Дыхание бактерий, типы дыхания

Дыхание микроорганизмов, сущность процесса. Способы дыхания.

Для своей жизнедеятельности каждая микробная клетка кроме питательных веществ нуждается в энергии. Эту энергию микроорганизмы получают в процессе дыхания. Сущность дыхания у микробов заключается в окислении сложных органических соединений до более простых веществ с выделением тепловой энергии, которая и используется микробами. В большинстве случаев микроорганизмы получают энергию путем окисления углеводов и других органических соединений. За счет полученной энергии происходит синтез сложных органических соединений в самой клетке.

По типу дыхания микроорганизмы делятся на аэробы и анаэробы. Аэробы - микроорганизмы, которые для дыхания и получения необходимой энергии нуждаются в свободном доступе кислорода из воздуха. У этой группы микробов процесс дыхания аэробный. Анаэробы - микроорганизмы, которые получают энергию при дыхании без доступа кислорода воздуха путем расщепления питательных веществ. Различают облигатные (строгие) и факультативные (нестрогие) анаэробы. Облигатные анаэробы проявляют свою жизнедеятельность только при отсутствии кислорода воздуха. Факультативные анаэробы могут развиваться в средах как в присутствии кислорода воздуха, так и без него.

В химизме дыхательных процессов у аэробов и анаэробов имеется много общего. Во всех случаях первым этапом дыхательных процессов является отщепление водорода от субстрата (дегидрирование) в присутствии специфических ферментов - дегидрогеназ. Происходящие процессы носят окислительно-восстановительный характер.

Сущность окисления состоит в потере электронов окисляющимся веществом, тогда как сущность восстановления состоит в присоединении этих электронов восстанавливающимся веществом. Та или иная последовательность биохимических реакций в течение обменных процессов возможна благодаря тонким изменениям окислительно-восстановительного потенциала, под которым понимают способность вещества отдавать или получать электроны.

При аэробном типе дыхания аэробные дегидрогеназы передают отнятый от субстрата водород или непосредственно кислороду воздуха, или цитохромной системе. Это так называемое аэробное дегидрирование, при котором происходит обычно полное окисление. При полном окислении конечными продуктами являются вода и углекислота, при этом освобождается вся энергия. При неполном окислении происходит образование продуктов, в которых заключается значительная часть энергии.

В анаэробных условиях биохимические процессы происходят при отсутствии кислорода воздуха. Анаэробные дегидрогеназы не могут отдавать водород кислороду воздуха, а передают его другим веществам, от которых сравнительно легко отщепляется кислород. Это так называемое анаэробное дегидрирование, при котором происходит неполное окисление субстрата.

Влияние химических факторов на жизнедеятельность организмов.

Большие концентрации химических веществ действуют на микроорганизмы бактериостатически или бактерицидно, вызывая их гибель. Химические вещества, вызывающие гибель микроорганизмов, получили название дезинфицирующих. Эффективность действия химических веществ зависит от химической природы этого вещества, его концентрации, температуры, реакции среды, вида микроорганизма и др. Вещества, применяемые для уничтожения микробов, должны быть в растворенном состоянии. Чем легче вещество адсорбируется микробной клеткой, тем сильнее его действие. Химические вещества в зависимости от их действия на микробную клетку можно разделить на следующие группы:

вещества, повреждающие только клеточную стенку, не изменяющие внутренней структуры микроба (мыла, жирные кислоты);

вещества, вызывающие повреждение оболочки и клеточных белков (фенол, крезол и их производные);

вещества, вызывающие денатурацию белков (формальдегид - 40%-ный раствор формалина);

вещества, вызывающие инактивацию ферментов (соли тяжелых металлов - соли ртути, меди, серебра и др.).

Наиболее чувствительными к химическим веществам являются микробы, не образующие спор, вегетативные формы. Споровые формы довольно устойчивы к воздействию различных химических веществ. Для их уничтожения необходимо готовить горячие растворы высокой концентрации химических веществ. Так, споры сибиреязвенной палочки погибают в 5%-ном растворе фенола только за 14 сут, в то время как вегетативные формы этого возбудителя гибнут от такой концентрации за несколько секунд.

При выборе дезинфицирующих веществ для уничтожения микробов необходимо учитывать вид микроорганизма. Например, вирусы очень чувствительны к щелочам, возбудитель сибирской язвы - к хлору и формальдегиду, а возбудители туберкулеза устойчивы к воздействию кислот и щелочей.

Реакция среды (рН - показатель концентрации водородных ионов) оказывает влияние на рост и развитие микроорганизмов. Жизнедеятельность различных видов микробов возможна только при определенном рН. Большинство микроорганизмов развиваются в слабощелочной среде (рН 7,2-7,6), дрожжи и плесневые грибы лучше культивируются при рН 3-6. Меняя реакцию среды, можно регулировать интенсивность развития и биохимическую активность микробов. При снижении рН до 5 гнилостные бактерии не развиваются, в то время как при такой реакции наиболее активно проявляется ферментативная активность дрожжей.

Спиртовое брожение, возбудители, химизм. Промышленное значение.

Спиртовое брожение – микробиологический процесс превращения углеводов в спирт и углекислый газ. Вызывается аскомицетовыми дрожжами рода Saccharomyces, некоторыми бактериями и отдельными представителями мукоровых грибов. Основными возбудителями спиртового брожения являются дрожжи – сахаромицеты. Это факультативно-анаэробные микроорганизмы. В аэробных условиях дрожжи получают энергию путем полного окисления моно- и дисахаридов до углекислого газа и воды, т.е. путем аэробного дыхания. При этом интенсивно накапливается биомасса (эффект Пастера). Поэтому производство хлебопекарных дрожжей ведут в аэробных условиях. Ацидофилы. Мезофилы. Естественным местообитанием дрожжей является поверхность плодов и ягод, сок и поверхность листьев, нектар, вода, почва, кожные покровы и пищеварительный тракт людей и животных. Спиртовое брожение лежит в основе производства этилового спирта, пива, вина, используется в хлебопечении. Совместно с молочнокислым брожением оно используется при производстве кваса, кефира, кумыса. Основными потребителями этилового спирта являются пищевая и химическая промышленность, а также медицина.

Гельминтозы

Глистные заболевания, или гельминтозы, - чрезвычайно обширная группа широко распространенных болезней, возбудителями которых являются гельминты.

Чаще всего заражение происходит через

почву, зараженную испражнениями гельминтов, через грязные овощи и фрукты. Мухи также играют свою роль в заражении глистами, перенося на лапках яйца гельминтов и оставляя их на продуктах. При попадании в организм воды из общественных водоемов также велик риск заражения. Дети зачастую заражаются от больных животных.

Чтобы не заразиться гельминтами, следует соблюдать правила гигиены. Надо тщательно мыть руки перед едой и после каждого посещения уборной, мыть сырые овощи, фрукты и ягоды (особенно клубнику). Воду следует пить только кипяченую. Надо следить за чистотой жилого помещения, дворов, садов, вести борьбу с мухами, содержать уборные в чистоте. Перед тем как и с пользовать нечистоты для удобрения огородов, их следует обезвреживать. Для этого их закладывают на несколько месяцев в так называемые компосты: переслаивают землей, навозом, торфом или углем. Мясные и рыбные пищевые продукты следует хорошо проваривать и прожаривать. Покупать и продавать можно только то-мясо, которое прошло ветеринарно-санитарный контроль

33. Отравление не бактериального происхождения, меры предупреждения.

1. отравление продуктами, ядовитыми по своей природе, - грибами, ядрами косточковых плодов, сырой фасолью, некоторыми видами рыб;

2. отравление продуктами временно ядовитыми - картофелем, рыбой в период нереста;

3. отравление ядовитыми примесями химических веществ - цинком, свинцом, медью, мышьяком.

Отравление грибами. Ядовиты строчки, бледная поганка, мухоморы, ложные опята и целый ряд других грибов.

Меры предупреждения лесные сушеные, соленые и маринованные грибы поступали отсортированными по видам. В свежем виде должны поступать только шампиньоны, выращенные в теплицах.

Отравление ядрами косточковых плодов возникают из-за присутствия в них гликозида амигдалина, который при гидролизе в организме человека образует синильную кислоту. На предприятиях общественного питания запрещают использовать ядра слив, персиков, абрикосов, вишен и горького миндаля в производстве кондитерских изделий.

Отравление сырой фасолью объясняется наличием в ней яда фазина, который разрушается при тепловой обработке. Отравление чаще возникает от употребления фасолевой муки и концентратов, производство которых в настоящее время запрещено. В процессе приготовления пищи из фасоли следует особое внимание уделять тепловой обработке.

Отравление некоторыми видам рыб (маринки, усача, иглобрюха) возникает из-за того, что их икра, молока ядовиты. На предприятиях общественного питания эти виды рыб должны поступать выпотрошенными.

Отравление проросшим картофелем вызвано присутствием в нем гликозида соланина, содержащегося в глазках и кожице клубней. Особенно много соланина в недозревшем, проросшем, позеленевшем картофеле. С целью профилактики этого отравления необходимо хорошо очищать и дочищать глазки картофеля. Весной, сильно проросшие клубни, следует варить только очищенными и отвары использовать нельзя.

Отравление свинцом возникает при использовании оцинкованной посуды для приготовления и хранения пищи.

34. Гигиенические основы проектирования и устройства предприятия, требования к размещению предприятия и его участка.

Проектирование предприятий общественного питания в городах и в сельской местности осуществляется в соответствии со Строительными нормами и правилами СНиП 11-Л.8-71 «Предприятия общественного питания. Нормы проектирования», разработанными с учетом гигиенических требований.

Гигиенические требования к размещению предприятия и его участку. При выборе земельного участка для предприятия общественного питания руководствуются следующими гигиеническими требованиями:

• участок должен быть достаточного размера соответственно мощности предприятия (количества мест), форма участка прямоугольная с соотношением сторон 1:1, 1:1,5; 1:2;
• участок должен быть удален от промышленных объектов и от установок коммунального назначения на расстояние от 100 до 1000 м в зависимости от их назначения и находиться по отношению к ним с наветренной стороны, а к лечебно-профилактическим и детским учреждениям с подветренной стороны (по розе ветров); участок для строительства кулинарных или заготовочных фабрик должен обеспечивать удаление от других зданий не менее чем на 50 м;
• участок должен иметь ровный, с небольшим уклоном рельеф, не затапливаться ливневыми, паводковыми водами, иметь крупнозернистую почву и низкий уровень стояния грунтовых вод (не менее 1 м ниже уровня подвального этажа);
• на участке не должны позднее чем 20 лет назад располагаться свалки;
• к участку должна быть обеспечена подводка центрального водоснабжения, канализации, электросети, прокладка подъездных путей.

При проектировании предприятия общественного питания разрабатывается генеральный план участка с указанием ориентации зданий относительно стран света. Генеральный план - план участка с обозначением расположения всех зданий, подсобных сооружений, зеленых насаждений, ограждений, дорог, пешеходных дорожек, стоянок, а также места ввода водопровода, канализации, электросети и т. п. На территории участка обычно выделяют две зоны - производственную и хозяйственную, разделенные зелеными насаждениями.

В хозяйственной зоне могут располагаться дворовые постройки (навес для тары, сараи для песка, угля и т. п.). В этой зоне на удалении 25 м от окон и дверей здания на площадке из цемента, асфальта или кирпича должен располагаться мусоросборник (металлический, бетонированный, обитый железом). Площадка должна превышать площадь мусоросборника на 1,5 м со всех сторон.

Площадь участка необходимо рационально использовать. По гигиеническим требованиям для достаточной инсоляции и аэрации помещений степень застройки, т. е. площадь участка, занятая зданиями, не должна превышать 30-40%, а до 50% участка, т. е. вся свободная от застройки и проездов территория, должна быть озеленена.

На территории должно быть два выезда. При наличии одного въезда предусматривается площадка для разворота транспорта диаметром 20 м. Отдельно от подъездных путей устраиваются асфальтированные пешеходные дорожки.

35. Санитарные требования к планировке и устройству п.о.п.

Объемно-планировочные и конструкторские решения помещений должны предусматривать последовательность (поточность) технологических про-цессов, исключающих встречные потоки:

Сырья, сырых полуфабрикатов и готовой продукции;

Использованной и чистой посуды;

Встречного движения посетителей и персонала;

Готовой продукции и пищевых отходов.

Набор и площади помещений должны соответствовать мощности организации и обеспечивать соблюдение санитарных правил и норм.

Помещение для потребителей. К этой группе помещений относятся: торговые залы с раздаточными, буфет, вестибюль, магазин кулинарии, диетические залы, банкетные залы, аванзал, боксы, кабины, эстрада и др.

Планировка торговых предприятий зависит от назначения предприятия и форм обслуживания посетителей. На предприятиях, работающих в системе самообслуживания, торговые залы должны непосредственно примыкать к помещениям горячего и холодного цехов.

На предприятиях средней и большой мощности между торговым залом, горячим и холодным цехами, хлеборезкой устанавливаются раздаточные отсеки. Площадь зала определяется числом посадочных мест и назначением предприятия.

Размещение оборудования в торговых залах оказывает большое влияние на организацию обслуживания посетителей. Раздаточные и буфетные прилавки, кассы должны быть расположены в торговом зале таким образом, чтобы избежать встречных потоков потребителей и обслуживающего персонала. Большое значение при планировке имеет ширина проходов в торговых залах. Она зависит от типа ПОП, конфигурации зала и др. Ширина основных проходов должна составлять 1,2-1,5 м. Дополнительные проходы для распределения потоков посетителей предусматриваются в столовых и ресторанах шириной 0,9-1,2 м.

Расстояние между раздаточной линией и барьером принимается равным 0,7-0,8 м.

Количество мест в гардеробной проектируется на 10 больше посадочных мест в зале.

В вестибюле оборудуют не менее двух туалетных комнат из расчета один унитаз на 60 мест в зале, в шлюзах устанавливают умывальники с подводкой горячей и холодной воды.

Совмещение туалетов для посетителей и персонала не допускается. На предприятиях с числом мест более 100, устанавливают дополнительные умывальники (один умывальник на каждые 50 мест).

Помещение для отпуска обедов на дом должно быть отдельным, но непосредственно связанным с кухней, в нем должны быть установлены: умывальник с подводкой горячей и холодной воды, мармиты, холодильный шкаф.

Магазин кулинарии проектируется, как правило, с отдельным входом. Он оборудуется холодильными шкафами и прилавками - витринами.

Производственные помещения. Поскольку в производственных помещениях происходит холодная и тепловая обработка пищевых продуктов, планировка этих помещений должна осуществляться с учетом санитарно-гигиенических требований, исключающих возможность возникновения и распространения пищевых инфекций и пищевых отравлений.

Производственные помещения следует располагать в надземных этажах, что обеспечивает их лучшее освещение и вентиляцию. Планировка помещений должна обеспечивать поточность производственных процессов в кратчайший путь прохождения сырья с момента его получения до выпуска готовой продукции. Нельзя допускать перекрещивание потоков сырья с полуфабрикатами и готовой продукции, использованной посуды с чистой. Эти санитарные требования можно выполнить только при вертикальной планировке производственных и складских помещений (на первом этаже - производственные, в полуподвальном или подвальном - складские). При этом сырье проходит кратчайший путь (при помощи подъемника) и минимально загрязняется при транспортировке. Овощной цех следует располагать ближе к подъемнику и выходу, так как в него поступает наиболее загрязненное сырье.

К планировке холодного цеха следует предъявлять высокие санитарные требования, поскольку выпускаемые им блюда готовятся из продуктов, которые не подвергаются тепловой обработке (салаты из свежих огурцов, помидоров, редиса и др.

) или уже прошли ее (салаты, винегреты, заливные, сладкие блюда).

Холодный цех необходимо располагать таким образом, чтобы можно было легко осуществить связь с горячим цехом, с заготовочными цехами, со складскими помещениями моечной столовой посуды. Вместе с тем холодный цех должен быть размещен в комплексе с помещениями, связанными с реализацией готовых блюд, с раздаточной и торговым залом. Во избежание повышения температуры в холодном цехе его следует полностью отгораживать от горячего цеха и торгового зала.

Чтобы исключить возможность повышения температуры и влажности в помещениях, горячий цех и кухню не следует размещать под заготовочными и холодным цехами, обеденным залом.

Если предприятие общественного питания размещается в жилом здании, то проектируют потолочные перекрытия, предупреждающие возможность проникновения в верхние этажи запахов, а также влажного и горячего воздуха. Кроме того, на ПОП должна быть оборудована самостоятельная вентиляция.

Запрещается размещать производственные помещения под душем, ванной, туалетом, т.к. при засорении канализации в них могут проникать сточные воды.

Раздаточная должна быть непосредственно связана с кухней, торговым залом, моечной столовой посуды и хлеборезкой.

В заготовочных цехах (овощной, мясо-рыбный), где площадь каждого цеха составляет 20 м2, целесообразно отделять стеклянной перегородкой высотой 1,7-1,8 м места для мытья и чистки овощей (в овощном цехе), для первичной обработки мяса и птицы (в мясном цехе).

В столовых-доготовочных технологический процесс приготовления кулинарных изделий обычно осуществляется в одном помещении, без деления его на отдельные цеха. В таких помещениях необходимо предусмотреть хорошую вентиляцию (кондиционирование воздуха) и достаточную освещенность.

Обработка мясных, рыбных и овощных полуфабрикатов должна производиться раздельно (раздельные технологические линии с использованием раздельного оборудования), при этом целесообразно максимально механизи-ровать все технологические процессы.

Производственные помещения следует изолировать от административно-хозяйственных. Если проектируемое предприятие располагается на двух этажах, то торговый зал, производственные цеха и моечные отделения должны находиться на первом этаже в непосредственной близости друг от друга.

Большое гигиеническое значение при планировании помещений имеет ориентация их по отношению сторон света. В цехе для приготовления холодных блюд и закусок, кондитерских цехах, где осуществляется приготовление крема и отделка тортов и пирожных, предусматривается северо-западная ориентация и средства защиты от инсоляции.

Складские помещения. Складские помещения группируют вокруг разгрузочной. Для хранения скоропортящихся продуктов предусматривается отдельный охлаждаемый блок, для хранения сухих продуктов и овощей - отдельные кладовые. Над складскими помещениями, размещенными в подвальных или полуподвальных этажах, не располагают моечные отделения и санитарные узлы.

Количество и размеры складских помещений зависят от мощности предприятия.

Кладовые для сухих продуктов располагают в сухих, хорошо вентилируемых помещениях.

Для хранения хлеба целесообразно предусмотреть специальное помещение и хлеборезку.

Скоропортящиеся продукты хранят в холодильных камерах, где обеспечивается отдельное хранение: мяса, рыбы, молока и молочных продуктов; зелени и фруктов; гастрономии и готовых кулинарных изделий.

Охлаждаемые камеры должны иметь самостоятельную приточно-вытяжную вентиляцию, не связанную с вентиляцией других помещений.

Холодильные установки должны быть смонтированы на виброизоли-рующей основе (для снижения шума и вибрации).

Для распаковки и осмотра продуктов в камерах предусматривается приемно-разгрузочная площадка.

В складе для овощей во избежание загрязнения приемно-разгрузочной площадки картофелем и овощами следует предусмотреть загрузочный люк, закрытый козырьком от попадания в него атмосферных осадков.

В блоке охлаждаемых помещений предусматривают камеру для хранения пищевых отходов с отдельным входом. Камера должна удобно сообщаться с помещением моечной столовой посуды.

Служебные и бытовые помещения. К служебным помещениям относят помещения конторы, дирекции, бухгалтерии, службы маркетинга и др. Располагать их следует в надземном этаже.

Бытовые помещения включают гардеробные для домашней и санитарной одежды, бельевые, душевые, санитарные узлы, комнаты для персонала. Располагать их можно как в подвальном помещении, так и на первом этаже здания вблизи от лестничной клетки.

Помещения конторы и дирекции целесообразно проектировать ближе к лестничной клетке и служебному входу, чтобы в производственные помещения не могли попадать посторонние лица.

Бытовые помещения (гардеробные, душевые, санузлы) для обслуживающего персонала рекомендуется компоновать единым блоком, изолировано от производственных помещений предприятия.

Комната для персонала предназначается для приема пищи сотрудниками предприятия, поэтому ее следует располагать в группе производственных помещений, ближе к горячему цеху и моечной столовой посуды.

Количество бытовых помещений и их размеры зависят от числа мест для посетителей данного предприятия.

Гардеробные для персонала проектируют отдельно для мужчин и женщин. Личную одежду и санитарную одежду следует хранить в шкафах с двумя отделениями. На крупных предприятиях предусмотрено отдельное хранение личной одежды и санитарной одежды, а также душевые пропускного типа с раздевалкой и комнатой одевания.

Туалеты целесообразно проектировать на каждом этаже или через этаж со шлюзами, в которых устанавливаются умывальники и вешалки для санитарной одежды. Расстояние от рабочего места до туалета не должно превышать 75 м.

В тамбуре туалета для персонала предусматривается отдельный кран со смесителем на уровне 0,5 м от пола для забора воды, предназначенной для мытья полов, а также сливной трап с уклоном к нему.

К служебным помещениям на крупных заготовочных предприятиях относят санитарно-техническую лабораторию. Она состоит из помещения приема проб, лаборатории, химико-технологического и бактериологического отделения, кабинета начальника. Площадь помещений лаборатории составляет 8-10 м2 на 1 т перерабатываемого сырья.

В химико-технологическое отделение входит помещение для физико-химических анализов с вытяжным шкафом, моечная, весовая, кладовая для хранения реактивов, посуды и др. Подсобные помещения могут быть объединены при условии разделения линий мойки, хранения посуды и реактивов.

В бактериологическом отделении имеется комната для бактериологических исследований, бокс для посевов, автоклавная, моечная и средоварочная.

Технические помещения. Это особая группа помещений, которая не всегда может располагаться единым блоком. Эти помещения проектируют в цокольном и подвальном этажах, а также на различных этажах ПОП. Они должны иметь удобный доступ и самостоятельные входы из производственных коридоров или хозяйственной зоны предприятия.

Машинное отделение холодильных камер располагают рядом с холодильными камерами. На малых предприятиях не предусматривается машинное отделение. Нельзя устанавливать холодильные агрегаты на лестницах и под лестницами, у входных дверей, в вестибюле, в машинном отделении лифтов.

Вентиляционные камеры и тепловой пункт располагают у наружных стен зданий.

Электрощитовую проектируют у наружных стен зданий и в непосредственной близости от производственных помещений. Запрещено их располагать под моечными, душевыми и другими помещениями, где имеются канализационные трапы и раковины.

Камеру кондиционирования воздуха располагают рядом с теплопунктом и в удобной связи с холодильной установкой.

В группе технических помещений предприятий с числом посадочных мест не более 150 предусматривается помещение для слесаря-механика площадью 6 м2.

36. Канализация, ее санитарные и противоэпидемиологические требования. Сбор и удаление пищевых отходов и отбросов.

Канализация представляет собой сеть подземных труб и каналов, по которым сплавным путем отводятся за пределы населенного пункта физиологические выделения человека и сточная вода, образующаяся в результате хозяйственно-бытового и промышленного использования водопроводной воды. Только канализация полностью ограждает почву от загрязнения нечистотами, немедленно удаляет их из здания и быстро транспортирует за пределы населенной зоны.

Основные составные элементы канализации:

1) домовые приборы для приема стоков и отбросов;

2) сеть труб;

3) сооружения для очистки сточных вод перед выпуском их в водоем.

Канализация заменяет вывозную систему и устраняет свойственные последней санитарные недостатки. Беспрепятственное удаление использованной воды позволяет доводить водопотребление в канализованных городах до норм, полностью удовлетворяющих требованиям поддержания личной и общественной гигиены на высоком уровне.

Санитарно-эпидемиологические требования к канализации и удалению твердых отходов на предприятиях общественного питания. Санитарное благополучие предприятия общественного питания в значительной степени зависит от правильной организации удаления жидких и твердых отбросов.

Удаление жидких отходов . На предприятиях общественного питания удаление жидких отходов осуществляется с помощью внутренней хозяйственно-бытовой ипроизводственной канализации , которая оборудуется на всех предприятиях независимо отих мощности и степени благоустройства местности.

Устройство системы канализации должно соответствовать требования действующих строительных норм и санитарно-эпидемиологических правил.

Отведение всех сточных вод осуществляется в систему централизованных очистных сооружений, а при их отсутствии - по санитарно-эпидемио-логическому заключению органов санэпидслужбы в систему локальных очистных сооружений канализации.

Внутренняя система канализации производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод должна быть раздельной и иметь самостоятельные выпуски во внутриплощадочную сеть канализации. При этом уровень выпуска производственных стоков должен быть выше уровня выпуска хозяйственно-фекальных вод. Все помещения, оборудованные моечными ваннами, ракови-нами, унитазами и сливными трапами не должны размещаться ниже уровня внутриплощадочной канализации, которая примыкает к пищевому объекту. Горизонтальные отводы канализации от всех производственных помещений обязательно оборудуются устройствами для прочистки труб, а на концевых участках отводов устраиваются «дыхательные» стояки, предотвращающие засасывание сточных вод при залповых сбросах их из оборудования.

Не допускается прокладывать внутренние канализационные сети с бытовыми и производственными стоками под потолком обеденных залов, производственных и складских помещений предприятий. Канализационные стояки не разрешается прокладывать в обеденных залах, производственных и складских помещениях. Допускается прокладывать стояки в оштукатуренных коробах без ревизии лишь в производственных и складских помещениях.

Важно предусмотреть, чтобы технологическое оборудование и моечные ванны не загрязнялись содержимым производственной канализации. С этой цельюих присоединяют к канализационной сети с воздушным разрывом струи не менее 20мм от верха приемной воронки. Все приемники стоков внутренней канализации должны иметь гидравлические затворы (сифоны).

Для крупных предприятий обязательным требованием является также установка сооружений для очистки сточных вод от жира, крахмала, песка до поступления последних в наружную канализационную сеть.

При расположении предприятия общественного питания на первом этаже в жилых домах и зданиях иного назначения следует предусматривать изоляцию сети производственной и бытовой канализации предприятия от хозяйственно-фекальной канализации этих зданий. Для этого канализационная система предприятия подключается к городской сети отдельными выпусками. Стояки бытовой канализации из верхних этажей жилых домов и зданий иного назначения допускается прокладывать только горизонтальных или вертикальных технологических каналах. Расположенные над предприятиями санитарные узлы, душевые и ванные должны иметь полы с гидроизоляцией.

Все производственные цеха, а также моечные, загрузочная, дефростер и камера хранения пищевых отходов оборудуются сливными трапами с уклоном пола к ним.

Во всех строящихся и реконструируемых предприятиях общественного питания следует оборудовать унитазы и раковины для мытья рук персонала специальными устройствами, исключающими загрязнение рук (локтевые, педальные приводы и т.п.).

В тамбуре туалета для персонала необходимо предусматривать отдельный кран со смесителем для забора воды, предназначенной для мытья пола. Кран должен располагаться на высоте 0,5 м от пола и иметь сливной трап с уклоном к нему.

Все стационарные предприятия общественного питания должны иметь для посетителей туалеты и раковины для мытья рук. Не разрешается совмещение туалетов для персонала и посетителей.

Временные предприятия быстрого обслуживания (павильоны, палатки, фургоны и др.) необходимо располагать в местах, оборудованных общественными туалетами.

Не допускается сброс неочищенных сточных вод в открытые водоемы и поглощающие колодцы.

Удаление мусора и пищевых отходов . Скопление на предприятии мусора и пищевых отходов может явиться источником загрязнения его дурнопахнущими ядовитыми газами (например, сероводородом), а также способствовать размножению микроорганизмов и появлениюмух, насекомых, грызунов, что резко снижает уровень санитарного состояния предприятия.

Сбор пищевых отходов в производственных помещениях и моечных отделениях производят в специальные контейнеры небольшой вместимости Хранятих в охлаждаемой камере для отходов при температуре не выше 2 °С и ежедневно вывозят. Расположение камер для отходов должно обеспечить минимальный путь удаления отходов из моечных отделений.

Для сбора мусора и пищевых отходов на территории необходимо использовать раздельные контейнеры с крышками. Контейнеры устанавливаются на площадках с твердым покрытием, размеры которых превышают площадь контейнеров на 1 м по периметру.

Площадка мусоросборника должна иметь санитарный разрыв не менее 25 м от жилых домов, площадок для игр и отдыха.

Мусоросборники освобождаются при заполнении не более 2/3 их объема, после этого подвергаются очистке и дезинфекции с применением средств, разрешенных санитарной службой.

В настоящее время действует планово-регулируемая система очистки от мусора, предусматривающая ежедневный вывоз его за пределы города. При этом важной гигиенической мерой является тщательная изоляция мусора как в процессе его хранения в мусоросборниках, так и при транспортировке. Подсчитано, что из одного, находящегося в антисанитарных условиях мусорного ящика, летом может размножиться несколько десятков тысячмух в сутки. Для сбора и вывоза твердых отбросов наиболее приемлема, с гигиенической точки зрения, система сменных контейнеров.

37. Гигиенические требования к отоплению и вентиляции на п.о.п.

Системы вентиляции, удаляющие воздух из помещения, называют вытяжными, а подающие чистый наружный воздух - приточными. В системах механической приточной вентиляции поступающий в систему воздух должен соответствовать гигиеническим требованиям, забираться на высоте не менее 2 м от поверхности земли. Расстояние от воздухозабора до места вентиляционных выбросов должно быть не менее 10 м.

Смена воздуха в помещении в процессе вентиляции называется воздухообменом. Кратность воздухообмена показывает сколько раз в течение часа сменяется воздух данного помещения. Кратность воздухообмена в заготовочных цехах принимается дня вытяжки равной 4 и для притока - 3, в моечных - соответственно 6 и 4 объемам в час. Для горячих цехов необходимо проведение расчетов кратности воздухообмена.

Подаваемый воздух очищают, в холодный период года подогревают до температуры не ниже 12 °С. Приточный воздух должен поступать в верхнюю зону помещений. Одной приточной системой можно объединить горячий и кондитерский цехи, моечные и заготовочные цехи. Причем в этих цехах вытяжка должна преобладать над притоком не менее чем в два раза, а в залах - приток над вытяжкой, т.е. подпор приточного воздуха должен приходиться на наиболее чистые помещения. Благодаря этому загрязненный воздух не проникает в зал и другие непроизводственные помещения.

В помещениях отделки кондитерских изделий приточная система вентиляции выполняется с противопыльным и бактерицидным фильтром.

На небольших предприятиях общественного питания с числом мест до 100 допускается устройство только вытяжной системы вентиляции без приточной. На остальных предприятиях оборудуется общеобменная приточно-вытяжная вентиляция.

Дыхание является источником энергии для живых существ. Происходящие в микробной клетке синтетические процессы построения протоплазмы, процессы роста, размножения, движения и др. требуют притока свободной энергии, так как эти процессы эндотермичны. Поэтому в микробной клетке постоянно совершаются одновременно с процессами ассимиляции процессы диссимиляции, освобождающие энергию для ее жизнедеятельности.

Совокупность биохимических процессов, в результате которых образуется энергия, необходимая для жизнедеятельности клетки, составляет энергетический обмен. В противоположность высшим организмам энергетический обмен у микроорганизмов имеет разнообразные формы: дыхание, брожение и др.

Дыханием называется окисление органических веществ с помощью газообразного кислорода до углекислоты и воды. Так, окисление сахара в процессе дыхания выражается уравнением С 6 Н 12 О 6 +6О 2 =6СО 2 +6Н 2 О+энергия. Это уравнение противоположно уравнению фотосинтеза 6СО 2 +6Н 2 О+энергия=C 6 H 12 О 6 +6O 2 .

В 1861 г. Луи Пастер при изучении масляно-кислого брожения установил, что возбудитель этого брожения (Вас. butyricus) нормально развивается только в отсутствие свободного кислорода, энергию он поручает за счет реакции расщепления органического субстрата. Пастер определил сущность брожения как жизнь без кислорода. Кислород воздуха не принимает участия в брожении, а органическое вещество окисляется за счет отнятия водорода, который присоединяется к продуктам распада этого же органического вещества или выделяется в газообразном состоянии.

Автотрофы получают энергию за счет окисления простых неорганических соединений: сероводорода, аммиака, водорода. Денитрифицирующие и десульфофицирующие бактерии получают энергию путем окисления соответственно нитратов и сульфатов, но они могут получать энергию и за счет окисления органических веществ. У некоторых микробов реакция окисления кислородом не доходит до конечных продуктов - СО 2 и Н 2 О. Такой неполный окислительный процесс наблюдается у уксуснокислых бактерий, окисляющих спирт только до уксусной кислоты, и некоторых видов плесеней, разлагающих сахар до щавелевой и лимонной кислот.

Гнилостные бактерии используют энергию, освобождающуюся при расщеплении ими белков, при этом энергия химических связей аминокислот превращается в энергию АТФ.

По отношению к кислороду микробы разделяются на две группы: аэробы, развивающиеся только при наличии кислорода в окружающей среде, и анаэробы, которые развиваются при отсутствии свободного кислорода. Кроме того, имеется еще одна промежуточная группа - факультативные анаэробы, способные жить как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Имеются также микроаэрофилы, развивающиеся при уменьшенном количестве кислорода в среде, например бруцеллезная палочка.

Образующаяся химическая энергия только частично рассеивается в виде тепла. Большая же часть этой энергии улавливается и сохраняется в виде макроэргических связей АТФ. Фосфатные группы связаны между собой непрочно и легко освобождают свою энергию в нужных количествах там, где она необходима для жизнедеятельности клетки. АТФ, теряя энергию, превращается в АДФ (аденозиндифосфат) и в АМФ (аденозинмонофосфат).

1. АТФ+Н 2 О→АДФ+Н 3 РО 4 +10000 кал

2. АДФ+Н 2 О→АМФ+Н 3 РО 4 +10000 кал

АТФ, АДФ, АМФ и фосфорная кислота всегда присутствуют в различных соотношениях в каждой клетке. Реакции эти обратимы, АМФ и АДФ могут присоединять к себе фосфорную кислоту и превращаться в АТФ. Так обеспечивается более или менее постоянное количество АТФ в клетке. Запас АТФ в клетке ограничен. Для восстановления макроэргических связей АТФ все время используется энергия расщепления углеводов и других веществ.

Долгое время считали, что процесс дыхания свойствен высшим организмам, а брожение только микроорганизмам. Затем было установлено, что они тесно связаны друг с другом. Дыхание и брожение представляют собой очень сложные комплексы сопряженных окислительно-восстановительных процессов, которые определяются тем или иным набором ферментов.

Во всех энергетических процессах в клетке можно различить три стадии. В первой, подготовительной стадии крупные молекулы углеводов, жиров, белков распадаются на небольшие молекулы глюкозы, глицерина, жирных кислот, аминокислот. Происходит подготовка веществ к дальнейшим превращениям, здесь не происходит заметного извлечения энергии.

В следующей стадии, называемой стадией неполного окисления, образовавшиеся глюкоза, жирные кислоты и другие вещества подвергаются сложному многоступенчатому процессу. Таково неполное окисление, которое называется гликолизом или брожением. Эта стадия анаэробная. Гликолиз представляет собой более десяти последовательных ферментативных реакций. Из глюкозы последовательно образуется десять различных промежуточных веществ (субстратов) и действует столько же специфических ферментов. Весь этот процесс идет по типу молочнокислого брожения, вызываемого молочнокислыми бактериями, и имеет много сходного со спиртовым брожением, вызываемым дрожжами.

Процесс начинает фермент гексокиназа, под влиянием которого глюкоза вступает в реакцию с АМФ и образуется гексозо-6-фосфат. Гексозо-6-фосфат под действием фермента алдолазы переходит во фруктозо-6-фосфат и т. д. Конечным продуктом гликолиза является молочная кислота. Суммарное уравнение всего процесса выражается так: С 6 Н 12 О 6 =2С 3 H 6 О 3 .

Последней стадией процесса является полное окисление субстратов до конечных продуктов - СО 2 и Н 2 О. Эта стадия протекает в аэробных условиях. Следовательно, она имеется только у аэробов. В этой стадии участвуют органические кислоты, состоящие из трех углеродных атомов, почему и назвали ее циклом трикарбоновых кислот (Крепс, 1953).

Цикл начинается с того, что две молекулы молочной кислоты окисляются и дают две молекулы пировиноградной кислоты. Одна из молекул пировиноградной кислоты окисляется с отщеплением одной молекулы углекислоты, и образуется уксусная кислота. Углекислота связывается с другой молекулой пировиноградной кислоты, и образуется щавелевоуксусная кислота. Уксусная кислота соединяется с коферментом А, происходит конденсация ее с щавелевоуксусной кислотой и водой, и образуется лимонная кислота.

Лимонная кислота превращается в аконитовую кислоту. Далее происходит еще ряд превращений с образованием снова щавелевоуксусной кислоты, и па этом цикл заканчивается. Лимонная кислота оказывается вся разложенной. Из ферментов в цикле участвуют дегидрогеназы НАД, ФАД, цитохромы. Так, при дегидровании янтарной кислоты в цикле от нее отнимается электрон, он переносится на ФАД, и образуется ФАД-Н 2 , янтарная кислота окисляется в фумаровую кислоту. Электроны далее продвигаются по цепочке цитохромов к кислороду. Происходит соединение с активированным цитохромоксидазой кислородом с образованием воды. Непосредственно же кислород в реакциях не участвует.

Подсчитано, что в этом цикле из одной молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ и в процессе гликолиза две молекулы АТФ, всего, следовательно, 38 молекул АТФ, или 380 больших калорий из 680 больших калорий, содержащихся в грамм-молекуле глюкозы, т. е. получено 55% полезной химической энергии. Это очень большой процент но сравнению с к.п.д., получаемым в технике (12-25%). Энергия выделялась постепенно по частям. Если бы она была выделена сразу, то клетка была бы повреждена.

Ферменты, принимающие участие в реакциях, расположены в митохондриях и локализованы рядами по порядку их действия в ходе гликолиза и цикла трикарбоновых кислот.

Продукты распада триоз частично идут на биосинтез. Так, из пировиноградной кислоты может образоваться аланин, из кетоглутаровой кислоты - глютаминовая кислота, из щавелевоуксусной кислоты - аспарагиновая кислота путем аминирования. Уксусная кислота может пойти на синтез высших жирных кислот.

Протекающие при дыхании реакции имеют сопряженный характер окисления-восстановления. В ходе реакций окисления-восстановления развивается электродвижущая сила, которая может быть измерена в виде так называемого окислительно-восстановительного потенциала (rН 2).

Аэробы приспособлены к более высокому rН 2 (20 и выше), анаэробы - к низкому (0-12), факультативные анаэробы - 0-20. Снижая rН 2 среды, можно добиться роста анаэробов в присутствии кислорода, а повышая rН 2 , выращивать аэробы в анаэробных условиях.

В энергетическом отношении анаэробное дыхание во много раз менее эффективно, чем аэробное. Так, если при аэробном процессе окисления глюкозы до СО 2 и Н 2 О получается 674 ккал, то при спиртовом брожении - 27 ккал, при молочнокислом - 18 ккал и при масляно-кислом - всего 15 ккал. Это объясняется тем, что конечными продуктами анаэробного окисления являются органические соединения, сохранившие еще большой запас энергии. Например, спирт (продукт спиртового брожения) прекрасно горит.

Потерю тепла при брожении можно наблюдать в культурах, хорошо защищенных от потери тепла. За счет выделения этого тепла происходит самонагревание влажного сена, навоза, торфа и пр.

У светящихся бактерий потеря энергии выражается в виде свечения. Свечение морской воды, гнилого дерева, мха, рыбы объясняется присутствием на них особых светящихся бактерий аэробов. Они имеют особый фермент - люцеферазу, который химическую энергию АТФ переводит в энергию света.

К анаэробным относятся палочки столбняка, ботулинуса, масляно-кислые бактерии, возбудители газовой гангрены и др.

К аэробам относятся нитрифицирующие, уксуснокислые, азотобактерии, миксобактерии, плесени, микобактерии, холерный вибрион. Факультативные анаэробы - кишечная палочка, дифтерийная палочка, стрептококк, стафилококк, спириллы и др.

Основы микробиологии, физиологии питания и санитарии

методичка

2.3 Дыхание микроорганизмов

Описанные выше процессы ассимиляции пищи протекают с затратой энергии. Потребность в энергии обеспечивается процессами энергетического обмена, сущность которых заключается в окислении органических веществ, сопровождаемом выделением энергии. Получаемые при этом продукты окисления выделяются в окружающую среду.

Схематично реакцию окисления-восстановления при участии фермента дегидрогеназы можно представить следующим образом:

АН 2 + В - А + ВН 2 + энергия

Способы получения энергии у микроорганизмов разнообразны.

В 1861 г. французский ученый Л.Пастер впервые обратил внимание на уникальную способность микроорганизмов развиваться без доступа кислорода, в то время как все высшие организмы - растения и животные - могут жить только в атмосфере, содержащей кислород.

По этому признаку (по типам дыхания) Л.Пастер разделил микроорганизмы на две группы - аэробы и анаэробы.

Аэробы для получения энергии осуществляют окисление органического материала кислородом воздуха. К ним относятся грибы, некоторые дрожжи, многие бактерии и водоросли. Многие аэробы окисляют органические вещества полностью, выделяя в виде конечных продуктов СО 2 и Н 2 О. Этот процесс в общем виде может быть представлен следующим уравнением:

С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 = 6СО 2 + 6Н 2 О + 2822 кДж.

Анаэробы - это микроорганизмы, способные к дыханию без использования свободного кислорода. Анаэробный процесс дыхания у микроорганизмов происходит за счет отнятия у субстрата водорода. Типичные анаэробные дыхательные процессы принято называть брожениями. Примерами такого типа получения энергии могут служить спиртовое, молочнокислое и маслянокислые брожения. Рассмотрим на примере спиртового брожения:

С 6 Н 12 О 6 = 2С 2 Н 5 ОН + 2СО 2 + 118 кДж.

Отношение анаэробных микроорганизмов к кислороду различно. Одни из них совсем не переносят кислорода и носят название облигатных, или строгих, анаэробов. К ним относятся возбудители маслянокислого брожения, столбнячная палочка, возбудители ботулизма. Другие микробы могут развиваться как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Их называют - факультативными, или условными анаэробами; это молочнокислые бактерии, кишечная палочка, протей и др.

2.4 Ферменты микроорганизмов

Ферменты - вещества, способные каталитически влиять на скорость биохимических реакций. Они играют важную роль в жизнедеятельности микроорганизмов. Открыты ферменты в 1814 г. русским академиком К.С.Кирхгофом.

Как и другие катализаторы, ферменты в реакциях превращения веществ принимают участие лишь в качестве посредников. Количественно в реакциях они не расходуются. Ферменты микроорганизмов обладают целым рядом свойств:

1) При температуре до 40-50єС увеличивается скорость ферментативной реакции, но затем скорость падает, фермент перестает действовать. При температуре выше 80°С практически все ферменты необратимо инактивируются.

2) По химической природе ферменты бывают однокомпонентными, состоящими только из белка, и двухкомпонентными, состоящими из белковой и небелковой частей. Небелковая часть у ряда ферментов представлена тем или иным витамином.

3) На активность фермента оказывает большое влияние рН среды. Для одних ферментов наилучшей является кислая среда, для других - нейтральная или слабощелочная.

4) Ферменты обладают высокой активностью. Так, молекула каталазы разрушает в минуту 5 млн молекул пероксида водорода, а 1 г амилазы при благоприятных условиях превращает в сахар 1 т крахмала.

5) Каждый фермент обладает строгой специфичностью действия, т. е. способностью влиять только на определенные связи в сложных молекулах или лишь на определенные вещества. Например, амилаза вызывает расщепление только крахмала, лактаза - молочного сахара, целлюлаза - целлюлозы и т. д.

6) Ферменты, присущие данному микроорганизму и входящие в число компонентов его клетки, называются конститутивными. Существует и другая группа - ферменты индуцируемые (адаптивные), которые вырабатываются клеткой только при добавлении к среде вещества (индуктора), стимулирующего синтез данного фермента. В этих условиях микроорганизм синтезирует фермент, которым, он не обладал.

7) По характеру действия ферменты подразделяются на экзоферменты, которые выделяются клеткой во внешнюю среду, и эндоферменты, которые прочно связаны с внутренними структурами клетки и действуют внутри нее.

8) Хотя ферменты вырабатываются клеткой, но и после ее смерти они временно еще остаются в активном состоянии и может произойти автолиз (от греч. аutos - сам, lysis - растворение) - саморастворение или самопереваривание клетки под влиянием ее собственных внутриклеточных ферментов.

В настоящее время известно более 1000 ферментов. Ферменты делятся на 6 классов:

1-й класс - оксидоредуктазы - играют большую роль в процессах брожения и дыхания микроорганизмов, т. е. в энергетическом обмене.

2-й класс - трансферазы (ферменты переноса) катализируют реакции переноса групп атомов от одного соединения к другому.

3-й класс - гидролазы (гидролитические ферменты). Они катализируют реакции расщепления сложных соединений (белки, жиры и углеводы) с обязательным участием воды.

4-й класс - лиазы включают двухкомпонентные ферменты, отщепляющие от субстратов определенные группы (СО 2 , Н 2 О, NН з и т. д.) негидролитическим путем (без участия, воды).

5-й класс - изомеразы - это ферменты,.катализирующие обратимые превращения органических соединений в их изомеры.

6-й класс - лигазы (синтетазы) - это ферменты, катализирующие синтез сложных органических соединений из более простых. Лигазы играют большую роль в углеводном и азотном обмене микроорганизмов.

Применение ферментов микробов в пищевой и легкой промышленности позволяет значительно интенсифицировать технологический процесс, повысить выход и улучшить качество готовой продукции. Препараты амилолитических ферментов применяют при производстве этилового спирта из крахмалосодержащего сырья вместо зернового солода, а в хлебопекарной промышленности взамен солода при приготовлении заварного ржаного хлеба; добавляют грибные амилазы и в пшеничное тесто. Поскольку в этом препарате помимо амилазы имеются, хотя и в небольшом количестве, другие ферменты (мальтаза, протеазы), процесс изготовления теста ускоряется, увеличиваются объем и пористость хлеба, улучшаются его внешний вид, аромат и вкус. Применение этих ферментных препаратов в пивоварении позволяет частично заменить солод ячменем. С помощью грибной глюкоамилазы получают глюкозную патоку и кристаллическую глюкозу из крахмала. Пектолитические ферментные грибные препараты используют в соко-морсовом производстве и виноделии. В результате разрушения пектина этими ферментами ускоряется процесс выделения сока, повышается его выход, фильтрация и осветление. Ферментные препараты, содержащие микробные протеазы, используют для повышения стойкости (предохранения от белкового помутнения) вина и пива, а в сыроделии - взамен (частично) сычужного фермента. Целесообразно применять микробные протеазы для размягчения мяса, ускорения созревания мяса и сельди, получения из отходов рыбной и мясной промышленности пищевых гидролизатов и для других технологических процессов переработки животного и растительного сырья.

2.5 Химический состав микроорганизмов

По составу веществ клетки микроорганизмов мало чем отличаются от клеток животных и растений. В них содержится 75-85% воды, остальные 16-25% составляет сухое вещество. Вода в клетке находится в свободном и в связанном состоянии. Связанная вода входит в состав коллоидов клетки (белки, полисахариды и др.) и с трудом высвобождается из них. Свободная вода участвует в химических реакциях, служит растворителем для различных соединений, образующихся в клетке в процессе обмена веществ.

Сухое вещество клетки состоит из органических и минеральных веществ.

белки - до 52%,

полисахариды - до 17%,

нуклеиновые кислоты (РНК до 16%, ДНК до 3%),

липиды - до 9%

Эти соединения входят в состав различных клеточных структур микроорганизмов и выполняют важные физиологические функции. В клетках микроорганизмов находятся и другие вещества - органические кислоты, их соли, пигменты, витамины и др.

Контрольные вопросы

1. Что такое тургор?

2. Что такое диссимиляция?

3. Какие микроорганизмы называются автотрофными?

4. Что такое осмос?

5. Какие микроорганизмы называются факультативными?

6. Что такое плазмолиз?

7. в каких процессах участвуют липазы?

8. Какое количество воды входит в состав микроорганизмов?

10. Какие микроорганизмы называются анаэробными?

Аэробное дыхание - это окислительный процесс, в ходе которого расходуется кислород. При дыхании субстрат без остатка расщепляется до бедных энергией неорганических веществ с высоким выходом энергии...

Аэробное и анаэробное дыхание растений

Анаэробное дыхание. Некоторые микроорганизмы способны использовать для окисления органических или неорганических веществ не молекулярный кислород, а другие окисленные соединения, например, соли азотной, серной и угольной кислот...

Гетеротрофные организмы. Окисление органических веществ (дыхание) для энергетического обеспечения жизнедеятельности

Дыхание. Первоначально люди называли дыханием просто вдыхание и выдыхание воздуха. Долгое время считали даже, что человек никак не изменяет состав воздуха при дыхании, и вообще вдыхает воздух, только чтобы охладить «перегретые» лёгкие...

Дыхательная система человека

Различают внешнее дыхание - совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа клеточное, или тканевое...

Иммобилизованные растительные клетки

О жизнеспособности клеток судят по их дыханию, которое можно измерять в течение инкубации через различные промежутки времени. Измерения проводят с помощью кислородного электрода Кларка по следующей стандартной методике. Клетки...

Морфология и метаболизм дрожжей

При росте в аэробных условиях при низком содержании глюкозы в среде дрожжи получают АТФ за счет процессов дыхания, как это делает большинство аэробных организмов...

При анаэробном дыхании конечным акцептором электронов могут являться углеводы, в числе других органических веществ, но не молекулярный кислород. Бактерии, способные к анаэробному дыханию, имеют укороченную дыхательную цепь...

Превращение микроорганизмами соединений углерода

При аэробном дыхании донором водорода или электронов являются органические (реже неорганические) вещества, а конечным акцептором - молекулярный кислород. При аэробном дыхании пируват, образованный в ходе гликолиза и пути Энтнера-Дудорова...

Предмет, задачи и методы физиологии растений

В процессе дыхания участвует сложная цепь окислительно-восстановительных превращений углеводов и жиров. Под окислением какого-либо соединения понимают процесс потери им электрона (протона), под восстановлением -- их присоединения...

Регуляция дыхания

На активность нейронов дыхательного центра выраженное влияние оказывают рефлекторные воздействия. Различают постоянные и непостоянные (эпизодические) рефлекторные влияния на дыхательный центр...

Способы размножения у различных микроорганизмов, сущность и химизм их дыхания

Потребность в энергии обеспечивается процессами энергетического обмена, сущность которых заключается в окислении органических веществ, сопровождаемом выделением энергии...

Стадии дыхания семян злаковых

Анаэробное окисление углеводов идёт по пути гликолиза. Гликолиз - это анаэробный процесс, приводящий к распаду одной молекулы глюкозы на две молекулы пировиноградной кислоты. При этом высвобождается энергия...

Строение, свойства и функции белков

Клеточное дыхание, или тканевое дыхание, или внутреннее дыхание - это совокупность управляемых окислительно-восстановительных реакций в клетке, главным назначением и результатом которых является образование энергии...

Физиология дыхания

Дыхание- это совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение двуокиси углерода. - В условиях покоя в организме за 1 минуту потребляется в среднем 250 - 300 мл О2 и выделяется 200 - 250 мл СО2...

Физиология дыхания

Внешнее дыхание осуществляется благодаря изменениям объема грудной клетки и сопутствующим изменениям объема легких. Во время вдоха объем грудной клетки увеличивается, а во время выдоха - уменьшается...

Дыхание - это физиологический процесс, необходимый всем живым организмам для получения энергии. Большинство микроор­ганизмов получают энергию в результате сложного процесса фер­ментативных окислительно-восстановительных реакций, в основе которых лежит отделение и присоединение водорода. Принято счи­тать, что перенос водорода равноценен переносу электрона. Веще­ство, которое отдает электроны, окисляется и является донором. Вещество, которое принимает электроны, восстанавливается и на­зывается акцептором. В качестве доноров электронов могут быть органические и неорганические соединения, а конечными акцепто­рами - только неорганические соединения. В зависимости от ко­нечного акцептора водорода различают аэробное дыхание, анаэ­робное дыхание и брожение . Если конечным акцептором водоро­да является молекулярный кислород, то дыхание называют аэроб­ным, При анаэробном дыхании акцептором являются неорганичес­кие соединения типа нитратов или сульфатов. Если донором и ак­цептором водорода является органический субстрат, то такой энер­гетический процесс называется брожением. При брожении водо­род передается на органическое соединение, образующееся в ходе самого брожения.

В процессе брожения высвобождается меньше энергии, чем в аэробных условиях. В аэробных условиях окисление происходит наиболее полно, с выделением максимального количества энергии. При этом конечными продуктами окисления являются диоксид угле­рода и вода. В анаэробных условиях брожение сопровождается лишь частичным высвобождением энергии, связанной в органических веще­ствах. Поэтому для получения того же количества энергии бактериям в анаэробных условиях приходится расходовать больше органи­ческого субстрата. Это сопровождается накоплением в субстрате не полностью окислившихся веществ, содержащих запасы химичес­кой энергии - спирта, молочной кислоты, лимонной кислоты, масля­ной кислоты и др. В зависимости от продукта, который накапливает­ся в результате такого типа брожения, процессы получили название спиртового, молочного, маслянокислого брожения и т.п.

По отношению микроорганизмов к молекулярному кислороду их принято подразделять на облигатные аэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы, облигатные анаэробы.

Облигатные аэробы (от лат. obligatus - обязательный, стро­гий) развиваются при наличии в атмосфере 20 % кислорода, растут на поверхности плотных и жидких питательных сред, содержат ферменты оксидазы, с помощью которых осуществляется перенос водорода от окисляемого субстрата к кислороду воздуха. Реакция протекает по схеме рис. 27. Создаваемая разность потенциалов между водородом и кислородом является источником энергии для всех аэробов.

Передача электронов на кислород происходит не прямым путем, а в результате сложного многоступенчатого процесса - дыха­тельной цепи. В эту цепь входит сложный комплекс ферментов и ко ферментов, в том числе цитохромов, которые представляют собою белковые молекулы, соединенные с химической группиров­кой - гемом. Гем содержит атом железа, обладающий способнос­тью попеременно окисляться и восстанавливаться.

Во время прохождения электронов по цепи энергия освобож­дается отдельными небольшими порциями. Часть освобождающей­ся энергии аккумулируется в макроэргических связях аденозинтрифосфата (АТФ) - происходит окислительное фосфорилирование. Определенное количество энергии выделяется во внешнюю среду. Молодая бактериальная культура вырабатывает больше энергии, чем ей необходимо для жизненных процессов, поэтому иногда на­блюдается саморазогревание субстрата (зерно, навоз, торф и др.), а в отдельных случаях даже самовозгорание.

Рис. 27. Основные схемы цепи переноса электронов

у аэробных микроорганизмов.

Микроаэрофилы нуждаются в значительно меньшем коли­честве кислорода. Высокая концентрация кислорода задерживает рост этих микроорганизмов (актиномицеты, лептоспиры, бруцеллы и др.).

Факультативные анаэробы могут размножаться как в при­сутствии, так и в отсутствии кислорода. В первом случае они ис­пользуют в процессах биологического окисления атмосферный кис­лород в качестве конечного акцептора водорода. При недостатке кислорода в качестве акцептора они используют нитраты, сульфа­ты и другие вещества. К этой группе относится большинство мик­роорганизмов. Типичными представителями факультативных анаэ­робов являются кишечная палочка, сальмонеллы и др.

Облигатные анаэробы размножаются в условиях полного отсутствии кислорода в среде обитания. В середине XIX века Пастер в своих исследованиях по брожению показал, что жизнь воз­можна и без кислорода. У организмов, живущих в анаэробных ус­ловиях, т.е. без кислорода, метаболизм основан на брожении. Пастер так и говорил, что брожение - «это жизнь без кислорода)».

В анаэробных условиях микроорганизмы получают энергию при окислении органических субстратов не кислородом воздуха, а связанным кислородом неорганических соединений (нитратов, суль­фатов), которые при этом восстанавливаются. Это объясняется свойством дыхательных анаэробных ферментов - анаэробных или первичных дегидрогеназ, которые могут передавать водород толь­ко на органический субстрат или другим дегидрогеназам. В аэроб­ных условиях аэробные, или вторичные, дегидрогеназы передают водород кислороду воздуха с образованием пероксида водорода. который затем быстро разрушается каталазой. Анаэробы не обла­дают способностью продуцировать фермент каталазу, разрушающему высокотоксичный для бактерий пероксид водорода. Поэто­му для многих видов анаэробов кислород токсичен даже в ничтож­ных концентрациях.

Кроме того, при наличии кислорода в среде происходит инак­тивация жизненно важных ферментов анаэробов, в результате чего они теряют способность к нормальному питанию. При добавлении в среду редуцирующих веществ, например, глюкозы, жизнедеятель­ность микроорганизмов восстанавливается.

Коблигатным анаэробам относятся: палочка масляиокислого брожения (Clostridium butirycum), палочка ботулизма (Clostridium botulinum), палочка столбняка (Clostridium tetani) и др.

Физиология микроорганизмов изучает особенности развития, питания, энергетического обмена и других процессов жизнедеятельности микробов в различных условиях среды.

Питание микроорганизмов

Питание микробов осуществляется путем диффузии через оболочку и мембрану растворенных в воде питательных веществ. Нерастворимые сложные органические соединения предварительно расщепляются вне клетки с помощью ферментов, выделяемых микробами в субстрат.

По способу питания разделяют на аутотрофные и гетеротрофные.

Аутотрофы способны синтезировать из неорганических веществ (в основном углекислого газа, неорганического азота и воды) органические соединения. В качестве источника энергии для синтеза эти микробы используют световую энергию (фотосинтез) или энергию окислительных реакций (хемосинтез).

Все реакции обмена веществ в микробной клетке происходят при помощи биологических катализаторов - ферментов. Большинство ферментов состоят из белковой части и простетической небелковой группы. В простетическую группу могут входить такие металлы, как железо, медь, кобальт, цинк, а также витамины или их производные. Некоторые ферменты состоят только из простых белков. Ферменты специфичны и действуют только на одно определенное вещество. Поэтому в каждом микроорганизме находится целый комплекс ферментов, причем некоторые ферменты способны выделяться наружу, где участвуют в подготовке к усвоению сложных органических соединений. Ферменты микроорганизмов используются в пищевой и других видах промышленности.

Вода . Микробная клетка на 75-85 % состоит из воды. Большая часть воды находится в цитоплазме клетки в свободном состоянии. В воде протекают все биохимические процессы обмена веществ, вода является также растворителем этих веществ, так как питательные вещества поступают в клетку только в виде раствора, а продукты обмена удаляются из клетки тоже с водой. Часть воды в клетке находится в связанном состоянии и входит в состав некоторых клеточных структур. В спорах бактерий и грибов количество свободной воды снижено до 50 % и менее. При значительной потере связанной воды микробная клетка погибает.

Органические вещества микробной клетки представлены белками (6-14 %), жирами (1-4%), углеводами, нуклеиновыми кислотами.

— основной пластический материал любой живой клетки, и микробной в том числе. Белки составляют основу цитоплазмы, входят в состав оболочки клетки и некоторые клеточные структуры. Они выполняют очень важную каталитическую функцию, так как входят в состав ферментов, катализирующих реакции обмена в микробной клетке.

В клетке микробов содержатся дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). ДНК находится в основном в ядре клетки или нуклеотидах, РНК — в цитоплазме и рибосомах, где участвует в синтезе белка.

Содержание жиров у различных микроорганизмов различно, у некоторых дрожжей и плесеней оно выше в 6-10 раз, чем у бактерий. Жиры (липиды) являются энергетическим материалом клетки. Жиры в виде липопротеидов входят в состав цитоплазматической мембраны, которая выполняет важную функцию в обмене клетки с окружающей средой. Жиры могут находиться в цитоплазме в виде гранул или капелек.

Углеводы входят в состав оболочек, капсул и цитоплазмы. Они представлены в основном сложными углеводами — полисахаридами (крахмал, декстрин, гликоген, клетчатка), могут быть в соединении с белками или липидами. Углеводы могут откладываться в цитоплазме в виде зерен гликогена, как запасного энергетического материала.

(фосфор, натрий, магний, хлор, сера и др.) входят в состав белков и ферментов микробной клетки, они необходимы для обмена веществ и поддержания нормального внутриклеточного осмотического давления.

Необходимы для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов. Они участвуют в процессах обмена веществ, так как входят в состав многих ферментов. Витамины, как правило, должны поступать с пищей, однако некоторые микробы обладают способностью синтезировать витамины, например В 2 или В 12 .

Дыхание микроорганизмов

Процессы биосинтеза веществ микробной клетки протекают с затратой энергии. Большинство микробов используют энергию химических реакций с участием кислорода воздуха. Этот процесс окисления питательных веществ с выделением энергии называется дыханием. Энергия высвобождается при окислении неорганических (аутотрофы) или органических (гетеротрофы) веществ.

Аэробные микроорганизмы (аэробы) используют энергию, выделяемую при окислении органических веществ кислородом воздуха с образованием неорганических веществ, углекислого газа и воды. К аэробам относятся многие бактерии, грибы и некоторые дрожжи. В качестве источника энергии они чаше всего используют углеводы.

Анаэробные микроорганизмы (анаэробы) не используют для дыхания кислород, они живут и размножаются при отсутствии кислорода, получая энергию в результате процессов брожения. Анаэробами являются бактерии из рода клостридий (ботулиновая палочка и палочка перфрингенс), маслянокислые бактерии и др.

В анаэробных условиях проходят спиртовое, молочнокислое и маслянокислое брожение, при этом процесс превращения глюкозы в спирт, молочную или масляную кислоту происходят с выделением энергии. Около 50 % выделенной энергии рассеивается в виде тепла, а остальная часть аккумулируется в АТФ (аденозинтрифосфорная кислота).

Некоторые микроорганизмы способны жить как в присутствии кислорода, гак и без него. В зависимости от условий среды они могут переходить с анаэробных процессов получения энергии на аэробные, и наоборот. Такие микроорганизмы называются факультативными анаэробами.