Напишем:


✔ Реферат от 200 руб., от 4 часов
✔ Контрольную от 200 руб., от 4 часов
✔ Курсовую от 500 руб., от 1 дня
✔ Решим задачу от 20 руб., от 4 часов
✔ Дипломную работу от 3000 руб., от 3-х дней
✔ Другие виды работ по договоренности.

Узнать стоимость!

Не интересно!

Влияние физических факторов

К числу физических факторов, оказывающих воздействие на микроорганизмы, относятся температура, влажность среды, концентрация растворенных веществ в среде, свет, электромаг­нитные волны и ультразвук.

Температура

Это один из важнейших факторов внешней среды. Все микроорганизмы могут развиваться только в опре­деленных пределах температуры.

Наиболее благоприятная для микроорганизмов температура называется оптимальной. Она находится между крайними тем­пературными уровнями – температурным минимумом (низшей температурой) и температурным максимумом (высшей темпе­ратурой), при которых еще возможно развитие микроорганизмов.

Так, для большинства сапрофитов температурный оптимум составляет около 30°С, температурный минимум 10°С, макси­мум 55°С. Следовательно, при охлаждении среды до температуры ниже 10°С или при нагревании ее свыше 55°С развитие сап­рофитных микроорганизмов прекращается. Этим объясняется, что сапрофиты вызывают быструю порчу пищевых продуктов в теплое время года или в теплом помещении.

Для других микроорганизмов температурный оптимум мо­жет быть значительно ниже или выше. В зависимости от того, в каких пределах находится оптимальная для микробов темпе­ратура, все они подразделяются на три группы: психрофилы, термофилы и мезофилы.

Психрофилы (хладолюбивые микроорганизмы) хорошо раз­виваются при сравнительно низких температурах. Для них оптимум составляет около 10°С, минимум от - 10 до 0°С и макси­мум около 30°С. К психрофилам относятся некоторые гнилостные бактерии и плесени, вызывающие порчу продуктов, хранящихся в холодильниках и ледниках.

Психрофильные микроорганизмы живут в почве полярных районов и водах холодных морей.

Термофилы (теплолюбивые микроорганизмы) имеют темпе­ратурный оптимум примерно в 50°С, минимум около 30°С и макси­мум в пределах 70-80°С.

Такие микроорганизмы обитают в горячих водных источни­ках, самосогревающихся массах сена, зерна, навоза и т. д.

Мезофилы лучше всего развиваются при температуре около 30°С (оптимум). Температурный минимум для этих микроорга­низмов составляет 0-10°С, а максимум доходит до 50°.

Мезофилы представляют наиболее распространенную группу микроорганизмов. К этой группе относится большинство бакте­рий, плесневых грибов и дрожжей. Возбудители многих заболе­ваний также являются мезофилами.

Микроорганизмы по-разному реагируют на колебания тем­пературы. Некоторые из них очень чувствительны к отклонению температуры от оптимальной (многие бактерии, в том числе болезнетворные), другие же, наоборот, могут хорошо разви­ваться в широких температурных пределах (многие плесневые грибы и некоторые гнилостные бактерии). Следует заметить, что грибы вообще менее требовательны к условиям среды, чем бактерии.

Понижение температуры от точки оптимума на микроорга­низмах сказывается значительно слабее, чем повышение ее к максимуму.

Падение температуры ниже минимума обычно не приводит микробную клетку к гибели, а замедляет или приостанавливает ее развитие. Клетка переходит в состояние анабиоза, т. е. скры­той жизнедеятельности, наподобие зимней спячки многих жи­вотных организмов. После повышения температуры до уровня, близкого к оптимальному, микроорганизмы вновь возвращаются к нормальной жизнедеятельности.

Некоторые плесневые грибы и дрожжи сохраняют жизне­способность после продолжительного воздействия температуры - 190°С. Споры некоторых бактерий выдерживают охлаждение до - 252°С.

Однако далеко не всегда микроорганизмы сохраняют жизне­способность после воздействия низких температур. Клетка мо­жет погибнуть вследствие нарушения нормальной структуры протоплазмы и обмена веществ. Особенно неблагоприятно для микробной клетки многократное замораживание и оттаива­ние.

Низкие температуры широко применяются в практике хра­нения продовольственных товаров. Продукты хранят в охла­жденном (от 10 до  2°С) и замороженном (от 15 до 30°С) состоянии.

Сроки хранения охлажденных продуктов не могут быть про­должительными, так как развитие на них микроорганизмов не прекращается, а только замедляется.

Замороженные продукты сохраняются более продолжитель­ное время, поскольку развитие на них микроорганизмов исклю­чено. Однако после оттаивания такие продукты могут быстро испортиться вследствие интенсивного размножения сохранив­ших жизнеспособность микроорганизмов.

Повышение температуры от точки оптимума оказывает рез­кое влияние на микроорганизмы. Нагревание свыше темпера­турного максимума приводит к быстрой гибели микробов. Боль­шинство микроорганизмов погибает при температуре 60-70°С через 15-30 минут, а при нагревании до 80-100°С - в течение от нескольких секунд до 3 минут.

Споры бактерий выдерживают нагревание до 100° в течение нескольких часов. Для уничтожения спор прибегают к нагрева­нию до 120° в течение 20-30 минут.

Причиной гибели микроорганизмов при нагревании являет­ся, главным образом, свертывание белковых веществ клетки и разрушение ферментов.

Губительное действие высоких температур используется при консервировании продуктов путем пастеризации и стерилизации.

Пастеризация представляет собой нагревание продукта при температуре от 63 до 75°С в продолжение 30-10 минут (дли­тельная пастеризация) или от 75 до 93°С в течение нескольких секунд (короткая пастеризация). В результате пастеризации уничтожается большинство вегетативных клеток микробов, а споры остаются живыми. Поэтому пастеризованные продукты надо хранить на холоде, чтобы предотвратить прорастание спор. Пастеризации подвергают молоко, вино, фруктовые, овощ­ные соки и другие продукты.

Стерилизация означает нагревание продукта при тем­пературе 120°С в течение 10-30 минут. Во время стерилизации, которая проводится в специальных автоклавах, погибают все микроорганизмы и их споры. Вследствие этого стерилизованные продукты в герметической таре могут сохраняться годами.

Стерилизация применяется при изготовлении мясных, рыб­ных, молочных, фруктовых и других консервов.

Влажность среды

Она играет важную роль в жизнедеятель­ности микроорганизмов. В клетках микроорганизмов содер­жится до 85% воды. Все процессы обмена веществ протекают в водной среде, поэтому развитие и размножение микроорганиз­мов возможно только в среде, содержащей достаточное количе­ство влаги.

Уменьшение влажности среды приводит сначала к замедле­нию размножения микробов, а затем к его полному прекраще­нию.

Развитие бактерий останавливается при влажности среды, равной примерно 25%, а плесеней – около 15%.

В высушенном состоянии микроорганизмы могут сохранять жизнеспособность в течение длительного времени. Особенно устойчивы к высушиванию споры, которые сохраняются в вы­сушенном состоянии многие годы.

На высушенных средах микроорганизмы не проявляют своей жизнедеятельности. На этом основано консервирование пище­вых продуктов методом высушивания. Сушке подвергают пло­ды, овощи, грибы, молоко, хлеб, мучные кондитерские изделия и т. д.

При увлажнении высушенных продуктов они подвергаются быстрой порче вследствие бурного развития на них сохранив­ших жизнеспособность микроорганизмов. Сушеные продукты обладают способностью воспринимать влагу из окружающего воздуха, поэтому при их хранении надо следить, чтобы относи­тельная влажность воздуха не превышала определенной вели­чины.

Под относительной влажностью воздуха понимается выра­женное в процентах отношение фактического количества влаги в воздухе к тому количеству, которое полностью насыщает воз­дух при данной температуре. Развитие плесневых грибов на сушеных продуктах становится возможным, если относительная влажность воздуха превышает 75-80%.

Концентрация растворенных веществ в среде

Жизнедеятель­ность микроорганизмов протекает в средах, представляющих собой более или менее концентрированные растворы веществ. Одни из микроорганизмов обитают в пресной воде, где концен­трация растворенных веществ незначительна и, следовательно, невелико осмотическое давление (обычно десятые доли атмо­сферы). Другие же микробы, наоборот, живут в условиях высо­ких концентраций веществ и значительного осмотического давления, достигающего иногда десятков и сотен атмосфер.

Большинство микроорганизмов может существовать в сре­дах со сравнительно небольшой концентрацией растворенных веществ и обладает значительной чувствительностью к ее ко­лебаниям.

Повышение концентрации веществ в среде и связанного с ней осмотического давления приводит к плазмолизу клетки, на­рушению обмена веществ между нею и средой и затем к гибели клетки. Однако некоторые микроорганизмы способны сохранять жизнеспособность в условиях повышенной концентрации про­должительное время.

Плесневые грибы переносят повышенные концентрации ве­ществ (как и другие неблагоприятные факторы) легче, чем бактерии.

На губительном действии высоких концентраций веществ на микроорганизмы основано консервирование пищевых продуктов поваренной солью и сахаром.

Содержание в среде поваренной соли до 3% замедляет раз­множение многих микроорганизмов. Особенно чувствительны к действию поваренной соли гнилостные и молочнокислые бакте­рии. При содержании в продукте около 10% соли жизнедея­тельность этих бактерий подавляется полностью.

Малоустойчивы к действию поваренной соли многие возбу­дители пищевых отравлений, например, паратифозные бактерии и бацилла ботулизма; их развитие приостанавливается при кон­центрации соли около 9%.

Поваренную соль используют для консервирования рыбы, мяса, овощей и других продуктов.

Микроорганизмы погибают также в растворах, содержащих 60-70% сахара. С помощью сахара консервируют ягоды, фрукты, молоко и др.

Некоторые микроорганизмы, живущие обычно в условиях невысокого осмотического давления, сравнительно хорошо раз­виваются и на засоленных или засахаренных продуктах. Встре­чаются и такие микробы, которые способны развиваться нор­мально только в условиях высокой концентрации поваренной соли (например, в тузлуке). Такие микробы называются галофилами. Нередко галофилы вызывают порчу соленых продо­вольственных товаров. Консервирующее действие сахара значительно слабее, чем поваренной соли, поэтому в практике консервирования сахаром продукты подвергают еще нагреванию в герметически закупо­ренной таре.

Свет

Свет необходим для жизни только тем микробам, ко­торые используют световую энергию для обмена веществ.

Многим плесневым грибкам также требуется свет, поскольку при его постоянном отсутствии не происходит образования спор, хотя мицелий развивается нормально.

Прямой солнечный свет губителен для микроорганизмов, а рассеянный свет подавляет их развитие.

Сапрофитные бактерии менее чувствительны к действию света, чем бактерии-паразиты (болезнетворные); туберкулез­ная, брюшнотифозная, сибиреязвенная бактерии в лучах сол­нечного света погибают быстро. В связи с этим существенное санитарное значение приобретает систематическое облучение солнечным светом жилых и общественных помещений.

Бактерицидное (убивающее бактерии) действие солнечного света обусловлено прежде всего наличием в нем ультрафиоле­товых лучей. Эти лучи обладают большой химической и биоло­гической активностью. Они вызывают разложение и синтез некоторых органических соединений, свертывают белки, разру­шают ферменты, губительно действуют на клетки микроорга­низмов, растений и животных.

Созданы специальные устройства для искусственного полу­чения ультрафиолетовых лучей. С помощью этих лучей обезза­раживают питьевую воду, воздух лечебных и производственных помещений, холодильных камер и т. д.

Недостатком ультрафиолетовых лучей является малая про­никающая способность, вследствие чего их можно применять только для облучения поверхности предметов.

Электромагнитные волны

Электромагнитные волны имеют различную длину и частоту колебаний. Чем короче электромаг­нитная волна, тем выше частота ее колебаний. Считается, что электромагнитные волны больших длин (свыше 50 м) на мик­роорганизмы никакого действия не оказывают. Короткие (от 10 до 50 м) и особенно ультракороткие (менее 10 м) электромаг­нитные волны влияют на микроорганизмы губительно.

При прохождении через какую-либо среду эти волны обра­зуют в ней переменные токи высокой (ВЧ) и ультравысокой (УВЧ) частот, которые нагревают эту среду, причем быстро и равномерно во всей ее массе. Вода в стакане под действием таких токов нагревается до кипения за 2-3 секунды.

Токами ультравысокой частоты пользуются для стерилиза­ции продуктов при их консервировании. Такой метод консервирования имеет важные преимущества, так как не влияет на качество готового продукта.

Действием токов ультравысокой частоты можно пользо­ваться и для вытапливания жира из тканей.

Ультразвук

Звуковые колебания, частота которых состав­ляет более 20000 в секунду, называют ультразвуком. Ультра­звуковые колебания человеческое ухо не улавливает.

Ультразвуковые волны, распространяясь в среде, несут боль­шую механическую энергию, могут вызвать свертывание белков, ускорить химические реакции и произвести другие действия.

Мощные ультразвуковые колебания способны вызвать мгно­венное механическое разрушение клеток.

К воздействию ультразвуковых волн особенно чувствитель­ны бактерии, споры же их более выносливы.

Эффективность ультразвука зависит от продолжительности его воздействия, химического состава, вязкости и реакции среды, а также от температуры среды.

Природа бактерицидного действия ультразвука до конца еще не раскрыта. В какой мере ультразвук будет использо­ваться для консервирования продуктов, сказать сейчас трудно. Попытки применить энергию ультразвуковых колебаний для стерилизации молока, соков, питьевой воды пока не дали желаемого технико-экономического эффекта.

Orgy