Proteiner bryts ner av aktinomyceter antingen till slutprodukter (vätesulfid, ammoniak och vatten), eller till bildning av mellanliggande ämnen (peptoner, aminosyror). Intensiteten av proteinnedbrytningen beror på luftningsförhållandena, näringsmediets sammansättning, temperatur och andra faktorer.[...]
Nedbrytningen av kvävehaltiga ämnen (proteiner) sker i två steg. På den första, under påverkan av aerob och anaeroba mikroorganismer proteiner bryts ner med frisättningen av kvävet de innehåller i form av MNZ (ammonifieringsstadiet) och bildandet av peptoner (produkter från den primära nedbrytningen av proteiner), och sedan aminosyror. Efterföljande oxidativ och reduktiv deaminering och dekarboxylering leder till fullständig nedbrytning av peptoner och aminosyror. Varaktigheten av det första steget sträcker sig från ett till flera år. I det andra steget oxideras NH3 först till H102 och sedan till HNO3. Den slutliga återgången av kväve till atmosfären sker under inverkan av bakterier - denitrifierare, som bryter ner nitrater av molekylärt kväve. Mineraliseringsperiodens varaktighet är 30-40 år eller mer.[...]
Nedbrytning av svavelhaltiga föreningar. Svavel är en komponent i vissa proteiner. Under den hydrolytiska nedbrytningen av proteiner reduceras det till vätesulfid, som är en giftig förening för många grupper av mikroorganismer. Men i vattendrag och jord finns svavelbakterier som oxiderar reducerade svavelföreningar till fritt svavel och sulfater. Dessa bakterier lever i höga koncentrationer av svavelväte i miljön. Svavelväte för dem fungerar som en energikälla för syntes av organiskt material.[...]
Nedbrytning involverar både abiotiska och biotiska processer. Men vanligtvis bryts döda växter och djur ner av heterotrofa mikroorganismer och saprofager. Denna nedbrytning är det sätt på vilket bakterier och svampar skaffar sig mat. Nedbrytning sker därför på grund av energiomvandlingar inom och mellan organismer. Denna process är absolut nödvändig för livet, eftersom utan den skulle alla näringsämnen vara bundna i döda kroppar och ingen nytt liv inte kunde uppstå. Bakterieceller och svampmycel innehåller uppsättningar av enzymer som är nödvändiga för genomförandet av specifika kemiska reaktioner. Dessa enzymer frigörs i det döda materialet; några av produkterna från dess nedbrytning absorberas av sönderfallande organismer, för vilka de tjänar som föda, andra förblir i miljön; dessutom elimineras vissa produkter från cellerna. Inte en enda typ av saprotrof kan utföra fullständig nedbrytning av en död kropp. Den heterotrofa populationen i biosfären består emellertid av ett stort antal arter, som, tillsammans, producerar fullständig nedbrytning. Olika delar av växter och djur bryts ner i olika takt. Fetter, sockerarter och proteiner bryts ned snabbt, men växtcellulosa och lignin, kitin, djurhår och ben bryts ner mycket långsamt. Observera att cirka 25 % av örternas torrvikt bröts ner inom en månad, och de återstående 75 % sönderdelade långsammare. Efter 10 månader 40% av den ursprungliga massan av örter fanns fortfarande kvar. Resterna av krabbor hade helt försvunnit vid det här laget.[...]
När proteiner sönderfaller bildas även ammoniak och dess derivat, som också kommer in i luften och havsvattnet. I biosfären, som ett resultat av nitrifikation - oxidation av ammoniak och andra kvävehaltiga organiska föreningar med deltagande av bakterier - bildas olika kväveoxider, som är grunden för bildningen salpetersyra. Salpetersyra kombineras med metaller för att bilda salter. Som ett resultat av aktiviteten hos denitrifierande bakterier reduceras salpetersyrasalter till salpetersyrlighet och sedan till fritt kväve.[...]
Anaerob nedbrytning av proteiner orsakas av sporbildande stavar: Bacillus putrificus, Bacillus sporogenes. Nedbrytningen av proteinföreningar orsakas också av fakultativa anaerober Proteus vulgaris och Bacteria coli. Graden och intensiteten av nedbrytning av proteinföreningar beror på proteinets kemiska struktur och typen av mikroorganismer. Aminosyror som bildas vid nedbrytning av proteiner under anaeroba förhållanden genomgår reduktiv deaminering med bildning av mättade organiska syror och ammoniak. Organiska syror kan sönderfalla och bilda metan och koldioxid. Produkterna från ammonifiering under anaeroba förhållanden kommer att vara metan, ammoniak och koldioxid.[...]
[ ...]
Uppstår under nedbrytningen av alkaloider och proteiner.[...]
AMMONIFIERING är processen för mikroorganismers nedbrytning av kvävehaltiga organiska föreningar (proteiner, nukleinsyror, etc.) med frisättning av ammoniak. EKOLOGISK AMPLITUD [lat. amplitud - värde] - gränserna för en art eller ett samhälles anpassningsförmåga till förändrade miljöförhållanden.[...]
Ammoniak som bildas vid nedbrytning av proteiner och urea i form av ammoniumsalter absorberas av växter eller genomgår ytterligare mikrobiologiska omvandlingar. [...]
De mest stabila nedbrytningsprodukterna är humusämnen (humus), som, som redan betonats, är en väsentlig komponent i ekosystemen. Det är lämpligt att särskilja tre stadier av nedbrytning: 1) malning av detritus genom fysisk och biologisk verkan; 2) relativt snabb bildning av humus och frisättning av löslig organiskt material saprotrofer; 3) långsam mineralisering av humus. Den långsamma nedbrytningen av humus är en av de faktorer som är ansvariga för fördröjningen av nedbrytningen jämfört med produktionen och ackumuleringen av syre; betydelsen av de två senaste processerna har redan diskuterats. Humus uppträder vanligtvis som ett mörkt, ofta gulbrunt, amorft eller kolloidalt ämne. Enligt M. M. Kononova (1961), fysikaliska egenskaper Och kemisk struktur humus varierar lite i geografiskt avlägsna eller biologiskt olika ekosystem. Det är dock mycket svårt att karakterisera de kemiska ämnena i humus, och det är inte förvånande med tanke på den enorma variation av organiska ämnen som den kommer från. I allmänhet är humusämnen produkter av kondensation av aromatiska föreningar (fenoler) med nedbrytningsprodukter av proteiner och polysackarider. Modell molekylär struktur humus visas på sidan 475. Det är en fenolbensenring med sidokedjor; Denna struktur bestämmer humusämnenas motståndskraft mot mikrobiell nedbrytning. Nedbrytningen av föreningar kräver uppenbarligen speciella enzymer såsom deoxygenaser (Jibson, 1968), som ofta saknas i vanlig jord och vattenlevande saprotrofer. Ironiskt nog är många av de giftiga produkter som människor introducerar i miljön - herbicider, bekämpningsmedel, industriellt avloppsvatten - derivat av bensen och utgör en allvarlig fara på grund av deras motståndskraft mot nedbrytning. [...]
Ammoniak bildas främst vid nedbrytning av biogena kvävehaltiga föreningar - proteiner och urea. Det mest sannolika värdet av flödet 1>III3 från alla landbaserade källor till atmosfären är 70-100 Mt S/år. Antropogena utsläpp av ammoniak är endast cirka 4 Mt K/år.[...]
Detta kan förklaras av det lägre förhållandet mellan proteiner och kolhydrater och fetter i avloppsslam från köttbearbetningsanläggningar jämfört med hushållsavloppsslam; Som bekant är det huvudsakliga materialet för att bygga kroppen av mikroorganismer som är involverade i processen för nedbrytning av fetter proteiner kombinerade med kolhydrater, och kolhydrater fungerar som energimaterial för deras vitala aktivitet. Därför påverkar förhållandet mellan fermenterbara komponenter nedbrytningen av organiskt material.[...]
Forskningen av V. S. Butkevich bidrog med mycket värdefull information för att avslöja kärnan i processen för nedbrytning av organiska kvävehaltiga föreningar. Han kunde visa att ackumuleringen av ammoniak under ammonifieringsprocesser är strikt koordinerad med förekomsten av kolhydrater i miljön. Om det inte finns några kolhydrater i miljön använder mikroorganismer intensivt proteinämnen som material för andning, och kvävet från oxiderade aminosyror ackumuleras i form av ammoniak. Om kolhydrater förekommer används proteinämnen i mindre utsträckning och ansamlingen av ammoniak minskar kraftigt, och förekommer ibland inte alls. Dessa mönster är mycket viktiga vid jäsning av avloppsslam. Genom förekomsten av kväve och ammoniumsalter i slamvätskan kan man bedöma vilka ämnen som genomgår nedbrytning: proteiner eller kolhydrater.[...]
Nedbrytningen av de viktigaste organiska komponenterna i sediment - protein, fetter, kolhydrater - sker med varierande intensitet, beroende på den dominerande formen av vissa mikroorganismer. Till exempel kännetecknas septiktankar av förhållanden som skapar förutsättningar för utveckling av anaeroba förruttnelsebakterier i det första steget (fasen) av nedbrytning av organiska ämnen.[...]
Nästan allt kväve som en växt tar från jorden är en del av växtproteinet, som vid sönderfall (ruttnande) frigör kväve i form av ammoniak, och det kan kännas i stallet vid nedbrytning av hästgödsel (hästgödsel) gödsel kännetecknas av en särskilt kraftig nedbrytning, varför den används för uppvärmning av växthus).[...]
Kväve är ett av de viktigaste näringsämnena för växter. Det är en del av proteiner, klorofyll och många andra organiska ämnen i växter. Huvuddelen av aze är koncentrerad i det organiska materialet i jorden, och främst i humus. Kväve är tillgängligt för växter främst i form av mineralföreningar - ammoniak och nitrater, som bildas vid nedbrytning av organiskt material av specifika mikroorganismer. Därför , påfyllning av markens kvävereserver från andra källor krävs .[...]
Organiska ämnen som finns i jorden inkluderar ämnen som bildas under nedbrytningen av proteiner, fetter, kolhydrater, inklusive: hartser, fibrer, eteriska oljor. För processerna för nedbrytning av organiskt material är innehållet av förstörande organismer (bakterier, protozoer) viktigt. En hektar jord kan innehålla från 1000 till 7000 kg olika bakterier, 350-1000 kg maskar, upp till 1000 kg leddjur och från 100 till 1000 kg mikroskopiska svampar. Dessa mikroorganismer finns i hela jordens tjocklek, som kan nå flera meter. Ryggradslösa djur lever främst i övre skikten. På liknande sätt är växternas rotsystem huvudsakligen beläget på flera meters djup (med undantag för en del t.ex. kameltörne, vars rötter tränger in på 15 m djupt).[...]
Lukten av avloppsvatten från befolkade områden, som är en blandning av lukten av avföring med lukten av nedbrytning av fetter, proteiner, tvål etc. är ganska karakteristisk. Det beror på nedbrytningen av hushållsavloppsvatten och på vilka processer som dominerar i vattnet - oxidativ eller reduktion. En del avloppsvatten från livsmedelsfabriker kan också ha en liknande lukt. Avloppsvatten från termisk bearbetning av kol har doften av fenoler, tjära och svavelväte; avloppsvatten kemisk industri har karakteristiska lukter beroende på typ av produktion, till exempel lukten av organiska föreningar: koldisulfid, estrar och etrar, alkoholer, organiska syror, kvävehaltiga föreningar, merkaptaner, acetylen, etc.[...]
Den polysaprobiska zonen är karakteristisk för nyförorenat vatten, där inledande skeden nedbrytning av organiska föreningar. Polysaproba vatten innehåller en stor mängd organiska ämnen, främst proteiner och kolhydrater. När dessa ämnen sönderfaller frigörs koldioxid, vätesulfid och metan i stora mängder. Vatten är fattigt på syre, så kemiska processer är reduktiva till sin natur. Skarpt uttryckt ogynnsamma förhållanden miljöer leder till en begränsning av antalet arter i växt- och djurpopulationen i en reservoar. De huvudsakliga invånarna är bakterier, vars antal når hundratals miljoner i 1 ml vatten. Det finns mycket svavelbakterier och ciliater. Alla invånare i den polysaprobiska zonen, enligt deras matningsmetod, klassificeras som coyasuyanter (konsumenter) eller på annat sätt heterotrofer. De behöver färdigt organiskt material. Producenter (producenter), d.v.s. autotrofer, som inkluderar gröna växter som skapar organiskt material från mineralföreningar, är helt frånvarande här.[...]
Sammansättningen av organiska ämnen är varierande och inkluderar komponenter som bildas i olika stadier av nedbrytning av komplexa kolhydrater, proteiner, fetter och kolhydrater; organiskt material i jorden innehåller lignin, fibrer, eteriska oljor, hartser och tanniner. Jordfauna - maskar och specifik markmikroflora - spelar en viss roll i skapandet av humus. I allmänhet är jordar berikade med aminosyror och andra organiska föreningar.[...]
Litteraturen indikerar att humusämnen förekommer naturligt som produkter av nedbrytning av proteiner, cellulosa och lignin. De är uppdelade i humussyror och olösligt lignin. Detta arbete tar endast hänsyn till humussyror, vars salter är lösliga i vatten och kan läcka.[...]
Övrig fysiologiska grupper anaerober deltar i cykeln av kvävehaltiga ämnen: de bryter ner proteiner, aminosyror, puriner (proteolytiska, purinolytiska bakterier). Många kan aktivt fixa atmosfäriskt kväve och omvandla det till organisk form. Dessa anaerober hjälper till att förbättra jordens bördighet. Antalet proteolytiska och sackarolytiska anaeroba celler i 1 g bördig jord når till och med miljoner. Av särskild betydelse är de grupper av mikroorganismer som deltar i nedbrytningen av svåråtkomliga former av organiska föreningar, såsom pektin och cellulosa. Det är dessa ämnen som utgör en stor andel av växtrester och är den huvudsakliga kolkällan för markmikroorganismer.[...]
Under sitt liv kan många bakterier försura eller alkalisera miljön. Till exempel, när urea eller proteiner sönderfaller bildas ammoniak, och när salter av organiska syror konsumeras ansamlas katjoner i miljön alkaliska metaller.[ ...]
Oxidation av proteinföreningar sker till slutet med bildning av ammoniak, koldioxid och vatten. Om proteiner innehåller svavel bildas även merkaptaner (tioalkoholer) som mellanföreningar och vid fullständig nedbrytning bildas svavelväte. De vanligaste aeroba patogenerna för proteinnedbrytning: Bacterium fluorescens, Bacillus subtilis, Bacillus mycoides. Dessutom kan nedbrytningen av proteinföreningar orsakas av aktinomyceter och många svampar. Nukleoproteiner som innehåller nukleinsyror associerade med aminosyrarester sönderdelas för att bilda kolhydrater - ribos och deoxiribos, kvävehaltiga organiska baser och fosforsyra.[ ...]
Svaveldioxid släpps ut i atmosfären vid förbränning av organiskt bränsle (kol, olja, bensin, gas) på grund av nedbrytningen av svavelhaltiga proteiner, såväl som från företag som bearbetar svavelmalmer. Motortransporter är en kraftfull källa till svaveldioxidutsläpp i städer.[...]
Kvävehaltiga ämnen (ammoniumsalter, nitriter och nitrater) bildas i vatten huvudsakligen som ett resultat av nedbrytningen av proteinföreningar som kommer in i reservoaren med hushålls- och industriavloppsvatten. Mindre vanligt i vatten är ammoniak av mineraliskt ursprung, bildad som ett resultat av minskningen av organiska kvävehaltiga föreningar. Om orsaken till ammoniakbildning är ruttnande av proteiner, är sådana vatten inte lämpliga att dricka.[...]
De två första grupperna använder mer lättnedbrytbara organiska ämnen, som sockerarter, aminosyror och enkla proteiner. Sedan börjar cellulosabakterier sitt "arbete" på mer stabila föreningar, medan aktinomyceter är direkt relaterade till humus. En möjlig modell för strukturen av humussyramolekylen visas nedan.[...]
Avloppsslam och koncentrerat industriavloppsvatten med en WPC över 5 g/l genomgår biokemisk nedbrytning under anaeroba förhållanden. Det kan förekomma i septiktankstrukturer, som är en septiktank genom vilken spillvätska långsamt passerar. I en tvåstegs sedimenteringstank separeras slammet från den passerande spillvätskan och dess sönderdelning utförs i slamkammaren. Vid reningsverk med hög kapacitet separeras avloppsslam i primära sedimenteringstankar och utsätts tillsammans med överskott av aktivt slam för rötning i rötkammare. Intensiteten och djupet av nedbrytningen av sediment bestäms i första hand av dess sammansättning, som varierar beroende på förhållandet mellan innehållet av huvudorganiska komponenter (kolhydrater/proteiner, fettliknande föreningar) och oorganiska ämnen. Vanligtvis innehåller kommunalt avloppsslam 70-80 % organiskt material. Således är den ungefärliga sammansättningen av sedimentet (%): proteiner 24, kolhydrater 23, fettliknande ämnen upp till 30. Oftast erhålls ättiksyra, smörsyra och propionsyra vid sur fermentering av sedimentet. De resulterande gaserna innehåller koldioxid, metan, väte och vätesulfid. Vattenfasen har en sur reaktion (pHС5), har inte buffrande egenskaper och har en stark obehaglig lukt.[...]
Med hushålls- och industriavloppsvatten, inklusive avloppsvatten från industrianläggningar, kommer proteiner, fetter, oljor, olja och petroleumprodukter, färgämnen, hartser, tanniner, rengöringsmedel och många andra föroreningar in i vattendragen. Gödselmedel och bekämpningsmedel - medel för att bekämpa skadedjur - sköljs bort från fälten. Därför innehåller vattnet i öppna vattenförsörjningskällor praktiskt taget alla kemiska grundämnen, inklusive sådana som är skadliga för hälsan som bly, zink, tenn, krom, koppar. Utan målet att ge en fullständig översikt över sammansättningen av föroreningar som kommer in med avloppsvatten, och att tro att egenskaperna hos biologiska föroreningar diskuteras tillräckligt detaljerat i föregående avsnitt av detta kapitel, kommer vi endast att uppehålla oss vid vissa typer av föroreningar, de särskiljande egenskaper som är: bred prevalens, särskilt i senaste åren; giftiga egenskaper; svår avskiljning under avloppsvattenrening; långsam oxidation och nedbrytning i öppet vatten; störande effekt på vattenreningsprocesser, inklusive koagulering; förmåga "att vara indikatorer på djupet av vattenrening från enskilda [element.[...]
Bildandet av humusämnen sker med deltagande av två typer av processer. Processer av den första typen ger partiell nedbrytning (nedbrytning) av dött organiskt material till enklare föreningar: proteiner bryts ner till aminosyror, kolhydrater till enkla sockerarter, nedbrytningen av lignin har inte studerats tillräckligt. Som ett resultat av processer av den andra typen sker kondensation av aromatiska föreningar av fenoltyp (nedbrytningsprodukter av lignin och cellulosa) med aminosyror (nedbrytningsprodukter av mikroorganismer). Som ett resultat uppstår ett system av organiska högmolekylära syror som är kapabla till ytterligare polymerisation. I processen att bilda humus och bibehålla dess sammansättning spelas en viktig roll av heterotrofa och autotrofa mikroorganismer, vars geokemiska aktivitet diskuterades tidigare. [...]
Organisk sammansättning. Det bildas av föreningar som finns i stora mängder i växt- och djurrester. Dessa är proteiner, kolhydrater, organiska syror, fetter, lignin, tanniner etc., totalt 10-15 % av den totala massan av organiskt material i jorden. När organiskt material bryts ned omvandlas det kväve som det innehåller till former som är tillgängliga för växter. Organiska ämnen spelar en viktig roll i markbildningen, bestämmer markens absorptionsförmåga och påverkar strukturen i de övre markhorisonterna och dess fysikaliska egenskaper. [...]
En betydande del av humussyrors kväve går i lösning under svagare hydrolys (S.S. Dragunov) jämfört med typiska proteiner. Dessutom bryts proteinerna av växtrester enkelt och snabbt ned av markmikroorganismer; deras nedbrytning åtföljs av återsyntesen av mikrobiellt plasmaprotein, som i sin tur lätt bryts ned. Därför representeras den hydrolyserbara delen av humussyrakväve, uppenbarligen, inte av proteiner, utan av produkter av deras djupa nedbrytning - aminosyror, som är i form av en svag bindning med humussyrakärnan.[...]
TOXINER är giftiga ämnen som produceras av vissa mikroorganismer, växter och djur. Förbi kemisk natur- polypeptider och proteiner. Ibland sträcker sig termen T. till gifter av icke-proteinnatur. De mest studerade mikrobiella T., som delas in i exotoxiner (utsöndras i miljön under tillväxt) och endotoxiner (frisätts efter organismers död). TOXIFIKATION - en ökning av toxiciteten som ett resultat av bildandet av nya, mer giftiga ämnen under nedbrytningen (biologisk eller fysikalisk-kemisk) av bekämpningsmedel. ons. förorenande ämne, Skadligt ämne. GIFTIG EFFEKT AV EN FÖRURENSNING är den skadliga effekten av en kemikalie på organismer (människor, djur, växter, svampar, mikroorganismer). Med den kombinerade toxiska effekten av flera föroreningar särskiljs följande: summering av skadliga effekter; supersummation eller potentiering; nihilation - effekten är mindre än med summering; förändring i arten av den toxiska effekten (till exempel utseendet på cancerframkallande egenskaper). TOXICITET - toxicitet, egenskap kemiska föreningar har en skadlig eller till och med dödlig effekt på kroppen.[...]
Vattenolösliga ympsampolymerer av cellulosa och biologiskt aktiva proteiner (enzymer, antigener) är av betydande vetenskapligt och praktiskt intresse. Ympsampolymerer av cellulosa och enzymer kan användas som specifika katalysatorer som lätt kan avlägsnas från reaktionen när som helst. Användningen av dessa sampolymerer gör det möjligt att lösa ett antal problem som inte kan lösas med konventionella vattenlösliga enzymer, t.ex. isolering av rena produkter från den enzymatiska nedbrytningen av substratet, isolering och efterföljande studie av mellanprodukter av den enzymatiska nedbrytningen av substratet, aktivering av enzymet följt av fullständigt avlägsnande av den aktiverande substansen, sorption, efterföljande isolering och studiet av enzyminhibitorer. Vattenolösliga ympsampolymerer av cellulosa och antigener, som kallas immunadsorbenter, används för adsorption av antikroppar för deras kvantitativa bestämning, isolering i ren form för efterföljande studier och applicering. För syntes av vattenolösliga ympsampolymerer av biologiskt aktiva proteiner är det tillrådligt att använda cellulosa snarare än syntetiska polymerer, eftersom ospecifik proteinadsorption på cellulosamaterial är betydligt lägre än på syntetiska polymerer.[...]
Utvecklingen av högre vegetation nära reservoarer gör att lösta organiska produkter av deras livsviktiga aktivitet och förfall kommer in i vattnet. Som ett resultat av nedbrytningen av makrofyter, kan proteiner, kolhydrater, organiska syror, tanniner, samt praktiskt taget olösligt lignin, hemicellulosa, fetter, vaxer och hartser uppträda i vatten. [...]
I en levande cell sker samtidigt en mängd olika flerstegsprocesser: oxidation och reduktion, syntes och nedbrytning, överföring av metylradikaler, hydrolys, etc. Vissa mikrober har förmågan att delta i ett antal stadier av nedbrytning av materia. De kan till exempel använda proteiner och sedan kolhydrater, oxidera alkoholer och syror, alkoholer och sedan aldehyder, konsumera elementärt kväve och sedan bundet kväve etc. Men det finns också mikrober som klarar av att konsumera endast vissa specifika kolväten och aminosyror, utan att använda andra.[...]
Kelpvävnad består av cirka 87 % vatten och 13 % organiska och mineraliska ämnen, med de förra från 55 till 62 % torrsubstans. Proteiner som utgör 5-7 % av torrsubstansen motsvarar sojaprotein i näringsvärde och kan användas som tillsatser i djurfoder. Kullney jämför snåren av Gant-kelp med riktiga undervattensskogar, som ger skydd åt en mängd marina organismer och fiskar. Detsamma kan sägas om snår av japansk kelp. Dessa snår kommer inte att förlora sin roll som naturliga "beskyddare" för ungfisk även under konstgjord odling på havsfarmer.[...]
Hastigheten för kemiska reaktioner i växtprover tagna under den aktiva växtsäsongen är mycket högre än i många analyserade objekt (till exempel spannmål, halm, frön). På grund av enzymernas arbete fortsätter biokemiska processer, vilket resulterar i nedbrytning av ämnen som stärkelse, proteiner, organiska syror och särskilt vitaminer.[...]
Andra mikrober som bryter ner socker, stärkelse och till och med fibrer producerar flyktiga syror och närliggande kolsyra, väte och metan, som är onödiga för kroppen, och värmeenergi gynnar endast mikroorganismen och går förlorad för värden. Slutligen bryter tredje bakterier ner proteiner, såväl som enzymer, till små molekyler av albumoser och peptoner och vidare till aminosyror och baser. Men bakteriens aktivitet slutar inte där, eftersom det skulle vara nödvändigt för värdorganismen, utan leder vidare till nedbrytningen av dessa föreningar till ammoniak, fettsyra, alkohol och kolväten som inte behövs av ägaren.[...]
Huvudelementet i den aeroba biocenosen är bakteriecellen. Olika flerstegsprocesser för omvandling av organiska ämnen förekommer i cellen. Biocenosen innehåller bakterier som bara kan konsumera vissa kolväten eller aminosyror. Tillsammans med detta finns stort antal bakterier involverade i flera stadier av nedbrytning av organiskt material. De kan först använda proteiner och sedan kolhydrater, oxidera alkoholer och sedan syror eller alkoholer och aldehyder etc. Vissa typer av mikrober kan bryta ner organiskt material till slutet, till exempel fram till bildningen koldioxid och vatten, andra endast tills bildandet av mellanprodukter. Av denna anledning, vid rening av avloppsvatten, är det inte individuella kulturer av mikroorganismer som ger den önskade effekten, utan deras naturliga komplex, inklusive mer högutvecklade arter [Rogovskaya T.I., 1967].[...]
Vonros om de ämnen som används i andningsprocessen har länge sysselsatt fysiologer. Fortfarande i verk av I. II. Borodin visade att intensiteten i andningsprocessen är direkt proportionell mot innehållet av kolhydrater i växtvävnader. Detta gav anledning att anta att kolhydrater är det huvudsakliga ämnet som konsumeras vid andning. För att klargöra denna fråga stor betydelse har en definition av andningskoefficienten. Om kolhydrater används i andningsprocessen, så fortskrider processen enligt ekvationen SeH 120b + 6O2 = 6CO2 + 6H2O, i detta fall är andningskoefficienten lika med en - p = 1. Men om fler oxiderade föreningar, t.ex. organiska syror, genomgår sönderdelning under andningsprocessen, syreupptaget minskar, andningskoefficienten blir mer än en. När mer reducerade föreningar, såsom fetter eller proteiner, oxideras under andning krävs mer syre och andningskoefficienten blir mindre än enhet.
Rötning är nedbrytning av proteinämnen av mikroorganismer. Detta är förstörelse av kött, fisk, frukt, grönsaker, trä, såväl som processer som sker i jord, gödsel, etc.
I en snävare mening anses förruttnelse vara processen för nedbrytning av proteiner eller proteinrika substrat under påverkan av mikroorganismer.
Proteiner är viktiga integrerad del levande och döda ekologiska världar, finns i många livsmedel. Proteiner kännetecknas av stor mångfald och strukturell komplexitet.
Förmågan att förstöra proteinämnen är inneboende i många mikroorganismer. Vissa mikroorganismer orsakar ytlig nedbrytning av protein, medan andra kan förstöra det djupare. Rötningsprocesser sker ständigt under naturliga förhållanden och förekommer ofta i produkter och produkter som innehåller proteinämnen. Proteinnedbrytning börjar med dess hydrolys under påverkan av proteolytiska enzymer som frigörs av mikrober till miljön. Rötning uppstår när det finns hög temperatur och fuktighet.
Aerob ruttnande. Förekommer i närvaro av atmosfäriskt syre. Slutprodukter aerob rötning är, förutom ammoniak, koldioxid, vätesulfid och merkaptaner (som luktar ruttna ägg). Svavelväte och merkaptaner bildas vid nedbrytningen av svavelhaltiga aminosyror (cystin, cystein, metionin). Bacillus är också bland de ruttnande bakterier som förstör proteinämnen under aeroba förhållanden. mycoides. Denna bakterie är utbredd i marken. Det är en mobil sporbildande stav.
Anaerob ruttnande. Förekommer under anaeroba förhållanden. Slutprodukterna av anaerobt sönderfall är produkterna av dekarboxylering av aminosyror (avlägsnande av karboxylgruppen) med bildning av illaluktande ämnen: indol, akato, fenol, kresol, diaminer (deras derivat är kadaveriska gifter och kan orsaka förgiftning) .
De vanligaste och mest aktiva sönderfallspatogenerna under anaeroba förhållanden är Bacillus putrificus och Bacillus sporogenes.
Den optimala utvecklingstemperaturen för de flesta förruttnande mikroorganismer ligger i intervallet 25-35°C. Låga temperaturer orsakar inte deras död, utan stoppar bara deras utveckling. Vid en temperatur på 4-6°C undertrycks den vitala aktiviteten hos förruttnande mikroorganismer. Icke-sporruttnande bakterier dör vid temperaturer över 60°C, och sporbildande bakterier tål uppvärmning upp till 100°C.
Vi har redan övervägt de processer som sker vid anaerob matsmältning under påverkan av fem huvudgrupper av bakterier. Den här gången ska vi titta på aspekter relaterade till nyanserna av anaerob matsmältning. Överskott av aktivt slam bildas under aerobic biologisk behandling, har sammansättningsegenskaper som bestäms av villkoren för dess underhåll i luftningstanken. Vid en hög belastning av organiska föroreningar ökar tillväxten av biomassa följaktligen, medan ofullständig oxidation av organiskt material sker och koncentrationen av organiska ämnen i aktivt slam ökar; vid en lägre belastning ökar graden av autooxidation och halten av organiskt material minskar. Utbytet och den procentuella sammansättningen av biogas som bildas vid anaerob mineralisering beror på den kvalitativa och kvantitativa sammansättningen av det sediment som utsätts för mineralisering. Kolhydrater i aktivt slamslam kan representeras i i större utsträckning cellulosa, lignin och hemicellulosa, som finns i växtceller. Cellulosa är en glukospolymer med linjär struktur, hemocellulosa är komplexa polysackarider med en grenad eller linjär struktur, lignin är en komplex transalkoholpolymer. I det första steget av biokemisk nedbrytning bryts hydrolys av hemicellulosa ner till en komplex blandning av polysackarider, och cellulosa hydrolyseras för att bilda glukan, en polysackarid baserad på D-polymeren av glukos. Vidare passerar polysackarider och glukan i det andra steget, syrabildning eller på annat sätt, acytogenes, genom biokemisk oxidation till flyktiga fettsyror och alkoholer. Som ett resultat av dessa reaktioner frigörs väte och koldioxid.
Funktioner för nedbrytningen av proteiner, fetter och kolhydrater i hydrolysstadiet
Under metanfermentering omvandlas olösliga proteinföreningar först till peptoner, sedan till peptider och slutligen till lösliga rakkedjiga aminosyror. I acytogenesstadiet omvandlas de lätt biokemiskt till fettsyror, som lätt oxideras vid efterföljande stadier av metanjäsningen, samt till aromatiska aminosyror som tyrosin, tryptofan och fenylamin, som då är svårare att bryta ner. När proteiner sönderfaller bildas ammoniak och koldioxid, som, när de interagerar med andra ämnen eller med varandra, förskjuter mediets reaktion till den alkaliska sidan. 
Fetter i hydrolysstadiet omvandlas av bakterier till glycerol och fettsyror. De går helt enkelt över i acytogenesstadiet till komplexa karboxylsyror, som i efterföljande stadier lätt övergår till metan. Förutom det faktum att sammansättningen av biogas bestäms av reaktionsekvationerna för bionedbrytning av kolhydrater, proteiner och fetter, påverkas dess utbyte också av vattnets deltagande i dem. Om nedbrytningsreaktionen inträffar med förbrukningen av vatten ökar mängden gas som frigörs, om den minskar med utsläppet. Undantaget från denna regel är aminosyror, vars sönderdelning sker med deltagande av vatten, men i detta fall övergår en del av de resulterande gasformiga ämnena i en bunden form. Dessutom används en del av kolet i föreningarna på tillväxten av bakteriell biomassa. Alla dessa bestämmelser bekräftas experimentella studier, som visar att under nedbrytningen av proteinkomponenten frigörs biogas i mindre mängder på grund av bindning av gasformiga produkter från deras nedbrytning. Vidare har det fastställts att fetter, när de sönderdelas, frigör en och en halv gånger mer gas än protein- och kolhydratsubstrat. När det gäller den kvalitativa sammansättningen bildas en större andel metan i biogas vid nedbrytning av proteiner och fetter.
Gränser för anaerob rötning och beräkning av biogastillförsel och sammansättning
Det bör noteras att anaeroba matsmältningsprocesser sker upp till vissa gränser, som är 70 % för fetter, 62,5 % för kolhydrater och 48 % för proteiner. I det här fallet påverkar temperaturen för den anaeroba processen endast nedbrytningshastigheten för det organiska substratet, med proteiner som bryts ned snabbast, följt av fetter, och den långsammaste är jäsningen av kolhydrater. Det vill säga att vid jäsning av avfall som består av fett går det att få en större mängd biogas än från aktivt slam, som huvudsakligen består av protein, samt en blandning av gödsel och växtavfall, som huvudsakligen är kolhydratråvara.Under sönderdelningen av ett organiskt substrat bildas en stor mängd humusämnen, som fälls ut under en sur reaktion av mediet och är närvarande i fasen av en kolloidal lösning under en alkalisk reaktion. För att bestämma biogasutbytet vid anaerob jäsning av organiskt slam kan det bestämmas genom att analysera slammets COD efter nedbrytning. I det här fallet tror man att en molvolym metan reagerar med två molvolymer syre, det vill säga att den beräknade volymen av frigjord metan blir lika med dubbel mening TORSK. Vidare utförs beräkningen av den frigjorda koldioxiden med användning av McCarthys formel, enligt vilken 6,24 molvolymer metan står för 3,75 molvolymer koldioxid. Mer exakta beräkningar av det teoretiska utbytet och volymförhållandena för de frigjorda gaserna görs med hjälp av Buswell-formeln, för vilken det är nödvändigt att känna till grundämnessammansättningen av det mineraliserade sedimentet. Men i båda fallen tas inte hänsyn till förbrukningen av organiskt material som används för att öka biomassan som deltar i processen för biokemisk oxidation. Därför, för en mer exakt beräkning av driften av behandlingsanläggningar, såväl som installationer för slammineralisering och biobränsleproduktion, är det nödvändigt att bestämma gränserna för slamnedbrytning för varje specifikt fall av dess biosammansättning.
Således är den kvalitativa och kvantitativa sammansättningen av den resulterande biogasen nära relaterad till innehållet av fetter, proteiner och kolhydrater i det organiska substratet som utsätts för anaerob nedbrytning. Mängden gaser som frigörs och andelen metanutbyte beror också på konsumtionen av näringsämnen för biomassatillväxt och gränsen för nedbrytning av det mineraliserade sedimentet, bestämt av dess organiska natur.
I I metabolismen av mikroorganismer genomgår kvävehaltiga ämnen olika omvandlingar. Av en slump ytlig likhet olika typer Matförstöring kallas ofta för ruttnande. Men rötning är processen med djup nedbrytning av proteinämnen av mikroorganismer.
Förmågan att bryta ner proteinämnen i varierande grad är karakteristisk för många mikroorganismer. Vissa av dem bryter ner proteiner direkt, andra kan bara verka på mer eller mindre enkla nedbrytningsprodukter av proteinmolekylen, till exempel peptider, aminosyror m.m.
Mikrober använder produkterna från proteinnedbrytning för att syntetisera ämnen i sin kropp, och även som energimaterial.
Kemi för proteinnedbrytning. Rötning är en komplex biokemisk process i flera steg, vars natur och slutresultat beror på sammansättningen av de sönderfallande proteinerna, betingelserna för processen och de typer av mikroorganismer som orsakar den.
Proteinämnen kan inte direkt komma in i mikroorganismernas celler, därför kan endast de mikroorganismer som har proteolytiska enzymer - exoproteaser som utsöndras av celler i miljön - använda proteiner.
Processen för proteinnedbrytning börjar med deras hydrolys. De primära produkterna av hydrolys är peptoner och peptider. De bryts ner till aminosyror, som är slutprodukterna av hydrolys.
Olika aminosyror som bildas vid nedbrytning av proteiner används av mikroorganismer eller utsätts för ytterligare förändringar av dem, till exempel deaminering, vilket resulterar i bildning av ammoniak och olika organiska föreningar. Deamineringsprocessen kan ske på olika sätt. Det finns hydrolytisk, oxidativ och reduktiv deaminering.
Hydrolytisk deaminering åtföljs av bildning av hydroxisyror och ammoniak. Om dekarboxylering av aminosyran också sker, bildas alkohol, ammoniak och koldioxid:
1 På grund av det faktum att ammoniak alltid är närvarande i de slutliga produkterna av proteinnedbrytning, kallas rötningsprocessen även ammonifiering av proteinämnen.
Under oxidativ demininering bildas ketosyror och ammoniak:
Reduktiv deaminering producerar karboxylsyror och ammoniak:
Från ovanstående ekvationer är det tydligt att bland nedbrytningsprodukterna av aminosyror, beroende på strukturen av deras radikal (R), finns olika organiska syror och alkoholer. Under nedbrytningen av fettaminosyror, myrsyra, ättiksyra, propionsyra, smörsyra och andra syror, kan således propyl, butyl, amyl och andra alkoholer ackumuleras. Under nedbrytningen av aromatiska aminosyror är mellanprodukterna karakteristiska ruttnande produkter: fenol, kresol, skatol, indol - ämnen som har en mycket obehaglig lukt. Nedbrytningen av aminosyror som innehåller svavel producerar vätesulfid eller dess derivat - merkaptaner (till exempel metylmerkaptan CH 3 SH). Merkaptaner har en ruttet ägglukt som är märkbar även vid försumbara koncentrationer.
Diaminosyror som bildas under proteinhydrolys kan genomgå dekarboxylering utan att eliminera ammoniak, vilket resulterar i diaminer och koldioxid. Till exempel omvandlas lysin till kadaverin:
På liknande sätt omvandlas ornitin till putrescin.
Cadaverine, putrescine och andra aminer som bildas under sönderfall grupperas ofta under det allmänna namnet ptomaines (kadaveriska gifter), några av dem har giftiga egenskaper.
Ytterligare omvandling av kvävehaltiga och kvävefria organiska föreningar till följd av nedbrytningen av olika aminosyror beror på miljöförhållandena och mikroflorans sammansättning. Aeroba mikroorganismer oxiderar dessa föreningar så att de kan mineraliseras fullständigt. I detta fall är de slutliga produkterna av sönderfall ammoniak, koldioxid, vatten, vätesulfid och fosforsyrasalter. Förekommer inte under anaeroba förhållanden fullständig oxidation mellanprodukter av aminosyranedbrytning. I detta avseende ackumuleras förutom ammoniak och koldioxid olika organiska syror, alkoholer, aminer och andra organiska föreningar, vilket kan innefatta ämnen med giftiga egenskaper och ämnen som ger ruttnande material en äcklig lukt.
Förfallspatogener. Bland de många mikroorganismerna
som kan sönderdela proteiner i en eller annan grad, mikroorganismer som orsakar djup nedbrytning av proteiner - faktiskt ruttnande - är av särskild betydelse. Sådana mikroorganismer brukar kallas förruttnande. Av dessa är bakterier de viktigaste. Putrefaktiva bakterier kan vara sporbildande och icke-sporbildande, aeroba och anaeroba. Många av dem är mesofila, men vissa är köldbeständiga och värmebeständiga. De flesta är känsliga för surhet.
De vanligaste och mest aktiva patogenerna av förruttnelseprocesser är följande.
Bacillus hö- och potatisbaciller 1 – aeroba, rörliga, grampositiva, sporbildande bakterier
Ris. 32. Du. subtiler:
A– stavar och ovala sporer; b – koloni
(Fig. 32). Deras sporer är mycket värmebeständiga. Den optimala temperaturen för utvecklingen av dessa bakterier är 35–45 °C, maximal tillväxt är vid en temperatur på cirka 50–55 °C; vid temperaturer under 5 °C reproducerar de sig inte. Förutom nedbrytningen av proteiner kan sådana bakterier sönderdela pektinämnen, polysackarider från växtvävnader och fermentera kolhydrater. Hö- och potatisbaciller är utbredda i naturen och är orsakerna till att många livsmedelsprodukter förstörs. De producerar antibiotiska ämnen som hämmar tillväxten av många patogena och saprofytiska bakterier.
Bakterier av släktet Pseudomonas är aeroba, rörliga stavar, med ett polärt flagellum, bildar inte sporer och är gramnegativa (Fig. 33a). Många arter är köldresistenta, den lägsta temperaturen för deras tillväxt är från –2 till –5 ° C, det optimala är cirka 20 ° C. Förutom proteolytisk aktivitet har många pseudomonas lipolytisk aktivitet, de kan fermentera kolhydrater med bildandet av syror och utsöndrar slem Utveckling
1 I enlighet med International Code of Bacterial Nomenclature anses baciller och potatisbaciller som synonymer för samma art, Bacillus subtilis.
och den biokemiska aktiviteten hos dessa bakterier är signifikant hämmad vid ett pH under 5,5 och 5–6 % NaCl-koncentration i mediet. Pseudomonas är utbredda i naturen och är antagonister till ett antal bakterier och mögel, eftersom de bildar antibiotika. Vissa arter av Psudomonas är patogener för sjukdomar (bakterioser) odlade växter, frukt och grönsaker.
Proteus (Proteus vulgaris) är små gramnegativa, icke-sporbärande stavar med uttalade förruttnande egenskaper. När Proteus utvecklas i dem får proteinsubstrat en stark förruttnelselukt. Beroende på förutsättningarna
Ris. 33.
A - Pseudomonas; b – Proteus vulgaris
Under hela livet kan dessa bakterier märkbart ändra sin form och storlek (bild 33, b).
Proteus är en fakultativ anaerob; jäser kolhydrater för att bilda syror och gaser. Den utvecklas bra både vid temperaturer på 25 °C och vid 37 °C, och slutar föröka sig endast vid en temperatur på cirka 5 °C, men kan även konserveras i frysta livsmedel.
Karakteristiskt drag Protea är dess mycket energiska rörlighet. Denna egenskap ligger till grund för metoden att identifiera Proteus på livsmedelsprodukter och separera den från medföljande bakterier. Vissa typer av Proteus utsöndrar ämnen som är giftiga för människor (se s. 159).
Clostridium putrificum (bild 34, A)– anaerob, rörlig, sporbildande stav. Dess relativt stora sporer är belägna närmare slutet av cellen, som samtidigt får en likhet med en trumpinne. Sporerna är ganska värmebeständiga. Denna bakterie jäser inte kolhydrater. Proteiner sönderfaller under bildning av stora mängder gaser (NH 3, H2S). Den optimala framkallningstemperaturen är 37–43 °C, minimum 5 °C.
Clostridium sporogertes (Fig. 34, b)- anaerob, rörlig, sporbärande stav. Sporerna är värmebeständiga, i cellen ligger de närmare dess ände. Karakteristiskt är den mycket snabba (under den första tillväxtdagen) bildandet av sporer. Denna bakterie fermenterar kolhydrater med bildning av syror och gaser och har lipolytisk förmåga. När proteiner sönderfaller frigörs vätesulfid rikligt. Den optimala framkallningstemperaturen är 35–40 °C, minimum är cirka 5 °C.
Båda typerna av klostridier är kända som orsakande medel för att förstöra konserver (kött, fisk, etc.).
Ris. 34.
A - Clostridium putrificum; b – Clostridium sporogenes
Praktisk betydelse sönderfallsprocesser. Förruttnande mikroorganismer orsakar ofta stor skada nationalekonomi, vilket orsakar förstörelse av värdefulla och proteinrika livsmedelsprodukter, såsom kött och köttprodukter, fisk- och fiskprodukter, ägg, mjölk, etc. Men dessa mikroorganismer spelar en stor positiv roll i kretsloppet av ämnen i naturen, mineraliserande proteinämnen som komma in i jorden och vattnet.
Rötning är nedbrytning av proteinämnen av mikroorganismer. Detta är förstörelse av kött, fisk, frukt, grönsaker, trä, såväl som processer som sker i jord, gödsel, etc.
I en snävare mening anses förruttnelse vara processen för nedbrytning av proteiner eller proteinrika substrat under påverkan av mikroorganismer.
Proteiner är en viktig komponent i den levande och döda ekologiska världen och finns i många livsmedel. Proteiner kännetecknas av stor mångfald och strukturell komplexitet.
Förmågan att förstöra proteinämnen är inneboende i många mikroorganismer. Vissa mikroorganismer orsakar ytlig nedbrytning av protein, medan andra kan förstöra det djupare. Rötningsprocesser sker ständigt under naturliga förhållanden och förekommer ofta i produkter och produkter som innehåller proteinämnen. Proteinnedbrytning börjar med dess hydrolys under påverkan av proteolytiska enzymer som frigörs av mikrober till miljön. Rötning sker i närvaro av hög temperatur och fuktighet.
Aerob ruttnande. Förekommer i närvaro av atmosfäriskt syre. Slutprodukterna av aerob rötning är, förutom ammoniak, koldioxid, vätesulfid och merkaptaner (som luktar ruttna ägg). Svavelväte och merkaptaner bildas vid nedbrytningen av svavelhaltiga aminosyror (cystin, cystein, metionin). Bacillus är också bland de ruttnande bakterier som förstör proteinämnen under aeroba förhållanden. mycoides. Denna bakterie är utbredd i marken. Det är en mobil sporbildande stav.
Anaerob ruttnande. Förekommer under anaeroba förhållanden. Slutprodukterna av anaerobt sönderfall är produkterna av dekarboxylering av aminosyror (avlägsnande av karboxylgruppen) med bildning av illaluktande ämnen: indol, akato, fenol, kresol, diaminer (deras derivat är kadaveriska gifter och kan orsaka förgiftning) .
De vanligaste och mest aktiva sönderfallspatogenerna under anaeroba förhållanden är Bacillus putrificus och Bacillus sporogenes.
Den optimala utvecklingstemperaturen för de flesta förruttnande mikroorganismer ligger i intervallet 25-35°C. Låga temperaturer orsakar inte deras död, utan stoppar bara deras utveckling. Vid en temperatur på 4-6°C undertrycks den vitala aktiviteten hos förruttnande mikroorganismer. Icke-sporruttnande bakterier dör vid temperaturer över 60°C, och sporbildande bakterier tål uppvärmning upp till 100°C.
Rollen av förruttnande mikroorganismer i naturen, i processerna för matförstöring.
I naturen spelar förfallet en stor positiv roll. Det är en integrerad del av kretsloppet av ämnen. Nedbrytningsprocesser säkerställer att jorden berikas med de former av kväve som växter behöver.
För ett och ett halvt sekel sedan insåg den store franske mikrobiologen L. Pasteur att utan mikroorganismer av sönderfall och jäsning, som omvandlar organiskt material till oorganiska föreningar, skulle livet på jorden bli omöjligt. Största kvantiteten arter av denna grupp lever i jorden - 1 g bördig åkerjord innehåller flera miljarder av dem. Jordfloran representeras huvudsakligen av förruttnelsebakterier. De bryter ner organiska rester (döda kroppar av växter och djur) till ämnen som växter konsumerar: koldioxid, vatten och mineralsalter. Denna process på planetarisk skala kallas mineralisering av organiska rester; ju fler bakterier det finns i jorden, desto intensivare sker mineraliseringsprocessen, därför desto högre är jordens bördighet. Förruttnande mikroorganismer och de processer de orsakar inom livsmedelsindustrin orsakar dock förstörelse av produkter, särskilt av animaliskt ursprung och material som innehåller proteinämnen. För att förhindra att produkter förstörs av förruttnande mikroorganismer är det nödvändigt att säkerställa en lagringsregim som skulle utesluta utvecklingen av dessa mikroorganismer.
För att skydda livsmedelsprodukter från ruttnande används sterilisering, saltning, rökning, frysning etc. Men bland förruttnande bakterier finns sporbärande, halofila och psykrofila former, former som orsakar förstörelse av saltade eller frysta livsmedel.
Ämne 1.2. Miljöförhållandenas inverkan på mikroorganismer. Distribution av mikroorganismer i naturen.
Faktorer som påverkar mikroorganismer (temperatur, luftfuktighet, miljökoncentration, strålning)
Planen
1. Effekt av temperatur: psykrofila, mesofila och termofila mikroorganismer. Mikrobiologiska principer för förvaring av livsmedel i kyld och fryst form. Termisk stabilitet hos vegetativa celler och sporer: pastörisering och sterilisering. Inverkan av termisk bearbetning av livsmedelsprodukter på mikrofloran.
2. Effekt av produktens fuktighet och miljö till mikroorganismer. Betydelsen av relativ luftfuktighet för utveckling av mikroorganismer på torra produkter.
3. Inverkan av koncentrationen av lösta ämnen i mikroorganismernas livsmiljö. Inverkan av strålning, användning av UV-strålar för luftdesinfektion.
Effekt av temperatur: psykrofila, mesofila och termofila mikroorganismer. Mikrobiologiska principer för förvaring av livsmedel i kyld och fryst form. Termisk stabilitet hos vegetativa celler och sporer: pastörisering och sterilisering. Inverkan av termisk bearbetning av livsmedelsprodukter på mikrofloran.
Temperatur - viktigaste faktorn för utveckling av mikroorganismer. För varje mikroorganism finns en lägsta, optimal och maximal temperaturregim för tillväxt. Baserat på denna egenskap delas mikrober in i tre grupper:
§ psykrofiler - mikroorganismer som växer bra vid låga temperaturer med ett minimum vid -10-0 °C, optimalt vid 10-15 °C;
§ mesofiler - mikroorganismer för vilka optimal tillväxt observeras vid 25-35 °C, minimum vid 5-10 °C, maximalt vid 50-60 °C;
§ termofiler - mikroorganismer som växer bra vid relativt höga temperaturer med optimal tillväxt vid 50-65 °C, maximalt vid temperaturer över 70 °C.
De flesta mikroorganismer är mesofiler, för vilka den optimala temperaturen är 25-35 °C. Därför leder lagring av livsmedelsprodukter vid denna temperatur till snabb spridning av mikroorganismer i dem och matförstöring. Vissa mikrober, när de ackumuleras avsevärt i livsmedel, kan leda till matförgiftning hos människor. Patogena mikroorganismer, dvs. som orsakar infektionssjukdomar hos människor klassificeras också som mesofiler.
Låga temperaturer bromsa tillväxten av mikroorganismer, men döda dem inte. I kylda livsmedel är mikrobiell tillväxt långsam men fortsätter. Vid temperaturer under 0°C slutar de flesta mikrober att reproducera sig, d.v.s. När maten fryses upp avstannar tillväxten av mikrober, några av dem dör gradvis ut. Det har fastställts att vid temperaturer under 0 °C går de flesta mikroorganismer in i ett tillstånd som liknar anabios, behåller sin livsduglighet och fortsätter sin utveckling när temperaturen stiger. Denna egenskap hos mikroorganismer bör beaktas under lagring och vidare kulinarisk bearbetning av livsmedelsprodukter. Salmonella kan till exempel finnas kvar i fryst kött under lång tid, och efter upptining av köttet, under gynnsamma förhållanden, ackumuleras de snabbt till en mängd som är farlig för människor.
När de utsätts för höga temperaturer som överstiger mikroorganismernas maximala uthållighet dör de. Bakterier som inte har förmågan att bilda sporer dör när de värms upp i en fuktig miljö till 60-70 °C på 15-30 minuter, till 80-100 °C på några sekunder eller minuter. Bakteriesporer har mycket högre värmebeständighet. De klarar 100 °C i 1-6 timmar, vid en temperatur på 120-130 °C dör bakteriesporer i en fuktig miljö efter 20-30 minuter. Mögelsporer är mindre värmebeständiga.
Termisk kulinarisk bearbetning av livsmedel i catering, pastörisering och sterilisering av produkter inom livsmedelsindustrin leder till partiell eller fullständig (sterilisering) död av vegetativa celler av mikroorganismer.
Under pastöriseringen utsätts livsmedelsprodukten för minimala temperatureffekter. Beroende på temperaturregimen särskiljs låg och hög pastörisering.
Låg pastörisering utförs vid en temperatur som inte överstiger 65-80 ° C, i minst 20 minuter för att bättre garantera produktens säkerhet.
Högpastörisering är en kortvarig (högst 1 minut) exponering av den pastöriserade produkten för en temperatur över 90 °C, vilket leder till döden av patogen icke-sporbärande mikroflora och samtidigt inte medför betydande förändringar i de pastöriserade produkternas naturliga egenskaper. Pastöriserade livsmedel kan inte förvaras utan kylning.
Sterilisering innebär att produkten befrias från alla former av mikroorganismer, inklusive sporer. Sterilisering av konserverad mat utförs i speciella anordningar - autoklaver (under ångtryck) vid en temperatur på 110-125 ° C i 20-60 minuter. Sterilisering ger möjlighet till långtidsförvaring av konserver. Mjölk steriliseras med ultrahög temperaturbehandling (vid temperaturer över 130 ° C) i några sekunder, vilket gör att du kan bevara alla fördelaktiga egenskaper hos mjölk.
- I kontakt med 0
- Google+ 0
- OK 0
- Facebook 0
