Las proteínas son descompuestas por actinomicetos en productos finales (sulfuro de hidrógeno, amoníaco y agua) o en la formación de sustancias intermedias (peptonas, aminoácidos). La intensidad de la descomposición de las proteínas depende de las condiciones de aireación, la composición del medio nutritivo, la temperatura y otros factores.[...]
La descomposición de sustancias que contienen nitrógeno (proteínas) se produce en dos etapas. En el primero, bajo la influencia de ejercicios aeróbicos y microorganismos anaerobios las proteínas se descomponen con la liberación del nitrógeno que contienen en forma de MNZ (etapa de amonificación) y la formación de peptonas (productos de la degradación primaria de las proteínas), y luego aminoácidos. La desaminación y descarboxilación oxidativa y reductora posterior conducen a la degradación completa de peptonas y aminoácidos. La duración de la primera etapa varía de uno a varios años. En la segunda etapa, el NH3 se oxida primero a H102 y luego a HNO3. El retorno final del nitrógeno a la atmósfera se produce bajo la acción de bacterias, desnitrificadores, que descomponen los nitratos de nitrógeno molecular. La duración del período de mineralización es de 30 a 40 años o más.[...]
Descomposición de compuestos que contienen azufre. El azufre es un componente de algunas proteínas. Durante la degradación hidrolítica de las proteínas, se reduce a sulfuro de hidrógeno, que es un compuesto tóxico para muchos grupos de microorganismos. Pero en los cuerpos de agua y el suelo hay bacterias de azufre que oxidan los compuestos de azufre reducidos para liberar azufre y sulfatos. Estas bacterias viven en altas concentraciones de sulfuro de hidrógeno en el medio ambiente. Para ellos, el sulfuro de hidrógeno sirve como fuente de energía para la síntesis de materia orgánica.[...]
La descomposición implica procesos tanto abióticos como bióticos. Sin embargo, las plantas y animales normalmente muertos son descompuestos por microorganismos heterótrofos y saprófagos. Esta descomposición es la forma en que las bacterias y los hongos obtienen alimento para sí mismos. La descomposición, por tanto, se produce debido a transformaciones de energía dentro y entre organismos. Este proceso es absolutamente necesario para la vida, ya que sin él todos los nutrientes estarían ligados a los cadáveres y no nueva vida no pudo surgir. Las células bacterianas y el micelio de los hongos contienen conjuntos de enzimas necesarias para la implementación de acciones específicas. reacciones químicas. Estas enzimas se liberan en la materia muerta; algunos de los productos de su descomposición son absorbidos por organismos en descomposición, a los que sirven de alimento, otros permanecen en el medio ambiente; además, algunos productos se eliminan de las células. Ningún tipo de saprotrofo puede realizar la descomposición completa de un cadáver. Sin embargo, la población heterótrofa de la biosfera está formada por un gran número de especies que, actuando juntas, producen una descomposición completa. Las diferentes partes de plantas y animales se descomponen a ritmos diferentes. Las grasas, los azúcares y las proteínas se descomponen rápidamente, pero la celulosa y lignina vegetal, la quitina, el pelo de los animales y los huesos se descomponen muy lentamente. Tenga en cuenta que aproximadamente el 25% del peso seco de las hierbas se descompuso en un mes y el 75% restante se descompuso más lentamente. Después de 10 meses Aún quedaba el 40% de la masa original de hierbas. Los restos de los cangrejos ya habían desaparecido por completo.[...]
Cuando las proteínas se descomponen, también se forma amoníaco y sus derivados, que también ingresan al aire y al agua del océano. En la biosfera, como resultado de la nitrificación (la oxidación del amoníaco y otros compuestos orgánicos que contienen nitrógeno con la participación de bacterias), se forman varios óxidos de nitrógeno, que son la base para la formación. Ácido nítrico. El ácido nítrico se combina con metales para formar sales. Como resultado de la actividad de las bacterias desnitrificantes, las sales de ácido nítrico se reducen a ácido nitroso y luego a nitrógeno libre.[...]
La descomposición anaeróbica de las proteínas es causada por bastones formadores de esporas: Bacillus putrificus, Bacillus sporogenes. La descomposición de compuestos proteicos también es causada por anaerobios facultativos Proteus vulgaris y Bacteria coli. El grado y la intensidad de la descomposición de los compuestos proteicos dependen de la estructura química de la proteína y del tipo de microorganismos. Los aminoácidos formados durante la descomposición de proteínas en condiciones anaeróbicas sufren una desaminación reductora con la formación de ácidos orgánicos saturados y amoníaco. Los ácidos orgánicos pueden descomponerse para formar metano y dióxido de carbono. Los productos de la amonificación en condiciones anaeróbicas serán metano, amoníaco y dióxido de carbono.[...]
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Ocurre durante la descomposición de alcaloides y proteínas.[...]
La AMONIFICACIÓN es el proceso de descomposición por parte de microorganismos de compuestos orgánicos que contienen nitrógeno (proteínas, ácidos nucleicos, etc.) con liberación de amoniaco. AMPLITUD ECOLÓGICA [lat. amplitud - valor] - los límites de adaptabilidad de una especie o comunidad a las condiciones ambientales cambiantes.[...]
El amoníaco formado durante la descomposición de proteínas y urea en forma de sales de amonio es absorbido por las plantas o sufre otras transformaciones microbiológicas.
Los productos de descomposición más estables son las sustancias húmicas (humus), que, como ya se destacó, son un componente esencial de los ecosistemas. Conviene distinguir tres etapas de descomposición: 1) trituración de los detritos mediante acción física y biológica; 2) formación relativamente rápida de humus y liberación de solubles materia orgánica saprotrofos; 3) mineralización lenta del humus. La lentitud de la descomposición del humus es uno de los factores responsables del retraso en la descomposición respecto a la producción y acumulación de oxígeno; La importancia de los dos últimos procesos ya ha sido discutida. Normalmente, el humus aparece como una sustancia oscura, a menudo de color marrón amarillento, amorfa o coloidal. Según M. M. Kononova (1961), propiedades físicas Y Estructura química El humus varía poco en ecosistemas geográficamente distantes o biológicamente diversos. Sin embargo, es muy difícil caracterizar las sustancias químicas del humus, lo que no es de extrañar dada la enorme variedad de sustancias orgánicas de las que procede. En general, las sustancias húmicas son producto de la condensación de compuestos aromáticos (fenoles) con los productos de degradación de proteínas y polisacáridos. Modelo estructura molecular el humus se muestra en la página 475. Es un anillo de fenolbenceno con cadenas laterales; Esta estructura determina la resistencia de las sustancias húmicas a la descomposición microbiana. La descomposición de compuestos obviamente requiere enzimas especiales como las desoxigenasas (Jibson, 1968), que a menudo están ausentes en el suelo común y en los saprótrofos acuáticos. Irónicamente, muchos de los productos tóxicos que los seres humanos introducen en el medio ambiente (herbicidas, pesticidas, aguas residuales industriales) son derivados del benceno y plantean un grave peligro debido a su resistencia a la degradación.
El amoníaco se forma principalmente durante la descomposición de compuestos biogénicos que contienen nitrógeno: proteínas y urea. El valor más probable del flujo de 1>III3 procedente de todas las fuentes terrestres hacia la atmósfera es de 70 a 100 Mt S/año. Las emisiones antropogénicas de amoníaco son sólo aproximadamente 4 Mt K/año.[...]
Esto puede explicarse por la menor proporción de proteínas y carbohidratos con respecto a las grasas en los lodos de aguas residuales de las plantas procesadoras de carne en comparación con los lodos de aguas residuales domésticas; Como se sabe, el material principal para la construcción del organismo de los microorganismos involucrados en el proceso de descomposición de las grasas son las proteínas combinadas con los carbohidratos, y los carbohidratos sirven como material energético para su actividad vital. Por tanto, la proporción de componentes fermentables afecta la degradación de la materia orgánica.[...]
La investigación de V. S. Butkevich aportó mucha información valiosa para revelar la esencia del proceso de descomposición de los compuestos orgánicos nitrogenados. Pudo demostrar que la acumulación de amoníaco durante los procesos de amonificación está estrictamente coordinada con la presencia de carbohidratos en el medio ambiente. Si no hay carbohidratos en el medio ambiente, los microorganismos utilizan intensamente sustancias proteicas como material para respirar y el nitrógeno de los aminoácidos oxidados se acumula en forma de amoníaco. Si hay carbohidratos presentes, las sustancias proteicas se utilizan en menor medida y la acumulación de amoníaco disminuye considerablemente y, a veces, ni siquiera ocurre. Estos patrones son muy importantes a la hora de fermentar lodos de depuradora. Por la presencia de sales de nitrógeno y amonio en el líquido del lodo, se puede juzgar qué sustancias se descomponen: proteínas o carbohidratos.[...]
La descomposición de los principales componentes orgánicos del sedimento (proteínas, grasas, carbohidratos) se produce con intensidad variable, según la forma predominante de determinados microorganismos. Por ejemplo, las fosas sépticas se caracterizan por condiciones que crean las condiciones para el desarrollo de bacterias putrefactas anaeróbicas de la primera etapa (fase) de descomposición de sustancias orgánicas.[...]
Casi todo el nitrógeno que una planta extrae del suelo es parte de la proteína vegetal que, durante la descomposición (pudrición), libera nitrógeno en forma de amoníaco y se puede sentir en el establo durante la descomposición del estiércol de caballo (caballo). el estiércol se caracteriza por una descomposición particularmente vigorosa, por lo que se utiliza para calentar invernaderos).[...]
El nitrógeno es uno de los nutrientes más esenciales para las plantas. Forma parte de las proteínas, la clorofila y muchas otras sustancias orgánicas de las plantas. La mayor parte de la aze se concentra en la materia orgánica del suelo, principalmente en el humus. El nitrógeno está disponible para las plantas principalmente en forma de compuestos minerales: amoníaco y nitratos, que se forman durante la descomposición de la materia orgánica por microorganismos específicos. , se requiere la reposición de las reservas de nitrógeno del suelo a partir de otras fuentes.[...]
Las sustancias orgánicas contenidas en el suelo incluyen sustancias formadas durante la descomposición de proteínas, grasas, carbohidratos, entre ellas: resinas, fibra, aceites esenciales. Para los procesos de descomposición de la materia orgánica es importante el contenido de organismos destructores (bacterias, protozoos). Una hectárea de suelo puede contener de 1.000 a 7.000 kg de diversas bacterias, de 350 a 1.000 kg de gusanos, hasta 1.000 kg de artrópodos y de 100 a 1.000 kg de hongos microscópicos. Estos microorganismos se encuentran en todo el espesor del suelo, que puede alcanzar varios metros. Los animales invertebrados viven principalmente en capas superiores. Del mismo modo, el sistema radicular de las plantas se sitúa principalmente a profundidades de varios metros (a excepción de algunas, por ejemplo, el espinal de camello, cuyas raíces penetran hasta 15 m de profundidad).[...]
Es bastante característico el olor a aguas residuales de zonas pobladas, que es una mezcla del olor a heces con olores a descomposición de grasas, proteínas, jabón, etc. Depende de la descomposición de las aguas residuales domésticas y de qué procesos predominan en el agua: oxidativo o reductor. Algunas aguas residuales de plantas procesadoras de alimentos también pueden tener un olor similar. Las aguas residuales del procesamiento térmico del carbón huelen a fenoles, alquitrán y sulfuro de hidrógeno; aguas residuales industria química tienen olores característicos según el tipo de producción, por ejemplo el olor de compuestos orgánicos: disulfuro de carbono, ésteres y éteres, alcoholes, ácidos orgánicos, compuestos que contienen nitrógeno, mercaptanos, acetileno, etc.[...]
La zona polisapróbica es característica del agua recién contaminada, donde fases iniciales descomposición de compuestos orgánicos. Las aguas polisapróbicas contienen una gran cantidad de sustancias orgánicas, principalmente proteínas y carbohidratos. Cuando estas sustancias se descomponen, se liberan grandes cantidades de dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y metano. El agua es pobre en oxígeno, por lo que los procesos químicos son de naturaleza reductiva. bruscamente expresado condiciones desfavorables Los entornos ambientales conducen a una limitación en el número de especies en la población vegetal y animal de un embalse. Los principales habitantes son las bacterias, cuyo número alcanza cientos de millones en 1 ml de agua. Hay muchas bacterias azufradas y ciliados. Todos los habitantes de la zona polisapróbica, según su método de alimentación, se clasifican como coyasuyantes (consumidores) o, en caso contrario, heterótrofos. Necesitan materia orgánica ya preparada. Los productores (productores), es decir, los autótrofos, que incluyen plantas verdes que crean materia orgánica a partir de compuestos minerales, están completamente ausentes aquí.[...]
La composición de las sustancias orgánicas es diversa e incluye componentes formados en diferentes etapas de descomposición de carbohidratos complejos, proteínas, grasas y carbohidratos; La materia orgánica del suelo contiene lignina, fibra, aceites esenciales, resinas y taninos. La fauna del suelo (lombrices y microflora específica del suelo) desempeña un papel determinado en la creación de humus. En general, los suelos están enriquecidos con aminoácidos y otros compuestos orgánicos.[...]
La literatura indica que las sustancias húmicas se producen de forma natural como productos de la descomposición de proteínas, celulosa y lignina. Se dividen en ácidos húmicos y lignina insoluble. Este trabajo considera únicamente ácidos húmicos, cuyas sales son solubles en agua y capaces de lixiviarse.[...]
Otro grupos fisiológicos Los anaerobios participan en el ciclo de sustancias que contienen nitrógeno: descomponen proteínas, aminoácidos, purinas (bacterias proteolíticas, purinolíticas). Muchos son capaces de fijar activamente el nitrógeno atmosférico, convirtiéndolo en forma orgánica. Estos anaerobios ayudan a mejorar la fertilidad del suelo. El número de células anaeróbicas proteolíticas y sacarolíticas en 1 g de suelo fértil alcanza incluso millones. De particular importancia son aquellos grupos de microorganismos que participan en la descomposición de formas de compuestos orgánicos difíciles de alcanzar, como la pectina y la celulosa. Son estas sustancias las que constituyen una gran proporción de los residuos vegetales y son la principal fuente de carbono para los microorganismos del suelo.[...]
Durante su vida, muchas bacterias pueden acidificar o alcalinizar el ambiente. Por ejemplo, cuando la urea o las proteínas se descomponen, se forma amoníaco y cuando se consumen sales de ácidos orgánicos, los cationes se acumulan en el medio ambiente. Metales alcalinos.[ ...]
La oxidación de los compuestos proteicos finaliza con la formación de amoníaco, dióxido de carbono y agua. Si las proteínas contienen azufre, también se forman mercaptanos (tioalcoholes) como compuestos intermedios y, tras la descomposición completa, se forma sulfuro de hidrógeno. Los patógenos aeróbicos más comunes de la descomposición de proteínas: Bacterium fluorescens, Bacillus subtilis, Bacillus mycoides. Además, la descomposición de compuestos proteicos puede ser causada por actinomicetos y muchos hongos. Las nucleoproteínas que contienen ácidos nucleicos asociados con residuos de aminoácidos se descomponen para formar carbohidratos: ribosa y desoxirribosa, bases orgánicas nitrogenadas y ácido fosfórico.[ ...]
El dióxido de azufre se libera a la atmósfera durante la combustión de combustible orgánico (carbón, petróleo, gasolina, gas) debido a la descomposición de proteínas que contienen azufre, así como en empresas que procesan minerales de azufre. El transporte motorizado es una poderosa fuente de emisiones de dióxido de azufre en las ciudades.[...]
Las sustancias que contienen nitrógeno (sales de amonio, nitritos y nitratos) se forman en el agua principalmente como resultado de la descomposición de compuestos proteicos que ingresan al depósito con aguas residuales domésticas e industriales. Menos común en el agua es el amoníaco de origen mineral, formado como resultado de la reducción de compuestos orgánicos nitrogenados. Si la causa de la formación de amoníaco es la descomposición de las proteínas, entonces estas aguas no son aptas para beber.[...]
Los dos primeros grupos utilizan sustancias orgánicas que se descomponen más fácilmente, como azúcares, aminoácidos y proteínas simples. Luego, las bacterias de la celulosa comienzan su "trabajo" en compuestos más estables, mientras que los actinomicetos están directamente relacionados con el humus. A continuación se muestra un posible modelo para la estructura de la molécula de ácido húmico.[...]
Los lodos de depuradora y las aguas residuales industriales concentradas con un WPC superior a 5 g/l sufren descomposición bioquímica en condiciones anaeróbicas. Puede ocurrir en estructuras de fosas sépticas, que son un tanque séptico a través del cual pasa lentamente el líquido residual. En un tanque de sedimentación de dos niveles, los lodos se separan del líquido residual que pasa y su descomposición se lleva a cabo en la cámara de lodos. En las plantas de tratamiento de alta capacidad, los lodos de depuradora se separan en decantadores primarios y, junto con el exceso de lodos activados, se someten a digestión en digestores. La intensidad y profundidad de la descomposición del sedimento está determinada principalmente por su composición, que varía según la proporción del contenido de los principales componentes orgánicos (hidratos de carbono/proteínas, compuestos similares a las grasas) y sustancias inorgánicas. Normalmente, los lodos de aguas residuales municipales contienen entre un 70 y un 80 % de materia orgánica. Por lo tanto, la composición aproximada del sedimento (%) es: proteínas 24, carbohidratos 23, sustancias grasas hasta 30. La mayoría de las veces, los ácidos acético, butírico y propiónico se obtienen durante la fermentación ácida del sedimento. Los gases resultantes contienen dióxido de carbono, metano, hidrógeno y sulfuro de hidrógeno. La fase acuosa tiene una reacción ácida (pHС5), no tiene propiedades tampón y tiene un fuerte olor desagradable.[...]
Con las aguas residuales domésticas e industriales, incluidas las aguas residuales de zonas industriales, entran en los cuerpos de agua proteínas, grasas, aceites, petróleo y productos derivados del petróleo, colorantes, resinas, taninos, detergentes y muchos otros contaminantes. Los fertilizantes y pesticidas, medios para combatir las plagas de los cultivos, son arrastrados de los campos. Por lo tanto, las aguas de fuentes de suministro de agua abiertas contienen prácticamente cualquier elementos químicos, incluidos los nocivos para la salud como el plomo, zinc, estaño, cromo, cobre. Sin el objetivo de dar una descripción completa de la composición de los contaminantes que ingresan con las aguas residuales, y creyendo que las propiedades de las impurezas biológicas se analizan con suficiente detalle en la sección anterior de este capítulo, nos detendremos solo en algunos tipos de contaminantes, los distintivos. cuyas características son: amplia prevalencia, especialmente en últimos años; propiedades tóxicas; separación difícil durante el tratamiento de aguas residuales; oxidación lenta y descomposición en aguas abiertas; efecto de interferencia en los procesos de purificación del agua, incluida la coagulación; capacidad “de ser indicadores de la profundidad de la purificación del agua a partir de [elementos individuales.[...]
La formación de sustancias húmicas se produce con la participación de dos tipos de procesos. Los procesos del primer tipo proporcionan una descomposición parcial (descomposición) de la materia orgánica muerta en compuestos más simples: las proteínas se descomponen en aminoácidos, los carbohidratos en azúcares simples y la descomposición de la lignina no se ha estudiado lo suficiente. Como resultado de los procesos del segundo tipo, se produce la condensación de compuestos aromáticos de tipo fenólico (productos de descomposición de lignina y celulosa) con aminoácidos (productos de descomposición de microorganismos). Como resultado, aparece un sistema de ácidos orgánicos de alto peso molecular que son capaces de una mayor polimerización. En el proceso de formación del humus y mantenimiento de su composición, los microorganismos heterótrofos y autótrofos desempeñan un papel importante, cuya actividad geoquímica se analizó anteriormente.
Composición orgánica. Se forma a partir de compuestos que se encuentran en grandes cantidades en residuos de plantas y animales. Se trata de proteínas, carbohidratos, ácidos orgánicos, grasas, lignina, taninos, etc., que suman entre el 10 y el 15% de la masa total de materia orgánica del suelo. Cuando la materia orgánica se descompone, el nitrógeno que contiene se convierte en formas disponibles para las plantas. Las sustancias orgánicas desempeñan un papel importante en la formación del suelo, determinan la capacidad de absorción de los suelos y afectan la estructura de los horizontes superiores del suelo y sus propiedades físicas.
Una parte importante del nitrógeno de los ácidos húmicos se disuelve durante una hidrólisis más débil (S.S. Dragunov) en comparación con las proteínas típicas. Además, las proteínas de los residuos vegetales son fácil y rápidamente descompuestas por los microorganismos del suelo; su descomposición va acompañada de la resíntesis de proteína plasmática microbiana, que, a su vez, se descompone fácilmente. Por lo tanto, la parte hidrolizable del nitrógeno del ácido húmico aparentemente no está representada por proteínas, sino por productos de su degradación profunda: los aminoácidos, que se encuentran en forma de un enlace débil con el núcleo del ácido húmico.[...]
LAS TOXINAS son sustancias tóxicas producidas por ciertos microorganismos, plantas y animales. Por naturaleza química- polipéptidos y proteínas. A veces, el término T. se aplica a venenos de naturaleza no proteica. Los T. microbianos más estudiados, que se dividen en exotoxinas (excretadas al medio ambiente durante el crecimiento) y endotoxinas (liberadas después de la muerte de los organismos). TOXIFICACIÓN: aumento de la toxicidad como resultado de la formación de sustancias nuevas y más tóxicas durante la descomposición (biológica o fisicoquímica) de los pesticidas. Casarse. contaminante, Sustancia nociva. EFECTO TÓXICO DE UN CONTAMINANTE es el efecto nocivo de una sustancia química sobre los organismos (humanos, animales, plantas, hongos, microorganismos). Con el efecto tóxico combinado de varios contaminantes, se distinguen los siguientes: suma de efectos nocivos; supersuma o potenciación; nihilización: el efecto es menor que con la suma; cambio en la naturaleza del efecto tóxico (por ejemplo, la aparición de propiedades cancerígenas). TOXICIDAD - toxicidad, propiedad compuestos químicos tener un efecto nocivo o incluso letal en el organismo.[...]
Los copolímeros de injerto insolubles en agua de celulosa y proteínas biológicamente activas (enzimas, antígenos) son de gran interés científico y práctico. Se pueden utilizar copolímeros de injerto de celulosa y enzimas como catalizadores específicos que pueden eliminarse fácilmente de la reacción en cualquier momento. El uso de estos copolímeros permite resolver una serie de problemas que no pueden resolverse utilizando enzimas convencionales solubles en agua, por ejemplo, el aislamiento de productos puros de la descomposición enzimática del sustrato, el aislamiento y posterior estudio de productos intermedios de la descomposición enzimática del sustrato, la activación de la enzima seguida de la eliminación completa de la sustancia activadora, la sorción, el posterior aislamiento y el estudio de los inhibidores de la enzima. Los copolímeros de injerto de celulosa y antígenos insolubles en agua, que se denominan inmunoadsorbentes, se utilizan para la adsorción de anticuerpos con el fin de determinarlos cuantitativamente, aislarlos en forma pura para su posterior estudio y aplicación. Para la síntesis de copolímeros de injerto insolubles en agua de proteínas biológicamente activas, es aconsejable utilizar celulosa en lugar de polímeros sintéticos, ya que la adsorción de proteínas no específica en materiales de celulosa es significativamente menor que en polímeros sintéticos.[...]
El desarrollo de vegetación más alta cerca de los embalses hace que los productos orgánicos disueltos de su actividad vital y su descomposición entren al agua. Como resultado de la descomposición de macrófitos, en el agua pueden aparecer proteínas, carbohidratos, ácidos orgánicos, taninos, así como lignina, hemicelulosa, grasas, ceras y resinas prácticamente insolubles.
En una célula viva ocurren simultáneamente una amplia variedad de procesos de múltiples etapas: oxidación y reducción, síntesis y degradación, transferencia de radicales metilo, hidrólisis, etc. Algunos microbios tienen la capacidad de participar en varias etapas de descomposición de la materia. Por ejemplo, pueden utilizar proteínas y luego carbohidratos, oxidar alcoholes y ácidos, alcoholes y luego aldehídos, consumir nitrógeno elemental y luego nitrógeno unido, etc. Pero también hay microbios que son capaces de consumir sólo ciertos hidrocarburos y aminoácidos específicos, sin utilizando otros.[...]
El tejido de algas marinas se compone aproximadamente de un 87% de agua y un 13% de sustancias orgánicas y minerales, oscilando el primero entre un 55 y un 62% de materia seca. Las proteínas, que constituyen entre el 5 y el 7% de la materia seca, corresponden a la proteína de soja en valor nutricional y pueden utilizarse como aditivos en la alimentación animal. Kullney compara los matorrales de algas marinas con verdaderos bosques submarinos, que sirven de refugio a una gran cantidad de organismos marinos y peces. Lo mismo puede decirse de los matorrales de algas marinas japonesas, que no perderán su papel de "protectores" naturales de los juveniles, incluso bajo cultivo artificial en granjas oceánicas.[...]
La tasa de reacciones químicas en muestras de plantas tomadas durante la temporada de crecimiento activo es mucho mayor que en muchos objetos analizados (por ejemplo, cereales, paja, semillas). Debido al trabajo de las enzimas, continúan los procesos bioquímicos, dando como resultado la descomposición de sustancias como almidón, proteínas, ácidos orgánicos y especialmente vitaminas.[...]
Otros microbios que descomponen el azúcar, el almidón e incluso la fibra producen ácidos volátiles, y los cercanos ácido carbónico, hidrógeno y metano, que son innecesarios para el cuerpo, y energía térmica beneficia sólo al microorganismo y se pierde en el huésped. Finalmente, las terceras bacterias descomponen las proteínas, así como las enzimas, en pequeñas moléculas de albúminas y peptonas y, posteriormente, en aminoácidos y bases. Pero la actividad de las bacterias no se detiene ahí, como sería necesaria para el organismo huésped, sino que conduce a la descomposición de estos compuestos en amoníaco. ácido graso, alcohol e hidrocarburos no necesarios para el propietario.[...]
El elemento principal de la biocenosis aeróbica es la célula bacteriana. En la célula se producen varios procesos de transformación de sustancias orgánicas de varias etapas. La biocenosis contiene bacterias que son capaces de consumir solo ciertos hidrocarburos o aminoácidos. Junto a esto hay Número grande Bacterias involucradas en varias etapas de descomposición de la materia orgánica. Pueden utilizar primero proteínas y luego carbohidratos, oxidar alcoholes y luego ácidos o alcoholes y aldehídos, etc. Algunos tipos de microbios pueden descomponer la materia orgánica hasta el final, por ejemplo, hasta la formación. dióxido de carbono y agua, otros sólo hasta la formación de productos intermedios. Por esta razón, en el tratamiento de aguas residuales, no son los cultivos individuales de microorganismos los que producen el efecto deseado, sino su complejo natural, incluidas las especies más desarrolladas [Rogovskaya T.I., 1967].[...]
Vonros sobre las sustancias utilizadas en el proceso de la respiración ha ocupado durante mucho tiempo a los fisiólogos. Aún en las obras de I. II. Borodin demostró que la intensidad del proceso respiratorio es directamente proporcional al contenido de carbohidratos en los tejidos vegetales. Esto dio motivos para suponer que los carbohidratos son la principal sustancia consumida durante la respiración. Al aclarar esta cuestión gran importancia tiene una definición del coeficiente respiratorio. Si se utilizan carbohidratos en el proceso de respiración, entonces el proceso avanza de acuerdo con la ecuación SeH 120b + 6O2 = 6CO2 + 6H2O, en este caso el coeficiente respiratorio es igual a uno - p = 1. Sin embargo, si hay más compuestos oxidados, por ejemplo Los ácidos orgánicos se descomponen durante el proceso de respiración, la absorción de oxígeno disminuye y el coeficiente respiratorio se vuelve más de uno. Cuando se oxidan compuestos más reducidos, como grasas o proteínas, durante la respiración, se requiere más oxígeno y el coeficiente respiratorio se vuelve menor que la unidad.
La pudrición es la descomposición de sustancias proteicas por microorganismos. Se trata del deterioro de la carne, el pescado, las frutas, las verduras, la madera, así como de los procesos que tienen lugar en el suelo, el estiércol, etc.
En un sentido más estricto, se considera putrefacción el proceso de descomposición de proteínas o sustratos ricos en proteínas bajo la influencia de microorganismos.
Las proteínas son importantes parte integral mundo orgánico vivo y muerto, se encuentran en muchos alimentos. Las proteínas se caracterizan por una gran diversidad y complejidad estructural.
La capacidad de destruir sustancias proteicas es inherente a muchos microorganismos. Algunos microorganismos provocan una descomposición superficial de las proteínas, mientras que otros pueden destruirlas más profundamente. Los procesos de putrefacción ocurren constantemente en condiciones naturales y, a menudo, ocurren en productos y productos que contienen sustancias proteicas. La descomposición de las proteínas comienza con su hidrólisis bajo la influencia de enzimas proteolíticas liberadas por los microbios al medio ambiente. La pudrición ocurre cuando hay alta temperatura y humedad.
pudrición aeróbica. Ocurre en presencia de oxígeno atmosférico. Productos finales La pudrición aeróbica son, además del amoníaco, el dióxido de carbono, el sulfuro de hidrógeno y los mercaptanos (que huelen a huevos podridos). El sulfuro de hidrógeno y los mercaptanos se forman durante la descomposición de aminoácidos que contienen azufre (cistina, cisteína, metionina). Bacillus también se encuentra entre las bacterias putrefactas que destruyen sustancias proteicas en condiciones aeróbicas. micoides. Esta bacteria está muy extendida en el suelo. Es una varilla móvil formadora de esporas.
pudrición anaeróbica. Ocurre en condiciones anaeróbicas. Los productos finales de la descomposición anaeróbica son los productos de la descarboxilación de los aminoácidos (eliminación del grupo carboxilo) con la formación de sustancias malolientes: indol, acatol, fenol, cresol, diaminas (sus derivados son venenos cadavéricos y pueden causar intoxicación). .
Los patógenos de descomposición más comunes y activos en condiciones anaeróbicas son Bacillus putrificus y Bacillus sporogenes.
La temperatura óptima de desarrollo para la mayoría de los microorganismos putrefactos está en el rango de 25-35°C. Las bajas temperaturas no provocan su muerte, solo detienen su desarrollo. A una temperatura de 4-6°C se suprime la actividad vital de los microorganismos putrefactos. Las bacterias putrefactas sin esporas mueren a temperaturas superiores a 60°C, y las bacterias formadoras de esporas pueden soportar un calentamiento de hasta 100°C.
Ya hemos considerado los procesos que ocurren en la digestión anaeróbica bajo la influencia de cinco grupos principales de bacterias. En esta ocasión veremos aspectos relacionados con los matices de la digestión anaeróbica. Exceso de lodo activado formado durante el ejercicio aeróbico. tratamiento biológico, tiene características de composición determinadas por las condiciones de su mantenimiento en el tanque de aireación. En consecuencia, con una carga alta de contaminantes orgánicos, aumenta el crecimiento de biomasa, mientras que se produce una oxidación incompleta de la materia orgánica y aumenta la concentración de sustancias orgánicas en los lodos activados; con una carga más baja, aumenta el grado de autooxidación y el contenido de La materia orgánica disminuye. El rendimiento y la composición porcentual del biogás formado durante la mineralización anaeróbica dependen de la composición cualitativa y cuantitativa del sedimento sometido a mineralización. Los carbohidratos en los lodos de lodos activados se pueden representar en en mayor medida celulosa, lignina y hemicelulosas, que se encuentran en las células vegetales. La celulosa es un polímero de glucosa con una estructura lineal, las hemocelulosas son polisacáridos complejos con una estructura ramificada o lineal, la lignina es un polímero trans-alcohol complejo. En la primera etapa de la descomposición bioquímica, la hidrólisis de las hemicelulosas se descompone en una mezcla compleja de polisacáridos y la celulosa se hidroliza para formar glucano, un polisacárido basado en el polímero D de la glucosa. Además, los polisacáridos y glucanos en la segunda etapa, la formación de ácido o, de lo contrario, la acitogénesis, pasan a través de oxidación bioquímica a ácidos grasos volátiles y alcoholes. Como resultado de estas reacciones, se liberan hidrógeno y dióxido de carbono.
Características de la descomposición de proteínas, grasas y carbohidratos en la etapa de hidrólisis.
Durante la fermentación del metano, los compuestos proteicos insolubles se convierten primero en peptonas, luego en péptidos y, finalmente, en aminoácidos solubles de cadena lineal. En la etapa de acitogénesis, se convierten bioquímicamente fácilmente en ácidos grasos, que se oxidan fácilmente en las etapas posteriores de la fermentación del metano, así como en aminoácidos aromáticos como tirosina, triptófano y fenilamina, que luego son más difíciles de descomponer. Cuando las proteínas se descomponen, se forman amoníaco y dióxido de carbono que, al interactuar con otras sustancias o entre sí, desplazan la reacción del medio hacia el lado alcalino. 
Las bacterias convierten las grasas en la etapa de hidrólisis en glicerol y ácidos grasos. Luego, en la etapa de acitogénesis, simplemente pasan a ácidos carboxílicos complejos, que en etapas posteriores pasan fácilmente a metano. Además de que la composición del biogás está determinada por las ecuaciones de reacción para la biodescomposición de carbohidratos, proteínas y grasas, su rendimiento también se ve afectado por la participación del agua en ellos. Si la reacción de descomposición ocurre con el consumo de agua, entonces la cantidad de gas liberado aumenta, si con la liberación disminuye. La excepción a esta regla son los aminoácidos, cuya descomposición se produce con la participación de agua, pero en este caso parte de las sustancias gaseosas resultantes pasan a forma unida. Además, parte del carbono de los compuestos se gasta en el crecimiento de biomasa bacteriana. Todas estas disposiciones se confirman. Estudios experimentales, que muestran que durante la descomposición del componente proteico, el biogás se libera en cantidades más pequeñas debido a la unión de los productos gaseosos de su descomposición. Además, se ha establecido que las grasas, cuando se descomponen, liberan una vez y media más gas que los sustratos de proteínas y carbohidratos. En cuanto a la composición cualitativa, un mayor porcentaje de metano en el biogás se forma durante la descomposición de proteínas y grasas.
Límites de la digestión anaeróbica y cálculo del aporte y composición del biogás.
Cabe destacar que los procesos de digestión anaeróbica se dan hasta ciertos límites, que son el 70% para las grasas, el 62,5% para los carbohidratos y el 48% para las proteínas. En este caso, la temperatura del proceso anaeróbico afecta solo la velocidad de descomposición del sustrato orgánico, siendo las proteínas las que se descomponen más rápido, seguidas de las grasas, y la más lenta es la fermentación de los carbohidratos. Es decir, al fermentar residuos compuestos por grasas, se puede obtener una mayor cantidad de biogás que a partir de lodos activados, compuestos principalmente por proteínas, así como una mezcla de estiércol y residuos vegetales, que son principalmente materias primas de carbohidratos.Durante la descomposición de un sustrato orgánico, se forma una gran cantidad de sustancias húmicas, que precipitan durante una reacción ácida del medio y están presentes en la fase de una solución coloidal durante una reacción alcalina. Para determinar el rendimiento de biogás durante la fermentación anaeróbica de lodos orgánicos, se puede determinar analizando la DQO del lodo después de la descomposición. En este caso, se cree que un volumen molar de metano reacciona con dos volúmenes molares de oxígeno, es decir, el volumen calculado de metano liberado será igual a doble sentido BACALAO. Además, el cálculo del dióxido de carbono liberado se realiza mediante la fórmula de McCarthy, según la cual 6,24 volúmenes molares de metano representan 3,75 volúmenes molares de dióxido de carbono. Se realizan cálculos más precisos del rendimiento teórico y las proporciones volumétricas de los gases liberados mediante la fórmula de Buswell, para lo cual es necesario conocer la composición elemental del sedimento mineralizado. Pero en ambos casos no se tiene en cuenta el consumo de materia orgánica utilizada para incrementar la biomasa que interviene en el proceso de oxidación bioquímica. Por tanto, para un cálculo más preciso del funcionamiento de las instalaciones de tratamiento, así como de las instalaciones de mineralización de lodos y producción de biocombustibles, es necesario determinar los límites de descomposición de los lodos para cada caso concreto de su biocomposición.
Así, la composición cualitativa y cuantitativa del biogás resultante está estrechamente relacionada con el contenido de grasas, proteínas e hidratos de carbono en el sustrato orgánico sometido a digestión anaeróbica. El volumen de gases liberados y el porcentaje de producción de metano dependen también del consumo de nutrientes para el crecimiento de la biomasa, y del límite de descomposición del sedimento mineralizado, determinado por su naturaleza orgánica.
EN En el metabolismo de los microorganismos, las sustancias que contienen nitrógeno sufren diversas transformaciones. Por casualidad similitud superficial diferentes tipos El deterioro de los alimentos a menudo se denomina podredumbre. Sin embargo, la pudrición es el proceso de descomposición profunda de sustancias proteicas por parte de microorganismos.
La capacidad de descomponer sustancias proteicas en diversos grados es característica de muchos microorganismos. Algunos de ellos descomponen las proteínas directamente, otros sólo pueden actuar sobre productos de descomposición más o menos simples de la molécula de proteína, por ejemplo, péptidos, aminoácidos, etc.
Los microbios utilizan los productos de la descomposición de las proteínas para sintetizar sustancias en su cuerpo y también como material energético.
Química de la descomposición de proteínas. La descomposición es un proceso bioquímico complejo de múltiples etapas, cuya naturaleza y resultado final dependen de la composición de las proteínas en descomposición, las condiciones del proceso y los tipos de microorganismos que lo causan.
Las sustancias proteicas no pueden ingresar directamente a las células de los microorganismos, por lo tanto, solo aquellos microorganismos que tienen enzimas proteolíticas (exoproteasas secretadas por las células al medio ambiente) pueden usar proteínas.
El proceso de degradación de las proteínas comienza con su hidrólisis. Los principales productos de la hidrólisis son las peptonas y los péptidos. Se descomponen en aminoácidos, que son el producto final de la hidrólisis.
Los microorganismos utilizan varios aminoácidos formados durante la descomposición de las proteínas o los someten a cambios adicionales, por ejemplo, desaminación, lo que da como resultado la formación de amoníaco y diversos compuestos orgánicos. El proceso de desaminación puede ocurrir de varias maneras. Hay desaminación hidrolítica, oxidativa y reductora.
La desaminación hidrolítica se acompaña de la formación de hidroxiácidos y amoníaco. Si además se produce la descarboxilación del aminoácido, se forman alcohol, amoníaco y dióxido de carbono:
1 Debido a que el amoníaco siempre está presente en los productos finales de la descomposición de las proteínas, el proceso de descomposición también se denomina amonificación de sustancias proteicas.
Durante la desmininación oxidativa se forman cetoácidos y amoníaco:
La desaminación reductora produce ácidos carboxílicos y amoníaco:
De las ecuaciones anteriores se desprende claramente que entre los productos de descomposición de los aminoácidos, dependiendo de la estructura de su radical (R), se encuentran varios ácidos orgánicos y alcoholes. Por lo tanto, durante la descomposición de los aminoácidos grasos, se pueden acumular ácidos fórmico, acético, propiónico, butírico y otros, alcoholes propílico, butílico, amílico y otros. Durante la descomposición de los aminoácidos aromáticos, los productos intermedios son los productos de descomposición característicos: fenol, cresol, escatol, indol, sustancias que tienen un olor muy desagradable. La descomposición de los aminoácidos que contienen azufre produce sulfuro de hidrógeno o sus derivados: mercaptanos (por ejemplo, metilmercaptano CH 3 SH). Los mercaptanos tienen un olor a huevo podrido que se nota incluso en concentraciones insignificantes.
Los diaminoácidos formados durante la hidrólisis de proteínas pueden sufrir descarboxilación sin eliminar el amoníaco, lo que da como resultado diaminas y dióxido de carbono. Por ejemplo, la lisina se convierte en cadaverina:
De manera similar, la ornitina se convierte en putrescina.
La cadaverina, la putrescina y otras aminas que se forman durante la descomposición a menudo se agrupan bajo el nombre general de tomaínas (venenos cadavéricos), algunas de ellas tienen propiedades venenosas.
La transformación adicional de compuestos orgánicos nitrogenados y libres de nitrógeno resultantes de la descomposición de varios aminoácidos depende de las condiciones ambientales y de la composición de la microflora. Los microorganismos aeróbicos oxidan estos compuestos para que puedan mineralizarse por completo. En este caso, los productos finales de la descomposición son amoníaco, dióxido de carbono, agua, sulfuro de hidrógeno y sales de ácido fosfórico. No ocurre en condiciones anaeróbicas. oxidación completa Productos intermedios de la degradación de aminoácidos. En este sentido, además del amoníaco y el dióxido de carbono, se acumulan diversos ácidos orgánicos, alcoholes, aminas y otros compuestos orgánicos, entre los que se pueden incluir sustancias con propiedades tóxicas y sustancias que dan un olor desagradable al material en descomposición.
Patógenos de la descomposición. Entre los muchos microorganismos
capaces de descomponer las proteínas en un grado u otro, los microorganismos que provocan una descomposición profunda de las proteínas (en realidad pudrirlas) son de particular importancia. Estos microorganismos suelen denominarse putrefactos. De ellas, las bacterias son las más importantes. Las bacterias putrefactas pueden ser formadoras de esporas y no formadoras de esporas, aeróbicas y anaeróbicas. Muchos de ellos son mesófilos, pero algunos son resistentes al frío y al calor. La mayoría son sensibles a la acidez.
Los patógenos más comunes y activos de los procesos de putrefacción son los siguientes.
Bacilos del heno y de la patata 1: bacterias aeróbicas, móviles, grampositivas y formadoras de esporas
Arroz. 32. Tú. subtítulos:
A– bastones y esporas ovaladas; b – colonia
(Figura 32). Sus esporas son muy resistentes al calor. La temperatura óptima para el desarrollo de estas bacterias es de 35 a 45 °C, el crecimiento máximo se produce a una temperatura de aproximadamente 50 a 55 °C; a temperaturas inferiores a 5 °C no se reproducen. Además de descomponer proteínas, estas bacterias son capaces de descomponer sustancias pectínicas, polisacáridos de tejidos vegetales y fermentar carbohidratos. Los bacilos del heno y la patata están muy extendidos en la naturaleza y son los agentes causantes del deterioro de muchos productos alimenticios. Producen sustancias antibióticas que inhiben el crecimiento de muchas bacterias patógenas y saprofitas.
Las bacterias del género Pseudomonas son bastones aeróbicos, móviles, con un flagelo polar, no forman esporas y son gramnegativos (Fig. 33a). Muchas especies son resistentes al frío, la temperatura mínima para su crecimiento es de –2 a –5 ° C, la óptima es de unos 20 ° C. Además de la actividad proteolítica, muchas pseudomonas tienen actividad lipolítica, son capaces de fermentar carbohidratos con la formación de ácidos y la secreción de mocos.Desarrollo
1 De acuerdo con el Código Internacional de Nomenclatura Bacteriana, los bacilos y los bacilos de la patata se consideran sinónimos de la misma especie, Bacillus subtilis.
y la actividad bioquímica de estas bacterias se inhibe significativamente a un pH inferior a 5,5 y una concentración de NaCl del 5 al 6% en el medio. Las Pseudomonas están muy extendidas en la naturaleza y son antagonistas de varias bacterias y mohos, ya que forman sustancias antibióticas. Algunas especies de Psudomonas son patógenas de enfermedades (bacteriosis) plantas cultivadas, frutas y vegetales.
Proteus (Proteus vulgaris) son pequeños bacilos gramnegativos que no contienen esporas y tienen pronunciadas propiedades de putrefacción. Cuando Proteus se desarrolla en ellos, los sustratos proteicos adquieren un fuerte olor a putrefacción. Dependiendo de las condiciones
Arroz. 33.
A - pseudomonas; b - Proteo vulgar
A lo largo de la vida, estas bacterias pueden cambiar notablemente su forma y tamaño (Fig.33, b).
Proteus es un anaerobio facultativo; Fermenta los carbohidratos para formar ácidos y gases. Se desarrolla bien tanto a temperaturas de 25 °C como a 37 °C, dejando de multiplicarse sólo a una temperatura de unos 5 °C, pero también se puede conservar en alimentos congelados.
Característica distintiva Protea es su movilidad muy energética. Esta propiedad es la base del método para identificar Proteus en productos alimenticios y separarlo de las bacterias que lo acompañan. Algunos tipos de Proteus secretan sustancias que son tóxicas para los humanos (ver pág. 159).
Clostridium putrificum (Fig.34, A)– varilla anaeróbica, móvil y formadora de esporas. Sus esporas relativamente grandes se encuentran más cerca del final de la célula, que al mismo tiempo se parece a una baqueta. Las esporas son bastante resistentes al calor. Esta bacteria no fermenta los carbohidratos. Las proteínas se descomponen con la formación de grandes cantidades de gases (NH 3, H2S). La temperatura óptima de desarrollo es de 37 a 43 °C, la mínima es de 5 °C.
Clostridium sporogertes (Fig.34, b)- varilla anaeróbica, móvil y portadora de esporas. Las esporas son resistentes al calor, en la celda se encuentran más cerca de su extremo. Es característica la formación muy rápida (durante el primer día de crecimiento) de esporas. Esta bacteria fermenta los carbohidratos con formación de ácidos y gases y tiene capacidad lipolítica. Cuando las proteínas se descomponen, se libera abundante sulfuro de hidrógeno. La temperatura óptima de desarrollo es de 35 a 40 °C, la mínima es de unos 5 °C.
Ambos tipos de clostridios se conocen como agentes causantes del deterioro de los alimentos enlatados (carne, pescado, etc.).
Arroz. 34.
A - Clostridium putrificum; b – Clostridium sporogenes
Significado práctico procesos de descomposición. Los microorganismos putrefactos suelen causar grandes daños. economía nacional, provocando el deterioro de productos alimenticios valiosos y ricos en proteínas, como carne y productos cárnicos, pescado y productos pesqueros, huevos, leche, etc. Pero estos microorganismos desempeñan un papel positivo importante en el ciclo de sustancias en la naturaleza, mineralizando sustancias proteicas que entrar al suelo y al agua.
La pudrición es la descomposición de sustancias proteicas por microorganismos. Se trata del deterioro de la carne, el pescado, las frutas, las verduras, la madera, así como de los procesos que tienen lugar en el suelo, el estiércol, etc.
En un sentido más estricto, se considera putrefacción el proceso de descomposición de proteínas o sustratos ricos en proteínas bajo la influencia de microorganismos.
Las proteínas son un componente importante del mundo orgánico vivo y muerto y se encuentran en muchos alimentos. Las proteínas se caracterizan por una gran diversidad y complejidad estructural.
La capacidad de destruir sustancias proteicas es inherente a muchos microorganismos. Algunos microorganismos provocan una descomposición superficial de las proteínas, mientras que otros pueden destruirlas más profundamente. Los procesos de putrefacción ocurren constantemente en condiciones naturales y, a menudo, ocurren en productos y productos que contienen sustancias proteicas. La descomposición de las proteínas comienza con su hidrólisis bajo la influencia de enzimas proteolíticas liberadas por los microbios al medio ambiente. La pudrición se produce en presencia de altas temperaturas y humedad.
pudrición aeróbica. Ocurre en presencia de oxígeno atmosférico. Los productos finales de la descomposición aeróbica son, además del amoníaco, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y mercaptanos (que huelen a huevos podridos). El sulfuro de hidrógeno y los mercaptanos se forman durante la descomposición de aminoácidos que contienen azufre (cistina, cisteína, metionina). Bacillus también se encuentra entre las bacterias putrefactas que destruyen sustancias proteicas en condiciones aeróbicas. micoides. Esta bacteria está muy extendida en el suelo. Es una varilla móvil formadora de esporas.
pudrición anaeróbica. Ocurre en condiciones anaeróbicas. Los productos finales de la descomposición anaeróbica son los productos de la descarboxilación de los aminoácidos (eliminación del grupo carboxilo) con la formación de sustancias malolientes: indol, acatol, fenol, cresol, diaminas (sus derivados son venenos cadavéricos y pueden causar intoxicación). .
Los patógenos de descomposición más comunes y activos en condiciones anaeróbicas son Bacillus putrificus y Bacillus sporogenes.
La temperatura óptima de desarrollo para la mayoría de los microorganismos putrefactos está en el rango de 25-35°C. Las bajas temperaturas no provocan su muerte, solo detienen su desarrollo. A una temperatura de 4-6°C se suprime la actividad vital de los microorganismos putrefactos. Las bacterias putrefactas sin esporas mueren a temperaturas superiores a 60°C, y las bacterias formadoras de esporas pueden soportar un calentamiento de hasta 100°C.
El papel de los microorganismos putrefactos en la naturaleza, en los procesos de deterioro de los alimentos.
En la naturaleza, la descomposición juega un papel muy positivo. Es una parte integral del ciclo de sustancias. Los procesos de descomposición aseguran que el suelo se enriquezca con las formas de nitrógeno que las plantas necesitan.
Hace siglo y medio, el gran microbiólogo francés L. Pasteur se dio cuenta de que sin microorganismos de descomposición y fermentación, que transformaban la materia orgánica en compuestos inorgánicos, la vida en la Tierra sería imposible. Mayor cantidad Las especies de este grupo viven en el suelo: en 1 g de suelo cultivable fértil se encuentran varios miles de millones de ellas. La flora del suelo está representada principalmente por bacterias de descomposición. Descomponen los residuos orgánicos (cadáveres de plantas y animales) en sustancias que consumen las plantas: dióxido de carbono, agua y sales minerales. Este proceso a escala planetaria se denomina mineralización de residuos orgánicos, cuantas más bacterias hay en el suelo, más intenso es el proceso de mineralización, por lo tanto, mayor es la fertilidad del suelo. Sin embargo, los microorganismos putrefactos y los procesos que provocan en la industria alimentaria provocan el deterioro de los productos, especialmente los de origen animal y los materiales que contienen sustancias proteicas. Para evitar el deterioro de los productos por microorganismos putrefactos, es necesario garantizar un régimen de almacenamiento que excluya el desarrollo de estos microorganismos.
Para proteger los productos alimenticios de la pudrición, se utilizan la esterilización, la salazón, el ahumado, la congelación, etc.. Sin embargo, entre las bacterias putrefactas existen formas portadoras de esporas, halófilas y psicrófilas, formas que provocan el deterioro de los alimentos salados o congelados.
Tema 1.2. La influencia de las condiciones ambientales sobre los microorganismos. Distribución de microorganismos en la naturaleza.
Factores que influyen en los microorganismos (temperatura, humedad, concentración ambiental, radiación)
Plan
1. Efecto de la temperatura: microorganismos psicrófilos, mesófilos y termófilos. Principios microbiológicos del almacenamiento de alimentos refrigerados y congelados. Estabilidad térmica de células vegetativas y esporas: pasteurización y esterilización. La influencia del procesamiento térmico de productos alimenticios en la microflora.
2. Efecto de la humedad del producto y ambiente a los microorganismos. La importancia de la humedad relativa del aire para el desarrollo de microorganismos en productos secos.
3. La influencia de la concentración de sustancias disueltas en el hábitat de los microorganismos. La influencia de la radiación, el uso de rayos UV para la desinfección del aire.
Efecto de la temperatura: microorganismos psicrófilos, mesófilos y termófilos. Principios microbiológicos del almacenamiento de alimentos refrigerados y congelados. Estabilidad térmica de células vegetativas y esporas: pasteurización y esterilización. La influencia del procesamiento térmico de productos alimenticios en la microflora.
Temperatura - factor más importante para el desarrollo de microorganismos. Para cada microorganismo existe un régimen de temperatura mínimo, óptimo y máximo para su crecimiento. Según esta propiedad, los microbios se dividen en tres grupos:
§ psicrófilos - microorganismos que crecen bien a bajas temperaturas, con un mínimo de -10-0 °C y un óptimo de 10-15 °C;
§ mesófilos - microorganismos cuyo crecimiento óptimo se observa a 25-35 °C, mínimo a 5-10 °C, máximo a 50-60 °C;
§ termófilos - Microorganismos que crecen bien a temperaturas relativamente altas con un crecimiento óptimo a 50-65 °C, máximo a temperaturas superiores a 70 °C.
La mayoría de los microorganismos son mesófilos, para los cuales la temperatura óptima es de 25 a 35 °C. Por tanto, almacenar productos alimenticios a esta temperatura provoca una rápida proliferación de microorganismos en ellos y el deterioro de los alimentos. Algunos microbios, cuando se acumulan significativamente en los alimentos, pueden provocar intoxicación alimentaria en humanos. Microorganismos patógenos, es decir. que causan enfermedades infecciosas en humanos también se clasifican como mesófilos.
Temperaturas bajas ralentizar el crecimiento de microorganismos, pero no matarlos. En los alimentos refrigerados, el crecimiento microbiano es lento pero continúa. A temperaturas inferiores a 0°C, la mayoría de los microbios dejan de reproducirse, es decir, Cuando los alimentos se congelan, el crecimiento de microbios se detiene y algunos de ellos mueren gradualmente. Se ha establecido que a temperaturas inferiores a 0 °C, la mayoría de los microorganismos entran en un estado similar a la anabiosis, conservan su viabilidad y continúan su desarrollo a medida que aumenta la temperatura. Esta propiedad de los microorganismos debe tenerse en cuenta durante el almacenamiento y procesamiento culinario posterior de productos alimenticios. Por ejemplo, la salmonella puede persistir en la carne congelada durante mucho tiempo y, después de descongelarla, en condiciones favorables, se acumula rápidamente hasta una cantidad peligrosa para los humanos.
Cuando se exponen a altas temperaturas que superan la resistencia máxima de los microorganismos, mueren. Las bacterias que no tienen la capacidad de formar esporas mueren cuando se calientan en un ambiente húmedo a 60-70 °C en 15-30 minutos, a 80-100 °C en unos pocos segundos o minutos. Las esporas bacterianas tienen una resistencia al calor mucho mayor. Son capaces de soportar 100 °C durante 1 a 6 horas; a una temperatura de 120 a 130 °C, las esporas bacterianas en un ambiente húmedo mueren después de 20 a 30 minutos. Las esporas de moho son menos resistentes al calor.
Procesamiento culinario térmico de productos alimenticios en abastecimiento, la pasteurización y esterilización de productos en la industria alimentaria conducen a la muerte parcial o completa (esterilización) de las células vegetativas de los microorganismos.
Durante la pasteurización, el producto alimenticio está expuesto a efectos mínimos de temperatura. Dependiendo del régimen de temperatura, se distinguen la pasteurización baja y alta.
La pasteurización baja se realiza a una temperatura no superior a 65-80 ° C, durante al menos 20 minutos para garantizar mejor la seguridad del producto.
La pasteurización alta es una exposición breve (no más de 1 minuto) del producto pasteurizado a una temperatura superior a 90 °C, lo que provoca la muerte de la microflora patógena no portadora de esporas y al mismo tiempo no implica cambios significativos. en las propiedades naturales de los productos pasteurizados. Los alimentos pasteurizados no se pueden almacenar sin refrigeración.
La esterilización implica liberar el producto de todas las formas de microorganismos, incluidas las esporas. La esterilización de alimentos enlatados se lleva a cabo en dispositivos especiales: autoclaves (bajo presión de vapor) a una temperatura de 110-125 ° C durante 20-60 minutos. La esterilización brinda la posibilidad de almacenar alimentos enlatados a largo plazo. La leche se esteriliza mediante un tratamiento a temperatura ultraalta (a temperaturas superiores a 130 ° C) durante unos segundos, lo que permite conservar todas las propiedades beneficiosas de la leche.
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