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 «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 ЛЕКЦИЯ 2 Тема : Микроорганизмы – источники биоповреждений Вопросы : 1. Морфология, внутренняя организация и химический состав микроорганизмов (Бактерии. Микроскопические грибы. Дрожжи.) 2. Химические факторы, влияющие на развитие и жизнедеятельность микроорганизмов 3. Физические факторы, влияющие на развитие и жизнедеятельность микроорганизмов. 4. Биологические факторы, влияющие на развитие и жизнедеятельность микроорганизмов. 5. Агрессивные метаболиты микроорганизмов. 6.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, окисляющие серу Бактерии - производители самого прочного клея Бактерии-возбудители туберкулеза Масса бактериальной клетки - 4· г Шаровидные: микрококки, стрептококки, диплококки и тетракокки, стафилококки, сарцины); диаметр микрококка - 0,5-1,2 мкм. Палочковидные; образующие споры называют бациллами; длина 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 % массы клетки БЕЛКИ Б.-80%; Д.-60%; Г.-40% УГЛЕВОДЫ Б %; Г % ЛИПИДЫ 3-10 % МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА ПИГМЕНТЫ 5-10% с.о. сульфаты, карбонаты, хлориды и др. ВОДА

Бактерии относятся к одноклеточным организмам и состоят из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы, нуклеоида (обязательных компонентов бактериальной клетки). Некоторые бактерии могут иметь жгутики, капсулы, споры (необязательные компоненты бактериальной клетки). Кокки - неподвижны Палочковидные - подвижны и неподвижны Изогнутые и спиралевидные - подвижны Движение осуществляется с помощью жгутиков А- Монотрихи (один жгутик) В - Лофотрихи (пучок жгутиков) С - Амфитрихи (пучки жгутиков с двух сторон) D - Перетрихи (жгутики находятся по всей поверхности клетки ) Схема строения бактериальной клетки Подвижность бактерий

Плесневый гриб рода Penicillium Aspergillus nigerПлесневой гриб Stachybotrys 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.биосфере Многие грибы являются паразитами растений и животных, вызывая возникновение ряда опасных заболеваний.паразитами Некоторые грибы активно используются для хозяйственных и медицинских целей.

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 Мицелий – это тело гриба, состоит из гиф. Бывает: одноклеточный и многокле- точный. В зависимости от характера роста: - субстратный - воздушный Дугообразный воздушный гиф - столон Прикрепляется к субстрату при помощи ризоида ОСОБЕННОСТИ ГРИБОВ, ВЫЗЫВЮЩИХ БИОПОВРЕЖДЕНИЯ Споры способны адсорбироваться на гладкой поверхности; адгезия – первый этап биоповреждения Споры способны адсорбироваться на гладкой поверхности; адгезия – первый этап биоповреждения Мицелий, образующийся из проросших спор, быстро распространяется по субстрату и захватывает большие площади Мицелий, образующийся из проросших спор, быстро распространяется по субстрату и захватывает большие площади Микроскопические грибы способны выживать в биологически экстремальных условиях Микроскопические грибы способны выживать в биологически экстремальных условиях Продукты метаболизма грибов (органические кислоты) обладают высокой биохимической активностью и способны разрушать различные материалы Продукты метаболизма грибов (органические кислоты) обладают высокой биохимической активностью и способны разрушать различные материалы

Конидиеносцы у грибов рода Aspergillus (а) и Penicillium (б): 1 вегетативный мицелий; 2 конидиофор; 3 стеригмы; 4 конидии Если у гриба спора образуется на вершине особого гифа воздушного мицелия открыто, то она называется 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 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 1015 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 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, используют в качестве источника углерода неорганические вещества и СО 2 воздуха. - гетеротрофы, или органотрофы, бактерии, которые нуждаются для своего питания в органическом углероде (углеводы, жирные кислоты). По способности усваивать азот 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 подразделяются на: - облигатные аэробы, - микроаэрофилы, - факультативные анаэробы, - облигатные анаэробы.

Рост и размножение бактерий а –лагфаза (бактерии приспосабливаются к новой среде); б –фаза роста (размножение идет с нарастающей скоростью); в – стационарная фаза ( число образующихся клеток соответствует числу отмерших); г – фаза отмирания (клетки теряют жизнеспособность и погибают) 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 бактерии делятся поперек, шаровидные формы в разных плоскостях.

АГРЕССИВНЫЕ МЕТАБОЛИТЫ МИКРООРГАНИЗМОВ: - ферменты - органические кислоты ПИГМЕНТООБРАЗОВАНИЕ У БАКТЕРИЙ 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. д. Пигменты бактерий защищают их от природной ультрафиолетовой радиации, участвуют в процессах дыхания, реакциях синтеза, обладают антибиотическим действием.

ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ 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. Химичесие вещества Антисептики: Бактериостатики и фунгиостатики Бактерициды и фунгициды Механизм действия: Повреждают клеточную мембрану Нарушают проницаемость цитоплазматической мембраны Нарушают обменные процессы в клетке

ТЕМПЕРАТУРА СРЕДЫ -Психрофилы -Термофилы -Мезофилы ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ ВЛАЖНОСТЬ СРЕДЫ -Гидрофиты -Мезофиты -Ксерофиты ИЗЛУЧЕНИЯ: электромагнитные УФ-излучения γ- и рентгеновское излучение АКУСТИЧЕСКИЕ инфразвук низкочастотный

Симбиоз- совместное существование ТИПЫ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ МЕЖДУ МИКРООРГАНИЗМАМИ Мутуализ м- сожительств о благоприятн о для обоих симбионтов Антагонизм один вид микроорганизмов угнетает или приостанавливает развитие другого, либо даже вызывает его гибель. Синергизм - содружественно е действие двух или нескольких видов Паразитизм вид сожительства микроорганизм ов, когда пользу получает только один из партнеров Метабиоз - один из симбионтов живет за счет продуктов жизнедеятельно сти другого, не причиняя ему вреда. Мутуализм- сожительство благоприятно для обоих симбионтов

Вопросы??? Спасибо за внимание!!!!!!