Transcript Микроорганизмы – источники биоповреждений.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К. И. Скрябина» Лекция по дисциплине «
Биоповреждаемость сырья животного происхождения и товаров»
Для студентов факультета товароведения и экспертизы сырья животного происхождения Рекомендуется для подготовки по специальности 080401-«Товароведение и экспертиза товаров (в сфере производства и обращения непродовольственных товаров и сырья)» по квалификации специалиста - товаровед-эксперт Автор - д.т.н., профессор Сапожникова А.И.
Биоповреждаемость сырья животного происхождения и товаров
Лектор:
доктор технических наук, профессор Алла Ионовна Сапожникова
ЛЕКЦИЯ № 2 Тема :
Микроорганизмы – источники биоповреждений
Вопросы :
1.
Морфология, внутренняя организация и химический
состав микроорганизмов (Бактерии. Микроскопические грибы. Дрожжи.)
2.
3.
Химические факторы, влияющие на развитие и жизнедеятельность микроорганизмов Физические факторы, влияющие на развитие и жизнедеятельность микроорганизмов.
4.
5.
6.
Биологические факторы, влияющие на развитие и жизнедеятельность микроорганизмов.
Агрессивные метаболиты микроорганизмов.
Биохимические процессы, вызываемые
микроорганизмами, и их практическое значение.
Микрооргани́змы
(микробы) - мельчайшие, преимущественно одноклеточные, организмы , видимые только в микроскоп
На огромной глубине пока что единственные жители — бактерии.
Бактерии круглой формы внутри эритроцитов Бактерии-возбудители туберкулеза Бактерии, окисляющие серу
Масса бактериальной клетки 4 ·10 13 г
Бактерии - производители самого прочного клея
Шаровидные: микрококки, стрептококки, диплококки и тетракокки, стафилококки, сарцины); диаметр микрококка 0,5 1,2 мкм.
Палочковидные; образующие споры называют бациллами; длина 2 5 мкм, диаметр 0,5 1мкм.
Извитые: вибрионы, спириллы, спирохеты, нитевидные (актиномицеты, лучистые грибки)
МИКРООРГАНИЗМЫ ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ОРГАНОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ: С,О, N, H (90 97% с.о.) МИНЕРАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ: Р (93 10% с.о.) МИКРОЭЛЕМЕНТ Ы: Cu, Zn, Mn, Mo ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА 15-25 % массы клетки ВОДА МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА БЕЛКИ Б.-80%; Д.-60%; Г.-40% ЛИПИДЫ УГЛЕВОДЫ Б.-10-30%; Г.- 40-60% 3-10 % ПИГМЕНТЫ 5 10% с.о.
сульфаты, карбонаты, хлориды и др.
Схема строения бактериальной клетки Бактерии относятся к одноклеточным организмам цитоплазмы, нуклеоида (обязательных компонентов бактериальной клетки). жгутики, капсулы, споры бактериальной клетки).
и состоят из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, Некоторые бактерии могут иметь (необязательные компоненты
Подвижность бактерий Кокки
неподвижны
Палочковидные
подвижны и неподвижны
Изогнутые и спиралевидные
подвижны
Движение осуществляется с помощью жгутиков А Монотрихи (один жгутик) В С Лофотрихи (пучок жгутиков) Амфитрихи (пучки жгутиков с двух сторон) D Перетрихи (жгутики находятся по всей поверхности клетки )
Грибы присутствуют во всех биологических нишах - в воде, на суше и в воздухе.
Они играют важную роль биосфере , разлагая всевозможные органические материалы, поэтому многие грибы являются опасными вредителями, наносящими серьёзный экономический ущерб.
Многие грибы являются паразитами растений и животных, вызывая возникновение ряда опасных заболеваний.
Некоторые грибы активно используются для хозяйственных и медицинских целей.
Плесневый гриб рода Penicillium Aspergillus niger Плесневой гриб Stachybotrys
Мицелий – это тело гриба, состоит из гиф . Бывает: одноклеточный и многокле точный.
В зависимости от характера роста: субстратный воздушный Дугообразный воздушный гиф Прикрепляется к субстрату при помощи ризоида столон РАЗМНОЖЕНИЕ ГРИБОВ
вегетативное размножение происходит без образования специализированных органов –любая часть мицелия дает начало новому организму
при бесполом и половом размножении образуются специализированные клетки – споры, с их помощью происходит размножение
ОСОБЕННОСТИ ГРИБОВ, ВЫЗЫВЮЩИХ БИОПОВРЕЖДЕНИЯ
Споры способны адсорбироваться на гладкой поверхности; адгезия – первый этап биоповреждения Мицелий, образующийся из проросших спор, быстро распространяется по субстрату и захватывает большие площади Микроскопические грибы способны выживать в биологически экстремальных условиях
Продукты метаболизма грибов (органические кислоты) обладают высокой биохимической активностью и способны разрушать различные материалы
Если у гриба называется спора образуется на вершине особого гифа воздушного мицелия открыто, то она конидия, а несущий ее гиф – конидиеносецем.
Если у гриба спора образуется внутри особых клеток, развивающихся на концах гиф, то это спорангии – вместилища для спор (их называют спорангиоспорами ), а гифы, несущие спорангии со спорами, спорангиеносцами
Конидиеносцы у грибов рода
Aspergillus
(а) и Penicillium (б):
1
— вегетативный мицелий; 2 — конидиофор; 3 — стеригмы;
4
— конидии Спорангии и спорангиеносцы у грибов рода Mucor: 1 — плодоносящий мицелий; 2 — спорангиеносец; 3 — спорангий со спорами
Дрожжи внетаксономическая группа одноклеточных грибов, утративших мицелиальное строение в связи с переходом к обитанию в жидких и полужидких, богатых органическими веществами субстратах
Дрожжи – одноклеточные неподвижные
микроорганизмы; размеры их обычно не превышают 10—15 мкм Форма клеток дрожжей чаще округлая, овально-яйцевидная или эллиптическая, реже цилиндрическая и лимоновидная, встречаются серповидные, игловидные, стреловидные, треугольные.
Могут вызывать порчу пищевых продуктов
Встречаются патогенные виды Применение :
хлебопечение, виноделие, пивоварение и квасоварение
биотехнология, промышленное производство спирта
пищевая и кормовая промышленность, медицина,
применение в качестве модельных объектов
коммерческие продукты, продаваемые под названием «сухие дрожжи»
Жизненные функции (физиология ) микроорганизмов
:
питание, дыхание, рост и размножение.
В основе физиологических функций лежит непрерывный обмен веществ ( метаболизм ).
Сущность обмена веществ составляют два противоположных, но взаимосвязанных процесса: ассимиляция (анаболизм) и диссимиляция (катаболизм).
Типы питания бактерий
По усвоению углерода бактерии делятся на 2 типа :
аутотрофы, или литотрофы
вещества и СО 2 воздуха.
, используют в качестве источника углерода неорганические
гетеротрофы, или органотрофы
По способности усваивать азот
, — бактерии, которые нуждаются для своего питания в органическом углероде (углеводы, жирные кислоты).
микроорганизмы делятся на 2 группы: аминоавтотрофы — для синтеза белка клетки используют молекулярный азот воздуха или усваивают его из аммонийных солей.
аминогетеротрофы — получают азот из органических соединений — аминокислот, сложных белков ( все патогенные микроорганизмы и большинство сапрофитов).
-
По характеру источника использования энергии микроорганизмы делятся на
фототрофы , использующие для биосинтетических реакций энергию солнечного света хемотрофы получают энергию за счет окисления неорганических веществ (нитрифицирующие бактерии и др.) и органических соединений (большинство бактерий, в том числе и патогенного для человека вида).
Все бактерии
-
по типу дыхания
облигатные аэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы, облигатные анаэробы.
подразделяются на:
Рост и размножение бактерий
Рост — это увеличение размеров отдельной особи.
Размножение — способность организма к воспроизведению.
Основным способом размножения у бактерий является поперечное деление, которое происходит в различных плоскостях с формированием многообразных сочетаний, клеток (гроздья, цепочки, тюки и т. д.) Палочковидные поперек, бактерии делятся шаровидные формы — в разных плоскостях.
а – б – в – лагфаза приспосабливаются к новой среде); (бактерии фаза роста (размножение идет с нарастающей скоростью); стационарная фаза ( число образующихся клеток соответствует числу отмерших); г – фаза отмирания (клетки теряют жизнеспособность и погибают)
АГРЕССИВНЫЕ МЕТАБОЛИТЫ МИКРООРГАНИЗМОВ: -
ферменты органические кислоты
ПИГМЕНТООБРАЗОВАНИЕ У БАКТЕРИЙ
д.
Образование пигментов происходит при хорошем доступе кислорода и определенном составе питательной среды. По химическому составу и свойствам пигменты неоднородны и подразделяются на: растворимые и нерастворимые в воде и спирте.
Бактерии могут образовывать пигменты разного цвета: красный — Serratia marcescens; кремовый — Staphilococcus aureus; желтый — Scifreus; синий — синегнойная палочка и т. Пигменты бактерий защищают их от природной ультрафиолетовой радиации, участвуют в процессах дыхания, реакциях синтеза, обладают антибиотическим действием.
КИСЛОТНОСТЬ СРЕДЫ
Оптимум значений рН
Для бактерий : 6,8-7,3
Для грибов: 1,2-11, 5,0-6,0; наиболее благоприятна слабокислая среда с рН 5,0 - 6,0.
В большинстве случаев микроорганизмы изменяют рН среды, в которой они развиваются
Концентрация растворенных веществ в среде
Большинство бактерий малочувствительны к концентрации NaCl в пределах 0,5 — 2%, но 3% е содержание этого вещества в среде неблаго
-
приятно действует на многие микроорганизмы.
При концентрации поваренной соли около 3 — 4 % размножение многих гнилостных бактерий подавляется, а при концентрации NaCl 7 — 10 % их размножение прекращается.
Палочковидные гнилостные бактерии менее стойки, чем кокки .
ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ
Химичесие вещества Антисептики: Бактериостатики и фунгиостатики Бактерициды и фунгициды Механизм действия:
Повреждают клеточную мембрану
Нарушают проницаемость цитоплазматической мембраны Нарушают обменные процессы в клетке
ВЛАЖНОСТЬ СРЕДЫ
-
Гидрофиты
-
Мезофиты
-
Ксерофиты ТЕМПЕРАТУРА СРЕДЫ
-
Психрофилы
-
Термофилы
-
Мезофилы ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ ИЗЛУЧЕНИЯ:
электромагнитные
УФ-излучения
γ и рентгеновское излучение
инфразвук
АКУСТИЧЕСКИЕ низкочастотный
ТИПЫ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ МЕЖДУ МИКРООРГАНИЗМАМИ Симбиоз- совместное существование
Мутуализ м-
сожительств о благоприятн о для обоих симбионтов Синергизм содружественно е действие двух или нескольких видов
Антагонизм
—
один вид микроорганизмов угнетает или приостанавливает развитие другого, либо даже вызывает его гибель.
Метабиоз -
один из симбионтов живет за счет продуктов жизнедеятельно сти другого, не причиняя ему вреда
.
Паразитизм —
вид сожительства микроорганизм ов , когда пользу получает только один из партнеров