оптимальная температура 37-40 0С.

Дельбрюковская палочка (L. delbrueckii) используется при выпечке хлеба и в производстве молочной кислоты. Оптимальная температура 45-50 0С.

Молочнокислая палочка (L. plantarum) вызывает брожение при квашении овощей, накапливая до 1,3% кислоты при 30 0С.

Наиболее используемыми в пищевой промышленности гетероферментативными молочнокислыми бактериями являются следующие.

L.brevis – используется при квашении капусты, огурцов. Сбраживает сахара до молочной и уксусной кислоты, этилового спирта и углекислого газа.

Leuconostok cremoris – используется для ароматизации продукта. При сбраживании лимонной кислоты образуется диацетил.

В основном молочнокислые продукты используются в молочной промышленности. Но большое значение они имеют при квашении овощей, в хлебопечении, при изготовлении некоторых видов колбасных изделий , при созревании малосоленой рыбы, производстве молочной кислоты. Молочнокислые бактерии придают продуктам новый вкус, аромат, консистенцию.

Молочную кислоту используют в кондитерском производстве, консервной промышленности, при изготовлении безалкогольных напитков.

Молочнокислые бактерии образующиеся (самопроизвольно) при изготовлении вина, пива приводит к порче данного продукта.

Единственно полезным процессом, который вызывают молочнокислые бактерии в вине, является яблочно-молочное брожение в высококислотных винах. Разложение других составных частей молочнокислых бактерий в винах нежелательно. Совершенно безопасным для качества вина является процесс яблочно-

молочного брожения, при котором используется яблочная кислота и не затрагиваются другие компоненты. Степень опасности молочнокислых бактерий для вина, зависит от свойств и вида бактерий и характеристики вина. Наиболее желательны для проведения яблочно-молочного брожения гетероферментативные кокки, не сбраживающие лимонную кислоту и арабинозу, и гомоферментативные бактерии (при сбраживании глюкозы не образуют летучих кислот). Молочнокислые бактерии могут вызвать нежелательные процессы: молочнокислое брожение, маннитное брожение, разложение винной кислоты, ожирение вина.


Список используемой литературы


  1. Вербина Н.М., Каптерева Ю.В. Микробиология пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1988. – 256с.

  2. Жвирблянская А.Ю., Бакушинская О.А. Микробиология в пищевой промышленности. – М.: «Пищевая промышленность», 1975. - 501с.

  3. Мудрецова-Висс К.А. Микробиология: Учебник для товаровед. и технол. фак. торг. Вузов. – 5-е изд., перераб.- М.: Экономика, 1985. -256с.




Реклама:





Скачать файл (41.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru