Збудники, характеристика процесу та значення гниття у природі

Гниття

Мікроорганізми відіграють велику роль у руйнуванні білків, що у величезному масштабі відбуваються у природі, як складова частина кругообігу речовин.

Гниття – це процес глибокого руйнування білкових речовин мікроорганізмами.

Здатність руйнувати білкові речовини властива багатьом мікроорганізмам у тій чи іншій мірі. Деякі руйнують безпосередньо білки, інші впливають лише на більш прості сполуки – пептиди, амінокислоти та ін.

Розщеплення білків мікроорганізмами пов’язано з використанням їх для синтезу речовин свого організму, а також як енергетичний матеріал, при цьому білки зазнають більш глибокого розщеплення.

Гниття – складний, багатостадійний біохімічний процес, наслідки якого залежать від будови, складу самих білків, а також умов, за якими здійснюється процес, і видів мікроорганізмів, які його викликають.

Білкові речовини не здатні безпосередньо потрапляти у клітини мікроорганізмів, тому використовують білки лише ті, які мають протеолітичні ферменти екзопротеази, що вивільняються клітинами у оточуюче середовище.

Гниття легко здійснюється як за наявністю кисню, так і за умовами йго відсутності.

Руйнування білків здійснюється за схемою:

Білок+Н₂О→пептони+Н₂О→поліпептиди+Н₂О→амінокислоти

Процес руйнування білків починається з їх гідролізу. Первинними продуктами гідролізу є пептони та поліпептиди. Вони розщеплюються до амінокислот, які і є кінцевими продуктами гідролізу.

Подальше перетворення здійснюється за двома різним напрямками:

Дезамінування зводиться до відщеплювання аміногрупи –NH₂ від амінокислоти у вигляді аміаку NH₃. Розрізняють окислювальне, гідролітичне і відновне дезамінування. У кожному випадку утворюються різні речовини. Під час окислювального дезамінування утворюються кетокислоти і аміак:

СН₃СНNH₂СООН (аланін)+1/2О₂→СН₃СОСООН (піровиноградка кислота)+NН₃+СНСОСООН

Під час гідролітичного дезамінування утворюються оксикислоти і аміак:

СН₃СНNH₂СООН (аланін)+Н₂О→ОНСН₃СНСООН (молочна кислота)+NН₃

Під час відновлювального дезамінування утворюються карбонові кислоти і аміак:

СН₃СНNH₂СООН (аланін)+Н₂→СН₃СН₂СООН (пропіонова кислота)+ NН₃

Можливі і інші шляхи дезамінування, що призводять до утворення інших продуктів, наприклад, ненасичених з’єднань.

Декарбоксилування зводиться до відщеплювання від амінокислот карбоксильної групи у вигляді вуглекислого газу. Декарбоксилування активніше здійснюється кислому середовищі. Під час декарбоксилування окрім вуглекислого газу, утворюються аміни – кадаверин, путресцин, агматін (трупні отрути). Наприклад:

NH₂СН₂СН₂(лізин)+Н₂→NН₂СНСООН→NН₂(СН₂)₅СО₂NН₂ (кадавердин)

Декарбоксилування і дезамінування здійснюються часто сумісно, через що утворюються різноманітні з’єднання: мурашина, оцтова, пропіонова, масляна та інші кислоти, бутиловий, аліловий та інші спирти. Під час руйнування ароматичних амінокислот утворюються продукти гниття: фенол, скатол, індол – речовини, що мають дуже неприємний запах. Під час руйнування амінокислот, що містять сірку, утворюється сірководень або його похідні – меркаптани.

Подальше перетворення азотистих і без азотистих органічних з’єднань, що утворюються під час руйнування різних амінокислот, залежить від оточуючих умов існування і складу мікроорганізмів. Аеробні мікроорганізми піддають ці з’єднання окисленню до кінцевих мінеральних речовин – аміаку, вуглекислого газу, води, водню, сірководню, фосфатів. За анаеробними умовами повна мінералізація не здійснюється, через що утворюються проміжні органічні сполуки. Деякі з них мають отруйні властивості й неприємний запах.

До збудників гниття належать багато мікроорганізмів, особливо з групи бактерій. Більшість із них чутливі до кислого середовища й підвищеного вмісту хлориду натрію. Серед них зустрічаються аероби і анаероби, здатні утворювати спори, психрофіти(холод) і термофіли, рухомі і нерухомі. Це сінна, картопляна палички, перфрінгенс, протей та ін.

З аеробних міркоорганізмів частіше в процесах гниття беруть участь наступні:

Мікоідес – рухома гвинтова бацила, здатна утворювати спори овальної форми різної величини, руйнує білки без утворення сірководню.

Сінна паличка – коротка рухома спорова паличка з закругленими кінцями, широко розповсюджена у природі, енергійно руйнує білок. Сінна і картопляна палички окрім продуктів, що містять білок, псують їжу, що містить вуглеводи (кондитерські вироби, цукрові сиропи тощо), вражають хліб (переважно пшеничний), картоплю.

Бацила мегатерія – рухома спорова паличка, здатна утворювати довгі ланцюжки, на відміну від бацили мікоідеус продукує багато сірководню, здатна утворювати слиз на поверхні субстрату.

Бактерія флуоресценс – невелика рухома паличка, здатна продукувати пігмент флуоресцеїну, що надає зеленуватого кольору субстратам.

Бактерія продігіозум (паличка чудесної крові) – дрібна рухома паличка, що утворює ровоподібні колонії або суцільний наліт червоного кольору на різних продуктах.

За здатністю руйнувати білки до цієї групи відносять кишкову паличку і паличку протею, що є умовними анаеробами.

Серед анаеробних бактерій активними збудниками гниття є путрифікус, спорогенез і ін.

Путрифікус – рухома спорова паличка, руйнує білки з утворенням газоподібних речовин, зустрічається в грунті, гною, на харчових продуктах, консервах тощо.

Спорогенез – рухома спорова паличка, активно руйнує білок з утворенням сірководню.

Окрім бактерій до руйнування білків здатні плісняві гриби і актиноміцети. Усі вони приймають участь у кругообігу речовин у природі, але якщо потрапляють на харчові продукти, активно псують їх. Вони здатні завдавати величезні економічні збитки, деякі з них завдають ризику щодо здоров’я людини, бо продукують отруйні речовини.

Література:

1. Пирог Т.П. Загальна мікробіологія. К.: НУХТ. – 2004.

2. Векірчик К.М. Мікробіологія з основами вірусології. К.: «Либідь». – 2011.

3. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: «Мир». – 1987.

4. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. М.:Агропромиздат. – 1987.

5. Малигіна В.Д., Ракша-Слюсарева О.А. та ін.. Мікробіологія та фізіологія харчування. К.: Кондор. – 2009.

Лекція №7

Тема: Мікробіологія харчових продуктів

План:

3. Мікрофлора основних харчових продуктів: м’яса та м’ясних продуктів, риби, молока та молочних продуктів, яєць та продуктів їх переробки, зернових продуктів, плодів та овочів, стерилізованих банкових консервів.

4. Заходи запобігання мікробіологічного псування харчових продуктів

Дата добавления: 2014-11-29