CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA WZROST DROBNOUSTROJÓW:

FIZYCZNE:

Temperatura

Ciśnienie mechaniczne

Ciśnienie osmotyczne

Promieniowanie

Ultradźwięki

BIOLOGICZNE:

Wpływ jednych drobnoustrojów na drugie

Obecność wirusów (fagów)

CHEMICZNE:

Zawartość tlenu w podłożu

Kwasowość (pH) podłoża

Obecność metabolitów własnych i obcych

Antybiotyki

Antyseptyki

Fitoncydy

TEMPERATURA

Temp działa na mikroorg skutecznie i natychmiast. Reguła van Hoffa - zmiana t o 10° lub r.chem 2-3 krotnie. Katalizatory w org żywych to enzymy.

W temp kiedy woda zmienia stan skupienia reakcje w org żywych przestają zachodzić. W temp następuje denaturacja białka ~ 40⁰.

Temp kardynalne wzrostu drobn (0⁰C) :

• minimalna - nie giną i nie mogą się rozmnażać.

• optymalna - najb odpowiednia do rozmnażania i wzrostu. Dla różnych fcji życiowych jest różna temp

	Min	Opt	Max
Psychrofil(zimnolubne)	0	10 - 15	30
Mezofile	15 - 25	25 - 37	40 - 55
Termofile	28 - 30	50 - 60	70 - 75

Drobnoustroje:

• stenotermiczne - mają bardzo wąski zakres tolerancji optymalnej temperatury. Drobnoustroje chorobotwórcze.

• eurytermiczne - maja szeroki zakres optymalnej temperatury wzrostu.

Psychotrofy są mikroorg, które bez względu na optymalną temp wzrostu wykazują wzrost w niskich temp.

Najniż temp rozmnażania

drożdże- -34°C, bakterie- -20°C.

Minimalna temperatura wzrostu:

Gronkowce - od 6-7°C

Laseczka jadu kiełbasianego - 3-4°C.

Liofilizacja - mrożenie, odparowyw, aby zachować komórki w stanie jak najmniej zmienionym. Dla drobn powolne zamrażanie jest niekorzystne, niszczy ich strukturę, korzystniejsze jest gwałtowne.

Psychrofile Są to org, które w temp od 0°C do 7°C dają kolonie w ciągu 7 dni. Lubią zimno. Rozwijają się gł na mięsie, rybach. Szczepy psychrofilne w rodz: Pseudomonas, Flarobacterium, Alcaligenes, Micrococcus

Mezofile - większość mikroorg, które nas otaczają. Wszystkie chorobotwórcze.

Termofile - gorące źródła, w fermentujących kompostach, w zagrzewającym się oborniku. Termofile rozmnażają się bardzo szybko, czasem następuje samowyjałowienie, gdy wykorzystają „pożywienie”. Szczepy termofilne w rodzajach: Bacillus, Clostridium, Actinomyces, Lactobacillus

Drobnoustroje ciepłooporne - są szczególnie odporne na ciepło (nieskuteczna pasteryzacja). Optym temp 27°C - 30°C, 90% przeżywa w 63°C przez 30 minut.

Wpływ czynników chemicznych na proces utrwalania żywności:

• kwasowość środow (pH) zmienia przepuszczalność błony cytoplazm

• zmiana dyspersji rozproszenia substancji w cytoplazmie

• właściwości buforujące - jak zakwaszamy środow to drobn mogą wydzielać substancje alkaliczne

• stosujemy minimalne pH wzrostu do utrwalania żywności.

Minimalne pH wzrostu

1. B. gnilne (wrażliwe) 6,0 - 6,5

2. B. gnilne (mniej wrażliwe) 5,0

3. Bacillus Subtilis 5,5

4. Bakterie masłowe 4,2

5. Bakterie mlekowe 3,5

6. Drożdże 2,5

7. Pleśnie <2,5

pH może wpływać na zmiany metabolizmu komórki w organizmie.

WPŁYW pH NA METABOLIZM:

Drożdże z cukru tworzą w środow kwaśnym alkohol etylowy, a w środow alkalicznym glicerynę.

Bakterie masłowe (nie występują w maśle, wytwarzają kw masłowy z cukrów) w środow kwaśnym tworzą aceton, butanol, a w środow alkalicznym kw masłowy.

ODZIAŁYWANIE DROBN NA OTOCZENIE:

Promieniowanie:

• luminescencja - świecenie mikroorg, utlenianie lucyferyny przez enzym lucyferaza, śluzowacenie produktu.

• Promieniowanie mitogenetyczne - dłg UV związ z przemianami na poziomie komórk, trudne do wykrycia, wskazujące na aktywność org.

• Wydzielanie ciepła, podgrzewanie otoczenia w wyniku reakcji oddychania (tylko część zużywana), transport przemiany. Oddychanie tlenowe - 1/3 energii jest rozproszona. Gdy ukłnieizolowany to ciepło jest rozproszone, gdy układ jest izolowany to temp , np. zbiornik sterta obornika (powolne przenikanie ciepła). Termogeneza - samozagrzewanie się, zazwyczaj zjawisko niekorzystne.

• potencjału oksydoreduk - w war tlenowych niewielki. W zamkniętych ukł (np. na dnie rzek, jezior) duży spadek potencjału w wyniku pobierania tlenu przez drobn.

• Zdolność do zmiany pH - pH gdy podczas rozmrażania ............ NH₃. w wyniku rozkładu substancji ....... (cukrów), powstają kw gł mlekowy i propionowy (kiszonki). pH przez wydzielenie CO₂. zakw przez utlenianie związ nieorg i wytworzenie np. kw azot i siarkow.

• Rozkuł minerałów - bakterie siarkowe utleniając H₂S doprow do wytw H₂SO₄, który zakw glebę i rozpuszcza minerały, kruszenie skał, pomników.

CYKL AZOTU W PRZYRODZIE

1. BAKT. NIESYMBIOT: (WIĄŻĄCE N)

Beztlenowce:

Cl pasteurianus, Cl saccharobutyricum,

Cl felsineum, Cl pectinoucrum, Chlorobacterium

Tlenowce:

Azotobacter chroococcum, agilis, indicum, vinelandii, beijennckii

Azotobacter zużywa tlen dzieki czemu rozwija się beztlenowo Clostridium, który daje mu kwas masłowy i maślany. Przez rok żyjąc w symbiozie mogą związać 10kg N₂/1 hektar.

Diplpcoccus Pneumoniae, Aerobacter Aerogenes, Pseudomonas sp, Bacillus asterosponus

Clostrilium beztlenowo wiąże 2 -3mg N₂ / 1g glukozy

Azotobacter tlenowo wiąże 16 - 20 mg N₂ / 1g glukozy

(sinice na polach ryżowych 30 -50 kg N₂ / 1ha x rok)

2. BAKTERIE SYMBIOT (WIĄŻĄCE N₂)

R. leguminosarium- groch; R. trifolii - koniczyna; R. phaseoli - fasola; R. meliloti - lucerna; R. japonicum - soja

R. lupini - łubin; Actinomycetes alni - olcha; A. eleagni - oliwki; Klebsiella sp - liście roślin tropikalnych

Bakterie Rhizobium wiążą 100 - 200

GNICIE (rozkład białek):

• Tlenowce przetrwalnikujace

Bacillus subtilis; B. cereus

• Tlenowce nieprzetrwalnikujace

Pseudomonas fluorescens

Serratia marcescens

Proteus vulgaris

Bacterium linens

• Beztlenowce

Clostridium perfringens,

sporogens, botulinum

• Pleśnie

Aspergillus niger, Mucor, Botrytis

Cladosporium, Trichoderna

Wszystkie m. wytwarzają enzymy proteolityczne do przemian wewnątrzkomór ale tylko część wydziela je na zew i rozkłada białko poza komórką - proteolity.

Dalszy proces rozkładu białka to amonifikacja.

AMONIFIKACJA - rozkład aminokw do amoniaku z jego wydzieleniem, pogłębiony proces gnicia.

ROZKŁADAJĄCE MOCZNIK:

Bacillus subtilis, cereus, pasteuri

Micrococcus ureae

Sarcina ureae, hansenii

Eubacterium ureolyticum, coli

NITRYFIKACJA

1. NH₄⁺ + 3/2O₂ → 2H⁺ + H₂O + NO₂ + 66kcal (270.6kJ)

Nitrosomonas europea

Nitrococcus sp (amerykański)

1. CO₂ - 35NH₃

2. NO₂^- + ½ O₂ → NO₃^- + 17.5 kcal (71.7kJ)

Nitrobacter Winogradski

Nitrobacter Agilis 1 CO₂ - 135NH₃

DENITRYFIKACJA- przebiega zależnie od warunków, w jakich znajduje się gleba.

NH₂OH → NH₃ amonifikacja azotowa

NO₃^- → NO₂^- → NO

N₂O → N₂ denitryfikacja (tu zachodzi strata N)

NO₃^- → NO₂^- :

E. coli, B. subtilis, mycoides, Vibro cholerae

Aerobacter aerogenes, Proteus vulgaris

NO₃^- → NH₂ :

Neurospora crossa

NO₃^- → N₂ :

Bacterium denitrificans

Pseudomonas fluorescens, stutzere

Thiobacillus denitrificans

Vibro denitrificans

GRZYBY

TYP MYCOTA, FUNGI (GRZYBY)

RÓŻNICE W BUDOWIE PROCARYOTA i EUCARYOTA

	PROCARYOTA (bakterie, sinice)	EUCARYOTA (grzyby, rośliny)
Typowa ϕ komórki	1	10 (u roślin 100)
Błona jądrowa	-	Dwuwarstwowa
Liczba chromosomów	1	>1
Reticulum enoloplazm	-	Występuje
Mitochondria	-	Występuje
Chloroplasty	-	Mogą występować
Wodniczki	Rzadko	Powszechnie
mureina	Występuje	rzadko

1komórk grzyby to zawsze grzyby wodne lub drożdże. Istotną sprawą jest budowa ściany komórkowej, na podstawie której można odróżnić np. pleśnie od drożdży.

BUDOWA ŚCIANY KOMÓRKOWEJ:

Drożdży:

Warstwa zew - mannan + białko

Warstwa środkowa - glukan

Warstwa wew - białka

Pleśni:

- chityna, celuloza, glukon lub celuloza, glukan.

Ściany komórki grzybów są czasami pokryte śluzem powstałym z cukrów. Ściana komór drożdży łatwo ulega zszuszeniu.

Ściana komórkowa pleśni trudna do strawienia i dlatego trudno stosować białko pleśniowe jako pożywienie.

PROTOPLAST - to zawartość pozostała po odjęciu ściany kom., to cytoplazma i jądro komórki

BŁONA CYTOPLAZMATYCZNA (MEMBRANA) - reguluje dostęp środk odżyw do wew i wydziela metabolity na zew.

Wodniczki - subst zapasowa, produkt przemiany

Retikulum endoplazmatyczne - ścianki wewkomór dzielące komórkę na przedziały gdzie zachodzą różne przemiany metaboliczne.

CYTOPLAZMA - roztwory koloidalne zawierające białka. Zależy od wieku komórki. Młode komórki maja przezroczyste cytoplazmy.

RYBOSOMY - miejsce syntezy białek, powstają enzymy.

MITOCHONDRIUM - tu następuje uwalnianie energii w wyniku reakcji spalania cukrów. Zbud z 80% białka i 20% tłuszczy. Centra energetyczne.

JĄDRO KOMÓR - nośnik inf genet. Może być ich różna ilość. Stanowi do 40% objętości komórki. Wew jest małe jąderko.

PORY - przez nie może przemieszczać się cytoplazma.

SEPTY - ściany poprzeczne.

GRZYBNIA - zbud ze strzępek. Rośnie atikalnie (wierzchołkowo), czasem podzielona błonami poprzecznymi (septami), pory (mikropory).

Wgłębna - wrasta w podłoże. Czerpie z niego składniki odżyw, rozkłada to podłoże. Niektóre wytwarzają lyzoidy.

Powietrzna - grzybnia szybko rozprzestrzenia się w powietrzu. Rośnie pod wgłębną, rozmnażanie grzyba, tworzy służące do grzyba na powierzchni.

Owocniki to plektenchyna.

Długość grzybni to kilkadziesiąt μm, kilkanaście m.

PLEKTENCHYDY - obfite sploty grzybni, odporne na warunki otoczenia (sklerocja), ciała owoconośne.

DIMORFIZM - podwójna forma np. Rhizopus w war beztl tworzy pojedyncze drożdże mucorowe, a w tlenowych tworzy sploty komórek; długie nitki, regularna grzybnia.

ROZMNŻANIE GRZYBÓW

Płciowe

Kopulacja gamet, gametangiów, somatyczna

Bezpłciowe

Rozszczepianie (schizosaccharomyces)

Pączkowanie (pseudomycelium) - powstaje pseudogrzybnia gdy komórka się nie odrywa

Zarodnikowanie

U bakterii powstają 2 nowe komórki. U grzybów jest komórka macierzysta i potomna. (rozmnażanie przez podział).

Mycelium - między komórkami pleśni kontakt przez pory, septy.

Pseudomycelium - w niby grzybni (drożdże) nie ma połączenia między komórkami, są po prostu zszczepione.

Przy rozmnażaniu bezpł powstaje b. wiele zarodników. Jeżeli jest mało zarodników to mikroorg są b. odporne na wpływ otoczenia.

Drożdże dzikie - szybko zarodnikujące.

Różnice między zarodnikami grzybów i przetrwalnikami bakterii:

Zarodniki: ≥ 1 forma rozmnażania giną w temp < 100°C, z jedenj komórki wiele zarodników, z 1 zarodnika wiele komórek.

Przetrwalniki: zwykle 1forma przetrwania odporne na temp > 100°C, z jednego przetrwalnika powstaje 1 komórka.

Grzyby - rozkładają wszystko, maja rozbud ukł enzymat i są saprofitami, ale także są pasożytami. W większości są tlenowcami a czasami wzgl beztl (drożdże) (większość to saprofity)

Z cukrów prostych korzystają prawie wszystkie mikroorg.

Cukry złoż - gł pleśnie gdyż wytw specjalne enzymy rozkł polisacharydy. Ze skrobi podczas ferment powstaje etanol.

Grzyby nie zawierają chlorofilu, wybitne heterotrofy, korzystają tylko z org związ C, ale też z org i nieorg związków azotu.

Gł tlenowce (prawie wszystkie pleśnie).

DROŻDŻE

Dla drożdży optym temp to 25°C - 28°C

Niektóre szczepy - 34°C Max około 40°C

W przemyśle stosowane są termofilne rosnące w optym temp ok 36°C, ponieważ szybsze przemiany metaboliczne i mniej zakażeń drobn.

Kwasowość środow - 2.8 - 8 pH, pH opt 5.5 - 6; Min pH = 2.5. Drożdże rosną > 2,5pH, giną poniżej około 2,2.. w zależności od pH wytw gliceryny (pH>7) lub wytwarzają etanol (pH kwaśne).

Drożdże są wzgledbeztlenowcami.

Stos do O₂ - obecność tlenu w podłożu - w warunkach beztl powstaje etanol.

Stos do źródeł C - wykorzysta mono- i disacharydy. Nie wykorzystują poli - związków np. skrobi, celulozy.

Stosunek do N₂ - by mógł bud białka. Mogą przyswajać azot nieorg (azotyny, azotany) - zdolność przyswajania różnych formb (amonowy i aminokwasowy).

Substancje wzrostowe - witaminy z grupy B. Niektóre same syntetyzują np. witamina D.

Drożdże są źródłem witamin gdyż gromadzą je w komórkach. Są podłożem mikrobiologicznym. Wytwarzają witaminy z grupy D.

Praktyczny podział drożdży:

Pożyteczne

Fermentacja

Gorzelnictwo, Winiarstwo

Piwowarstwo, Piekarstwo

Oddychanie tlenowe

Biomasa drożdży piekarskich, paszowych

Wzbogacanie żywności

Drożdże spożywcze, Witaminy D

β-karoten, laktaza, laktoza, inwertaza, tłuszcz, białko

• Szkodliwe

• zmętnienie (piwo, wino)

• zmiana smaku (soki, kompot)

• zmiana zapachu

Drożdże:

• szlachetne - hodowane przez człowieka, ich cechy są chronione.

Drożdże górnej (gorzelnictwo) i dolnej (piwowarstwo) fermentacji. Drożdże ten nie powinny rozkładać wytw alkoholu, trudno zarodnikują.

- Saccharomyces cerevisiae

- Saccharomyces carsbergensis - fermentują rafinozę, szybko fermentują cukry, nie powinny rozkładać wytworzonego alkoholu.

• Dzikie - słabo lub nie fermentują cukrów. Rozkł alkohol do CO₂ i H₂O, rozkład kw org (np. kw mlek - psucie kiszonek). Wykorz subst nie wykorzyst przez drożdże szlachetne. Łatwo szybko zarodnikują, dużo zarodników.

Pyliste - kom. otoczone warstewką śluzu (zawierają proteazy, które rozpuszcz ten śluz). Małe trudno sedymentuja, utrzymują się w zawiesinie.

Kłaczkujące - nie oddzielają się od kom. Powstaje Pseudomycelium (pseudogrzybnia) - nie występują septy, komórki są oddzielne sklejone przez otoczkę śluzowa. W grzybni występują septy, a w nich pory.

Drożdże wytwarzają śluz. Jeżeli rozkładają śluz każda komórka osobno, nie zlepiają się i nie opadają na dno.

Skład chemiczny drożdży:

H₂O 75%

s.m. 25%

• białko 50%

• glikogen 30%- skrobia zwierzeca

• tłuszcz 2-3%

• hemiceluloza 8-9%

• popiół 10% w tym;

P₂O₅, K₂O, MgO, CaO

Witaminy w drożdżach (mg / 100g)

Żeby drożdże stanowiły źródło witamin trzeba je wrzucając je do gorącego mleka lub podgotować, gdyż wychwytują witaminy z przewodu pokarmowego.

W przemyśle korzystne jest, aby otrzymać z stęż cukru stęż alkoholu w stosunkowo krótkim czasie.

Garbniki - winogrona dają dobre wina ale garbniki hamują rozwój drożdży. Łatwo osiadają na dnie.

Drożdże:

• Winiarskie (Sacchyromyces cerevisiae) - wyizolowane z winogron - charakteryzują się zawart barwników, odporne na stosunkowo stęż SO_2, odporne na stęż cukru; osmofilność - miody pitne. z stęż cukru stężenie alkoholu do 18-20% alkoholu.

• Piwowarskie (Sacchyromyces carlsbergensis) - dolnej fermentacji, łączą się i osiadają na dnie, piwo łatwo się klaruje, muszą być odporne na garbniki chmielu nadające piwu właściwy smak. 2-3 dni, ok 11% alkoh.

• Piekarskie - musza szybko fermentować, żeby ciasto szybko rosło, duża trwałość. Duża siła podnoszenia ciasta, podobne do gorzelniczych.

• Pastewne (paszowe)- Torulopsis utilis, Monilia murmanica - wykorz cukry niewykorzyst przez Sacchyromyces, zawierają dużo białka, nie zamieniają cukrów na alkohol - brak właściwości fermentacyjnych.

• Wytwarzające tłuszcze - Endomyces vernalis, Rhodotorula gracilis, Thorulopsis lipofera - ok. 60% wyselekcjonowanego tłuszczu.

• Wytwarzające witaminy -

Ashbya gossypii, Eremothecium ashbyii, Candida guilliermondi, Candida flaveri - B₂, Sacharomyces cerevisiae - D

Rhodotorula - β - karoten

• Chorobotwórcze - Candida albicans - powoduje grzybice, u niemowląt pleśniawki Candida tropicalis, C. pseudotropicalis Cryptococcus neoformans - powoduje zapalenie opon mózgowych i grzybicze zapalenie płuc

Na grzyby nie działają antybiotyki

PLEŚNIE

Szczególne cechy pleśni:

• Szczególna budowa ściany komórkowej z chityny

• Bardzo bogaty kompleks enzymatyczny, rozkładają wiele substancji nierozkładalnych dla innych;

• Tlenowość (wyjątki np. Mucor)

• Odporność na szer zakres pH (2 - 1,1)

• Mezofile - ale w niskich temp tez powoli rosną

• Osmofilne - lubią stężenie cukrów.

Znaczenie pleśni pożyteczne:

• Zdolność do wytwantybiotyków

• Zdolność do wytwarzania enzymów (amylazy, proteazy, celulazy) i kw org

• Dojrzewanie serów

• Produkcja tłuszczu

• Oznaczanie zawartości witamin gdyż niektóre są wrażliwe na ich niedobór.

• Stosowane do produkcji tłuszczów

Znaczenie szkodliwe pleśni:

• Psucie się surowców i produktów, wytw enzymów które rozkł np. mięso;

• Wytwarzają mikotoksyny - (prawie wszystkie pleśnie) w niewlk il w zależności od podłoża i warunków. Odkładają się w tkankach nerek, wątroby, mają właściw kancerogenne (wywoływ nowotworów właściw) , nie niszczy ich temp. Należy zachować higienę produkcji aby nie dopuścić do pleśnienia, stwarzać warunki beztlenowe.

Zahamowanie wzrostu pleśni:

• Zachować czystość i higienę produkcji

• Warunki beztlenowe

• Pasteryzacja

• Wysuszenie wody poniżej 15%

• Dodanie soli kw propionowego lub kw propionowego

BAKTERIE I WIRUSY

Jednokomórkowe rozmnażają się przez podział prosty.

• morfologia - kształt komórki zależy od temp, obecności tlenu, podłoża, składu środow. Przy kształcie trzeba podawać warunki, w których występuje.

• Są 4 podstawowe kształty:

• ziarniaki

• pałeczka (cylindryczny)

• skrętniak

• przecinkowce

Bakterie nie maja wykształ jądra, materiał genet w postaci kw nukleinowego zawieszonego w komórce (Procaryota).

Komórka = protoplast + ściana komór.

Na zew ściany komórk bakterii znajdują się otoczki, rzęski i pile - fimbrie.

OTOCZKI - galaretowata masa białkowo-węglowod, czasem jej grubość większa niż sama komórka. Wytw otoczki uwarunk genet, warunki środow wpływają czy ta zdolność się ujawnia czy nie. Otoczki mają charakter antygenowy. Chronią komórkę przed wysychaniem. Chronią przed wirusami bakteryjnymi - bakteriofagi. Chronią przed fagocytozą org wyższego. Rola w odżywianiu.

RZĘSKI - wyst na zew komórki, narząd ruchu zbud z białka, często dłuższe niż komórka, cieniutkie, zakotwiczone są w błonie cytoplazm, powstają z uwzględ genetyki. Szybkość poruszania to 50μm / s, antygenowe.

FIBRIE - wyst niezależnie od rzęsek, grubsze i krótsze od rzęsek. Charakter antygenowy (komórka łączy się z podłożem).

ŚCIANA KOMÓRKOWA - jej budowa jest wskaźnikiem przynależności do bakterii. 25% komórki to ściana komórkowa. Zbudowana jest z:

Peptydoglikanu = glikopeptyd = mukopeptyd = muropeptyd = mureina =

n-acetyloglukozamina +

Kw n-acetylomuraminowy +

D-aminokw + Kw mezo-2aminopimelinowy.

G(+) kwasy tejchojowe (polimery)

• Fosforan glicerolu

• Fosforan rybitolu

Cechy ściany komórkowej G+:

• Grubsze od G- (G+ - 20nm, G- - 10nm)

• Wrażliwe na lizozym

• Wrażliwe na penicylinę

• Wrażliwe na detergenty

• Mniej wrażliwe na telluryn potasowy, azydek sodowy, octan talu

• Antygenowy charakter

Ściana komór to sito molekularne przy odżywianiu. Pod ścianą znajduje się błona cytoplazm (membrana), odpowiedz za pobieranie skład pokarmowych i wydzielanie metabolitów.

BŁONA CYTOPLAZM - skład: 70%białka, lipidy (transport do komórki), transport na zasadzie biernej dyfuzji lub przy udziale permeaz (enzymy). Błona inicjuje podział komórki. W niej osadzone są rzęski. Nie ma jądra wyodrębnionego tylko nici DNA zawieszone w cytoplazmie. Zawieszone w cytoplazmie są plazmidy. Gromadzą się substancje zapasowe.

Aparat jądrowy: Spirala kw nukleinowego, długa i cienka.

Rybosomy - miejsce syntezy białka. Różnią się od rybosomów grzybów stałą sedymentacji.

Substancje zapasowe:

• polimer kw β - hydroksymasłow u bakterii tlenowych

• wolutyna

• wielocukry - granuloza barwi się na fioletowo, tłuszcze

Formy przetrwalne bakterii:

• promieniowce (Actinomycetales) - konidia

• bakterie śluzowe (myxobacteriales) - mikrocysty

• Azotobacter - cysty

• Bacillaceae - endospory (w żywności)

• Sporosarcina (sarcina ureae) - endospory

• Spirillum (niektóre gatunki) - endospory

• Oscillospira guilliermondi - endospory

Przetrwalniki gdy:

• brak pożywienia

• zbyt duże nagromadzenie metabolitów, zatruwających środow.

KWAS DWUPIKOLINOWY (kwas pirydyno - 2, 6 -dwukarboksylowy)











HOOC COOH

N

(15% s.m. przetrwalnika) - występ w postaci soli wapniowej.

Żeby przetrwalnik wrócił do formy wegetatyw potrzebny jest impuls (bodziec cieplny, aminokw...). przetrwalnik nabiera wody, wydzielają się białka, zniknie kw 2pikolinowy, normalny metabolizm, komórka traci odporność - ok. 1h proces kierunkowania przetrwalników.

Cechy przetrwalników:

• duża odporność na wysuszanie (do kilkuset lat w formie wysuszonej);

• odporność na temperaturę;

• odporne na UV (trzeba stosować duże dawki i przez długi czas);

• większa odporność na środki dezynfekujące

• mała aktywność oddechowa;

• stosunek DNA do RNA;

• stos kw nukleinowych do białka;

• duża zawartość kw. dwupikolinowego;

• zawartość wody ok. 70% (gdy w komórce powyżej 90%). Dlatego odporniejszy na działanie temp, a także z powodu zawartości soli wapniowej kw 2pikolinowego, związki wapnia działają ochronnie na białka, w tym enzymy.

Rodzaje:

MYCOBACTERIUM - prątek, występ w glebie, wytwarzają konidia

STREPTOMYCES - streptomycyna antybiotyk produkowany przez te bakterie. Rozmnażają się przez fragmentacje plechy na konidia, zapach świeżej gleby, rozkładają celulozy, chemicelulozy i inne trudno rozkładalne.

NOCARDIA - zmiany chorobowe u ludzi i zwierząt.

ACTINOMYCES - u zwierząt i ludzi promienica (chorobowe zmiany skóry), występują w oborniku powodując przemiany obornika, wśród nich termofilne powodujące zagrzewanie się obornika.

Rosną w postaci strzępek (strzępki cienkie i zawierające w ścianie komór mureinę), niektóre maja rzęski, niektóre chemoaututrofy, G(+), niektóre mają zapach świeżej, uprawnej gleby.

STRUKTURA:

• genom - jednostka kw nukleinowego;

• kapsyd - otoczka białkowa;

• kapsomer

• nukleokapsyd - kw nukleinowy z otoczką nukleinową;

• peplos - kwas nukleinowy + osłonka (płaszcz);

• peplomery - jednostki składające się na budowę płaszcza. W płaszczu mogą być komórki gospodarza.

Grupa VI - bakterie spiralne, skręcone, wygięte

Rodzina - SPIRILLACEAE

Rodzaj SPIRILLUM ruchliwe o dość dużej długości, tlenowce bądź aerofile. Występ w wodzie, ściekach, gnojówce świń, dorszach. Spirillum minor - wywołuje gorączkę szczurzą, przenoszoną przez szczury i dzikie zwierzęta, koty, psy (ukąszenie).

Rodzaj CAMPYLOBACTER

• Campylobacter jejuni, coli

coli Kantylobakterioza - toksyny o charakterze lipidowo - sacharydowym działając jako enterotoksyny (toksyny przewodu pokarmowego) wywołują schorzenia, zapalenie jelita cienkiego. Bakterie te przeżywają w niskich temp 4⁰C 2 tyg. Występują w odchodach zwierząt (także ptaków), ściekach.

Dawka infekcyjna - minimalna liczba komórek, która powoduje chorobę.

Rodzaj o niepewnej przynależności: BDELLOVIBRIO

w kształcie przecinka „bdello” - kijanka. B.ruchliwa, zaliczana do bakterii ze względu na bud ściany komór (mureina), mniejsze od 1μm, bezwzgl pasożyty bakterii, wnikają do komórki gospodarza, zużywają cytoplazmę i wew komórki normalnie się rozmnażają, po 5-6 godz wytw ok. 6 nowych komórek (wirusów kilkadziesiąt), np. Bdellovibrio, Bacteriororus - działają specyficznie.

Grupa VII G(-) pałeczki tlenowe i ziarniaki

Rodzina I - PSEUDOMONADACEAE

• Rodzaj I - PSEUDOMONAS

• Rodzaj II - XANTHOMONAS

Rodzina II - AZOTOBACTERIACEAE

• Rodzaj I - AZOTOBACTER

Rodzina III - RHIZOBIACEAE

• Rodzaj I - RHIZOBIUM

Rodzina IV - HALOBACTERIACEAE

• RodzajI - HALOBACTERIUM

Azotobacter - bakterie utleniające amoniak, hemoautotrofy bo energia z utlenienia związ nieorg.

Rhisiobiaceae - wiążą N atmosferyczny, w symbiozie z roślinami motylkowymi.

Halobacteriaceae - sololubne, w wodach morskich, przy stęż ok. 12% soli kuchennej, urzęsione, ruchliwe, barwniki pomarańczowe w solankach, rybach solonych, nie są szkodliwe.

Rodzaje o niepewnej przynależności:

Rodzaj ALCALIGENES

pałeczki zbliżone, wybitne tlenowce, alkalizują podłoże, na powierzchni drobiu zmrożonego, mleku, jajach, niektóre wywołują nieprzyjemny zapach.

Gatunki:

A. Viscolactis - powoduje lepkość mleka.

A. Metalcaligenes,. Bookeri, eaecalis

Alkalizują środowisko. Pochodzą z przewodu pokarmowego zwierząt. W serze twarogowym powodują psucie.

Rodzaj ACETOBACTER

bakterie, pałeczki, w zależności od podłoża zmiana kształtu, mogą być ruchliwe. Pod wpływem inwolucyjne, są to zmienione kształty komórek (bardzo wydłużone bądź rozgałęzione, kuliste), bezwzgl tlenowce. Zużywają różne cukry, wspólnie mogą wykorzys alkohol etylowy jako źródło C, utleniając do kwoctowego, opt. temp. wzrostu 25-33⁰C, niektóre w postaci kożuszka wpełzającego na ścianki, heterotrofy bezwzględne. Wyizolowano wiele gatunków:

A. Schűtzenbachii - stosowany do produkcji octu.

A. Curvum - stosowany do produkcji octu.

A. Acetigenum - stosowany do produkcji octu. Gdy zabraknie alkoholu utlenia wytworzony kwas octowy do co₂ i h₂o (nadoksydacja).

Mają właściw szybkiego utleniania alkoholu etylowego. Wytwarzają do 11% octu.

A. Xylinum - razem z drożdżami tworzy grzybek japoński (kiedyś stosowany do wytwarzania napoju dla dzieci).

A. Xylinoides - zakażenia w browarach fermentacji górnej, obecnie rzadko stosowane.

A. Pasteurianum, A. Kűtzinglanum

A. Viscosum, , A. Capsulatum

Nieszkodliwe dla zdrowia ale psują piwo powodując zmętnienie, ciągliwość.

A. Ascendent - kwaśnienie wina.

Rodzina PSEUDOMONADACEAE

Rodzaj PSEUDOMONAS

Gatunki - P. fluorescens - zatrucie pokarmowe, P.aeruginosa - zatrucie pokarmowe

Urzęsione w różny sposób, tworzą katalazę, bezwzgl tlenowce, nie mają zdolności fermentacji, nieprzetrw, opt. 20-37⁰C (mezofile), nie rosną >44⁰C, <6-7⁰C. Wśród nich psychrotrofy (bez względu na optym temp wzrostu dają powolny wzrost w temp bliskiej 0⁰C, około 4⁰C), są heterotrofami w stosunku do C (wykorz tylko C org), nie wydzielają gazu, utleniając glukozę rozkł białka, tłuszcze (silnie gnilne), wytw śluz, przyczyną psucia składanych jaj, drobiu, ryb, śluz + nieprzyjemny zapach, śluz może być barwny, właściw lipolityczne - zdolność rozkł tłuszczy, niektóre chorobotw - pałeczka ropy błękitnej, niebezp szczególnie dla oka.

Grupa VIII pałeczki G(-) względnie beztlenowe

Rodzina I ENTROBACTERIACEAE (pałeczki przewodu pokarmowego) -

małe, proste, ruchliwe bąź nieruchliwe, fermentują glukozę i inne cukry z wydzieleniem gazów oraz kw. Większość oprócz rodzaju Shigella, Salmonella, Proteusz fermentuje laktozę, wrażliwe na ogrzewanie - 60⁰C po 15min giną. Nie są ciepłooporne. Niewrażliwe na niskie temp, min pH ok. 4, opt temp ok. 37⁰C. rozkładają heptozy do aminokw, szkodliwe w p. mleczarskim, drożdż, spożywczym.

Rodzaj:

I ESCHERICHIA

II EDWARDSIELLA

III CITROBACTER

IV SALMONELLA

V SHIGELLA

VI KLEBSIELLA

VII ENTEROBACTER

VIII HAFNIA

IX SERRATIA

X PROTEUS

XI YERSINIA

XII ERVINIA

E. coli - wykryto 1885, powoduje rozkład białek i aminokw z wydzieleniem indolu (bardzo brzydki zapach), jest rytownikiem jelita okrężnicy, wywołuje psucie, obecność w jelicie grubym 2-3 miliardy na 1cm³ u normalnego człowieka. Zużywa resztki pożywienia lub wytwarza witaminy, wypełniając przewód pokarmowy chroni przed obecnością innych mikroorg, antybiotyki mogą spowodować zakażenie gronkowcami, bo wyjałowiony przewód pokarmowy, w przypadku osłabienia organizmu specjalny typ E. coli - typ krwotoczny - biegunki, infekcje przewodu moczowego, szczególnie u dzieci.

Salmonella - bakterie chorobotwórcze, wywołują dur brzuszny (tyfus)

S. Typhi - schorzenie całego organizmu lub zatrucia pokarmowe salmonellozy.

S. Paratyphi - dur rzekomy

S. Gallinorum, pullorum

Shigella - choroba brudnej wody.

S. shigae, flexneri, boydii, sonnei

Proteus - b. powszechny, negatywne znaczenie, tworzy pełzające kolonie ze śluzowatym nalotem, silnie gnilne właściwości (ryby, jaja, mięso), niektóre gat chorobotw - zatrucie pokarmowe nieswoiste (toksyny- liposacharydy)

P. Vulgaris, mirabilis, morganii

Ervinia - podwójnie szkodliwa, rozwija się na rosnących roślinach, wytw enzymy pektynolityczne (niszczenie roślin), rozkł lepiszcza - mokra lub sucha zgnilizna roślin, powszechnie wyst na zbożach (gorączka zbożowa u ludzi), bakterie niszczy się podgrzewając. Jest to fitopatogen.

E. amylovora, carotovora, herbicola

Rodzina II - Vibrionaceae

Rodzaj - Vibrio

V. cholerae - przecinkowiec cholery, występuje w wodach słodkich, słonych, na zwierzętach morskich.

Rodzaj IV - Photobacterium

Rodzaj V - Lucibacterium

Rodzaje o niepewnej przynależności:

Rodzaj: Flarobacterium

Gr XII autochemotrofowe pałeczki

Rodzaj I - Nitrobacteriaceae

Rodzaj II - Nitrobacter

Rodzaj III - Nitrococcus

GR XIII bakterie wytwarzające nefon (oczyszczanie ścieków)

Rodzina Methanobacteriaceae

Grupa XIV ziarniaki G(+) Tlenowe lub względnie beztlenowce

Rodzina I MICROCOCCACEAE

Rodzaj I MICROCOCCUS - tlenowce, rozkładają glukozę, nie tworzą indolu więc nie powodują rozkładu białka, środowlekko zasadowe. Wśród nich występują cieplooporne (90% przeżywa ogrzewanie 60°/30 min). Wytw barwniki, występują w glebie, na skórze zwierząt i ludzi. Gatunki:

M. Freudenreichii

M. Caseolyticus - rozkł kazeinę, powoduje psucie mleka.

M. Lipolyticus - rozkł tłuszcze, nalot na bekonach.

M. Aurantiacus - tworzy żółty nalot na osłonkach kiełbas.

Rodzaj II STAPHYLOCOCCUS - wzgl beztlenowe., fermentuje glukozę w war beztl z wydzieleniem kw, gazów. Nieruchliwe, nie zawsze w postaci gronek. pH wzrostu 4 - 9 opt. 7. Solooporne to ich cecha charakter (wytrzymują ponad 15% stężenia soli). Nie są ciepłooporne. Opt. Ok. 30⁰C, źródłem N - aminokw, C - cukry i mannitol, indolo (-), katalizo(+), wyst na skórze zwierząt, ludzi, na błonach śluzowych, mogą powodować stany zapalne (czyraki, stany ropne) i zatrucia pokarmowe. Gatunki:

S. Aureus (gronkowiec złocisty) - tworzy złociste lub białe kolonie, znanych jest 6 toksyn, które wytw, które powodują zatrucia pokarmowe oraz szereg enzymów powodujących ścinanie białka osocza krwi ludzkiej i króliczej.

S. Epidermidis - (gronkowiec biały) - występuje na skórze, nieszkodliwy, koagulazoujemny.

Rodzaj III - Planococcus

Rodzina II STREPTOCOCCACEAE

ziarniaki nieruchliwe, względne beztlenowe, z cukrów wytwarzają kw i etanol, w niewielkiej ilości CO_2.

Rodzaj I STREPTOCOCCUS - nieruchliwe ziarniaki, różne układy, wzgl beztlenowce, z cukrów wytw różne kw (mlekowy, octowy, mrówk), etanol, CO₂.

• ROPOTWÓRCZE:

S. Pyogenes - stany ropne.

S. Mastitidi, S. Equi

• ZIELENIEJACE: stany zapalne zatok.

S. Bovis - chorob, wywołują stany zapalne, S. Equinus, S. Thermophilus

• MLEKOWE:

S. Lactis - zakwasza mleko, wytwarza antybiotyk nizinę, który hamuje wzrost innych bakterii np. masłowych.

S. Cremosis, S. Diacetilactis

• KAŁOWE (ENTEROKOKI):

S. Faecalis - są cieplooporne zazwyczaj 37⁰c, występ w przewodzie pokarmowym, solooporne, wywołują zmiany smakowo-zapachowe w produktach spożywczych. W większych il zatrucia pokarmowe.. Niektóre psychotrofy.

S. zymogenes, eaecium, durans

S. Liquefaciens - zielenienie mięsa, rozrzedzanie żelatyny, ciepłooporne, występują w pasteryzowanej szynce, np. w puszce.

Rodzaj II LUCONOSTOC - ziarniaki G(+), wzgl beztlenowce, potrzebują cukrów i aminokw, są heteromlekowe, wytw na roztworach cukrów otoczki, które zawierają cukier dekstranowy.

Znaczenie: bierze udział w powstawaniu kiszonek spożywczych i paszowych. Ponieważ jest heteromlekowa to wpływa na aromat kiszonek, dają estry o szczególnych właściwościach smakowych i zapachowych. Gatunki:

L. Mesenteroides

L. Dextranicus

Rodzaj III PEDIOCOCCUS - nieruchliwe, mikroaerofilne (na granicy tlenowości), homomlekowe, optycznie nieczynny, nie mają właściwości proteolitycznych, rosną przy około 5,5% soli, są przyczyną mętnienia piwa i brzeczki piwnej, powodują przyspieszanie dojrzewania surowych wędlin, biorą udział w dojrzewaniu kiszonek (ogórków kapusty). Gatunki:

P. Cerevisiae, P. Acidilactici

Rodzaj SARCINA - bezwzględne beztlenowce, tworzą pakiety, potrzebują do wzrostu aminokw i cukrów do fermentacji, wytwarzają CO₂ i H₂, kw octowy, mlekowy. Wytwarzają przetrwalniki. Niektóre cieplooporne, halofilne - wytrzymują wysokie stęż soli. Gatunki:

S. Urea,e S. Ventricul, iS. Maxima

S. Litoralis - halofilne, niektóre ciepłooporne, występują w glebie, na ziarnach zbóż, przechodzą do piwa, choroba sarcinowa piwa → zmętnianie.

Grupa XV pałeczki i ziarniaki przetrwalnikujące

RODZINA I - BACILLACEAE:

wytwarzają ciepłooporne przetrwalniki odporne na pasteryzację, zdolność do wytw enzymów proteolitycznych, czasem w wyniku tego rozkładu wydzielają się toksyczne substancje, niektóre posiadają zdolność do rozwoju w war beztl. Dzielimy na grupy:

• pałeczki

• tlenowce - Bacillus (kat. +)

• mikroaerofile - kat (-) - Sporolactobacillus

• beztlenowce

nie red. s⁺⁶→s^-2 - Clostridium - nie wytwarza katalazy

red. s⁺⁶→s^-2 - Desulfotomaculum

• kuliste (pakiety) - Sporosarcina

Rodzaj BACILLUS - laseczki, kat(+), przetrw; bezwzgl tlenowce, niektóre gat wzgl tlenowce, nie gazujące, rozkł cukry do kw, białka do aminokw lub do amoniaku. Wyst powszechnie w glebie, wytw liczne enzymy: hydrolityczne celutolityczne, pektynolityczne, amylolityczne. Gatunki:

• B. Subtilis - wytw związki białkowe o charakterze śluzu, gdy się rozmnaża to powoduje ciągliwość chleba, nieprzyjemny zapach, ziemniaczaną chorobę chleba, dotyczy białego pieczywa o wyższym ph, nie rozmnaża się w środowisku kwaśnym.

• B. Cereus - rozkłada białko do aminokw z wydzieleniem nh₃ z aminokw, bywa przyczyną zatruć, rozmnaża się w produktach skrobiowych np. budyniach.

• B. Stearothermophiluis - 50-60⁰c, przetrwalniki b. wysoko ciepłooporne, rozkł skrobię tlenowo i beztlenowo, wywołuje zepsucia płasko - kwaśne, wytw kw ale nie wytwarzają gazów.

• B. Thermoacidurans (coagulans) - rozwija się w ph 3 - 4, powoduje zepsucia przecierów pomidorowych, pasteryzacja niszczy wszystkie przetrwalnikujące, które nie rozmnażają się w środow kwaśnym.

• B. Licheniformis - wady serów, czerwony barwnik, odporna na 6% stężenie soli, z laktozy wytwarza kw, syntetyzuje antybiotyk.

• B. Polymyxa - wzdęcia serów, gazowanie podczas rozkł cukrów, rozkłada hemicelulozę i pektynę, wytwarza antybiotyk - polimycyna.

• B. Megaterium - właściw silnie gnilne (właściwości proteolityczne), amonifikator.

• B. Anthracis - laseczka wąglika, wykryto w 1850r, powoduje czarną, węglistą barwę krwi u zwierząt, Robert Koch zakaził bakterią wyhodowaną świnkę morską - potwierdzenie właściw chorob, łatwo rośnie na pożywkach, w stanie wysuszonym kilkadziesiąt lat.

Rodzaj CLOSTRIDIUM: - laseczki, przetrwalnikują ze zamianą kształtu, katalo (-), wzdęcie komórki. Kształt wrzeciona, urzęsione, ruchliwe, fermentują cukry z wytw kw octowego, masłowego, butanolu i acetonu, z jednoczesnym wytw CO₂, H₂, rozkł białka w war beztlen, aminokw, niemiły zapach przy rozkł białka (indol).

C. pasterianum - wiąże N z powietrza niesymbiotycznie. Występuje w war beztlen, beztlenowych mułach dennych, w przewodzie pokarmowym ludzi i zwierząt, w konserwach niewłaściwie wysterylizowanych. Podział na grupy:

• MASŁOWE:

Cl. butyricum, multfermentans

Cl. saccharobutyricum

• SŁABE PROTEOLITY: (wytwarzają toksyny np. gangrena)

Cl. Perfringenes - wytw toksyny, typ a wytwarza zgorzelę gazową (gangrena), rozmnaża się w głębi rany kłutej, wytwarza co₂ i h₂, tkanka nabrzmiewa, rozkłada się.

Cl. Dedematicus - psucie konserw owocowo-warzywnych, wzdęcie serów.

Cl. Septicum

• SILNE PROTEOLITY:

Cl. sporogenes, bifermentans histolyticum

Cl. Botulinum - toksyna botulinowa, jeden z najsilniejszych jadów, nie wytw toksyny przy pH poniżej 4,5, bardzo wrażliwa na obecność innych bakterii zwł tych hamujących jej rozwój. Jad kiełbasiany - toksyna ciepłochwiejna - niszczona pod wpływem temp.

Grupa XVI pałeczki G(-) nieprzetrwalnikujące

Rodzina I LACTOBACILLACEAE

Rodzaj I - LACTOBACILLUS

Wzgl beztlenowce, choć tlen im nie szkodzi, lepiej rozwijają się jednak w war beztlen. Występują w mleku i na roślinach, w jamie ustnej, w przewodzie pokarmowym. Nie rozrzedza żelatyny, rozkł cukry, nie tworzy H₂S i indolu, G(+), mikroaerofile.

1. THERMOBACTERIUM - HOMOFERMENTATYWNE - rosną w temp 15°C, wytw wyłącznie kw mlekowy bez produktów ubocznych, mezofile, niektóre ciepłolubne.

W PRODUKTACH ZWIERZĘCYCH:

L. bulgaricus, jogurti, caucasicus, helveticus, acidophilus, thermophilus (50-62⁰c)

W PRODUKTACH ROŚLINNYCH:

L. Delbruckii - stosowane do hodowli drożdży.

L. Leichmanii - szkodliwe, w drożdżach.

L. Salivarius - w kale kurcząt i chomików.

2. STREPTOBACTERIUM - HOMOFERMENTATYWNE - rosną poniżej 15°C

L. Casei - dojrzewanie serów.

L. Plantarum - zwiększa jakość kiszonek.

3. BETABACTERIUM - HETEROFERMENTATYWNE:

L. Brehus - dojrzewanie wina

L.buchneri - dojrzewanie wina

L. Fermenti - dojrzewanie wina

L. Viridescens - zielenienie mięsa peklowanego.

Rodzaj o niepewnej przynależności LISTERIA:

Gatunek: l. Monocytogenes - pH obojętne lub lekko zasadowe, temp 27 -30°C, mezofile, rośnie również w 4⁰C, , pałeczka 1-2μm, polimorfizm, G(+), ruchliwa, wzgl beztlen, nie wytw indolu, katal(+), nie rozkłada białek, fermentuje cukry, rośnie na prostych podłożach. Powoduje chorobę listeriozę. Jest to choroba odzwierzęca - zakażenie przez żywność pochodzenia zwierzęcego. Ponadto powoduje zapalenie opon mózgowych i mózgu, anginę, listeriozę kobiet ciężarnych - nieodwracalne uszkodzenie płodu i noworodków.

Grupa XVII promieniowce i pokrewne organizmy

Rodzaj I CORYNEBACTERIUM - nieruchliwe. G(+), kat(+), tlenowce lub wzgl beztlenowce, bakterie chorobotwórcze. Gatunek:

C. Diphterae - dyfterioza - błonnica, kiedyś częsta choroba małych dzieci.

DI - PER - TE

DIPHTERIA - PERTUSSIS - TETANI

BŁONICA - KRZTUSIEC - TĘŻEC

Rodzina I PROPIONIBACTERIACEAE

Rodzaj I PROPIONIBACTERIUM - G(+), regularne pałeczki czasem rozgałęzione, wzgl beztl lub beztlenowce, kat(+), fermentują cukry z wytw kw propionowego, małej ilości octowego, mrówkowego, mlekowego oraz CO₂, niektóre wytw witaminę B₁₂. Występują na skórze, roślinach, w jelitach, w produktach mleczarskich, głównie serach twardych, wytw z cukrów kw propionowy i octowy, które dają smak pikantny, wytw CO₂ tworzą dziury w serze, wytw enzymy lipolityczne rozkładające tłuszcze w serach z wydzieleniem gazów, wpływają na właściw smakowe, zapachowe. Mają właściw konserwujące, bo kw propionowy hamuje wzrost niektórych organizmów, szczególnie pleśni, kw propionowy jest stosowany w produkcji pieczywa, zakwasza środow i hamuje rozwój kiszonek. Gatunki:

P. freudenreichi - katalaza (+)

P .petersoni - potrafią ferment laktozę

P. zeae - wytwarzają C0₂ - heterofermentat

P. technikum, jenseni
Grupa XVIII RIKETSJE - bezwzgl pasożyty.

Rodzaj RICKETTSIA

Rodzaj COXIELLA - wskaźnik zakażenie mleka w Australii.

ODŻYWIANIE

Dostarcza skład budulcowych do budowy tkanki np. białek.

Dostarcza energii potrzebnej do procesów życiowych, także budowy tkanki z dostarczonego budulca. Energię tę drobn zdobywają:

1) autotroficznie - (samożywne) budują subst org z nieorg z wytw energii. W zależności od sposobu zdobywania energii dzielimy je na:

a) fotoautotrofy - energię czerpią z promieniowania, org barwne zdolne do pochłaniania promieni, np. sinice, bakterie zielone, bakterie purpurowe.

b) hemoautotrofy - pozyskują energię potrzebną do budowy związków org z utlenienia związków nieorg, tylko bakterie.

2) heterotrofy - wymagające do wzrostu substancji org. Korzystają z gotowych związków org, tkanki roślinne i zwierzęce.

• Prototrofy - wykorzyst bardzo proste związki org np. metan, metanol, etanol i to im wystarczy, występują w glebie lub w wodzie.

• Auxoheterotrofy - potrzebują do wzrostu związ org i różnych subst wzrostowych, witamin, jony soli nieorganicznych, podłoże z wielu skład, mogą nie rosnąć jeżeli brakuje jednego skład, stosowane do oznaczania zawart danego składnika w podłożu.

Heterotrofy:

• Względne - są heterotrofami zależnie od warunków, gdy jest dostęp substancji org ze środow, heterotrofy gdy wystawione są światło stają się autotrofiami.

• Bezwzględne - (obligatoryjne) rosną tylko na podłożu org.

• Pasożyty - potrzebna żywa tkanka roślinna lub zwierzęca.

• Saprofity - muszą mieć org podłoże, wykorz martwą tkankę, drożdże, bakterie mlekowe, na cukrach, białkach.

ODDYCHANIE

Spalanie, polega na oddawaniu elektronów i utlenianiu - przechodzenie jednej subs na drugą, wielostopniowe utlenianie żeby energia nie zniszczyła organizmu.

Przenoszenie e na O₂ - enzymy oksydazy. En magazyn w wiązaniach wysokoenerg.

Oddychanie beztlen - częściowe utlenianie substratu, mniejsza ilość wytwenergii.

Komórki drożdży beztlen zużywają olbrzymie il cukrów tworząc niewielką biomasę.

Drożdże piekarskie - małe nakłady, duża biomasa.

Utlenianie:

• Pełne - CO₂ + H₂O

• Częściowe - fermentacja:

• Tlenowa

• Beztlenowa

Różnica jest w efekcie energ: np.

1 cząsteczka glukozy do CO₂ i H₂O daje 38 cząsteczek ATP, w częściowej 2 cząsteczki

Drożdże tlenowe

Bakterie octowe i niektóre bakterie gnilne (B subtilis).

Grzyby owocnikowi

wszystkie pleśnie,

drożdże

glony

Względne beztlenowce - bakterie mlekowe, propionowe, drożdże - sacharomyces

Typowe beztlenowce - bakterie masłowe, niektóre gnilne Clostridium, celulolityczne

Różne jest wykorzyst energii przez mikroorg. Energia wyzwalana przy oddychaniu tylko częściowo wykorzyst jest natychmiast lub jest magazynowana.

• Autotrofy - wykorz do 10%en wyzwolonej.

• Heterotrofy - wykurz kilkadziesiąt %.

Termogeneza - w układzie zamkniętym wydzielające się ciepło podnosi temp środow. Jest to zjawisko samozagrzewania się środow. Termogeneza może być korzystna (gdy chcemy podnieść temperaturę np. w inspektach ogrodniczych gdy rozkład gleby, ściółki powoduje temp) lub niekorzystna. Zagrzewanie niedosuszonych zbóż. Podczas fermentacji alkoholowej wzrost temp. hamuje wzrost drobnoustrojów, chłodzenie niekorzystne.

ROZMNAŻANIE

Rozmnażają się w postępie geometry.

I pok - 2

II pok - 4

III pok - 8

Rozmnażanie w tempie 2ⁿ n - liczba pokoleń.

Krzywa wzrostu drobnoustrojów

I faza - lagfaza - może być zahamowanie rozwoju lub liczby żywych. Te, które zostaną przystosowują się.

Ia - młodość fizjologiczna - nie dzielą się ale rosną i dojrzewają, wytwenzymy pozwalające się przystosować. W fazie Ia nabierają aktywności, stają się wrażliwe na bodźce środow.

II Potem następuje gwałtowny wzrost drobn, podwojenie w każdym pokoleniu. Tempo wzrostu zależy od t generacji i war zew. Są w stanie bardzo aktywnym, bardzo wrażliwe na niekorzystne war środow.

• Zaczynają gromadzić się metabolity hamujące wzrost np.

Drożdże - alkohol

Bakterie mlekowe - kwas mlekowy (samozatruwanie się)

• Wyczerpanie środków odżyw, wyczerpanie jakiegoś składnika pożywienia.

• Wyczerpanie O₂

• Zmiana pH

III faza (zahamowanie wzrostu)

IV faza - stacjonarna (równowagi dynamicznej) - tyle powstaje nowych ile umiera i ich liczba pozostaje na tym samym poziomie.

IVa - faza zamierania - gwałtowny spadek liczby drobn, podziały rzadkie, dużo zgonów.

V faza - powolna śmierć.

VI - opóźniona faza zamierania, rozciągnięta w czasie, na ogół nie dochodzi do O u termofilnych, może dojść do samosterylizacji.

Faza I ważna przy przechowywaniu żywności.

Lagfaza - starania aby wydłużyć fazę I np. obniżając temperaturę w chłodni nawet do kilku lat, w lodówkach lagfaza krótsza.

Np. zastosowanie konserwantów, które hamują wzrost mikroorg. Przy ukwaszaniu mleka, produkcji wina skraca się lagfazę żeby faza logarytmiczna przebiegła jak najszybciej. Dlatego stosuje się:

• Dużo szczepionki

• Hodowle ciągłe, dodawany jest substrat i odbierany produkt np. fermentowany zacier w alkoholu

• Np. w homeostatach dodaje się pożywkę w zależności od tempa fermentacji, dotyczy to głównie hodowli na podłożach ciepłych.

ZADANIA MIKROBIOLTECH:

• Utrwalanie żywności (mikrobiolżywności) - ma na celu uszlachetnienie żywności (podnoszenie jakości).

• fermentacje

• biosyntezy

• produkcja biomasy

Żywność ma dogodny skład chem i pH dla człowieka i drobn.

Żywność dzielimy na:

• żywność pochodzenia zwierzęcego (mięso, jaja, mleko)

• żywność pochodzenia roślinnego (okopowe - buraki, warzywa, owoce, przyprawy).

Zabezp przed zepsuciem wg Nikitińskiego:

1. Eubioza - przekazywanie żywności w stanie pełnego życia, np. żywe karpie, ślimaki, raki.

2. Hemibioza - dotyczy pół - życia, w stanie uśpienia, np. zboże przechowywane w stanie wysuszonym, oddychają ale b. powoli, buraki, ziemniaki w kopcach.

3. Anabioza - zahamowanie rozwoju drobnoustrojów w żywności, wydłużenie lagfazy.

Rodzaje anabiozy:

• psychroanabioza przechowyw w temp, zahamowanie działania enzymów, hamujące wzrost drobn

• chemoanabioza - wydłużanie lagfazy przez działanie czynników chem np. SO₂ (antyseptyk), do utrzymania pulp warzyw-owoc, kw benzoesowy, kw sorbowy, antybiotyki (prawie zabronione).

• Acidoanabioza - czosnek, gorczyca, cebula. Anabioza wywołana zakwasz środow (marynaty) przez dodanie kw z zew (octowy, mlekowy) lub wytworzenie kw wew przez drobn z kiszonki (ogórki, kapusta).

• Alkoholoanabioza - utrwalenie przy pomocy alkoholu, dodatek alkoholu wyproduk wcześniej do soków owoc lub przez fermentację alkoholową wina.

• Osmoanabioza - osmoaktywne utrwalanie przez wytw ciśn osmot przy sacharozy bądź soli, sól działa skuteczniej od cukru.

• Haloanabioza

• Narkoanabioza - utrwalanie żywności przy pomocy gazów hamujących wzrost mikroorg np. CO₂, zmniejszy się cząstkowe ciśn tlenu i nie będą się rozwijały pleśnie.

• Anoxyanabioza - usuwanie tlenu z atmosfery.

• Fotoanabioza - utrwalanie przy użyciu odpowiedniego promieniowania, hamującego wzrost drobnoustrojów.

• Abioza - bezżycie, zabijanie, niszczenie drobnoustrojów.

• Termiczne (pasteryzacja, sterylizacja, tyndalizacja)

• Fotoabioza - promieniowanie w dużych dawkach, metoda kosztowna, możliwość modyfikacji wew żywności.

• Chemoabioza - chemiczne niszczenie przez antyseptyki bądź antybiotyki, działają zależnie od stęż, w pewnej dawce może być obojętny, stymulujący rozwój hamujący.

• Mechanoabioza - mechaniczne usuwanie drobn ze środow poprzez np. filtrowanie (produkcja wina, piwa), wirowanie- oddzielenie drobn od cieczy.

Przyczyny psucia żywności:

• głownie mikroorganizmy

• własne enzymy w żywności

• czynniki fizykochem: światło wpływa na jakość żywności szczeg gdzie jest dużo tłuszcz; O₂ - wpływ na jakość.

• Org wyższe niż mikroorg (insekty i gryzonie np. szczury).

Parametry wpływające na psucie się żywności:

1. związane z rodzajem i chem budową żywności:

1. zawartość wody;

2. kwasowość;

3. wilgotność;

4. potencjał oksydoreduk;

5. zawartość subs odżyw;

6. zawart skład przeciwbakt;

7. struktura biolog żywności;

2. parametry związ z właściwościami otoczenia

1. temp przechowywania

2. wilgotność wzgl otoczenia

3. obecność i stężenie gazów w otoczeniu.

AKTYWNOŚĆ WODY

a_w = P/P₀ = N₂/N₁+N₂

P - prężność pary roztworu

P₀ - prężność pary rozpuszczalnika (wody)

N₁ - liczba moli rozpuszczalnika (wody)

N₂ - liczba moli substancji rozpuszczonej

1 molowy roztwór sacharozy ma a_w = 0,9806 w 25⁰C

1 molowy NaCl ma a_w = 0,9669

Min aktywności wody wzrostu wybranych drobnoustrojów

1. bakteria 0,91

2. drożdże 0,88

3. pleśnie 0,80

4. bakterie halofilne 0,75

5. bakterie kserofilne 0,65

6. drożdże osmofilne 0,60

Bacillus subtilis 0,95

Clostridium botulinum 0,95

Escherichia coli 0,96

Staphylococcus aureus

Warunki tlenowe 0,86

Warunki beztlenowe 0,90

I. DROBN SACHAROLITYCZNE:

Rozkładają cukry (od skrobi, celulozy do 2-cukrów - sacharoza, maltoza).

• Inwertaza - sacharozę rozkłada na cukier inwertowy, równe ilości sacharozy i fruktozy. Saccharomyces cerevisiae.

• Amylaza - rozkłada skrobię:

Bacillus subtilis, diastaticus, licheniformis,

Cl. butyricum,

Propionibacterium technicum,

Aspergillus niger,A. oryzae

Mucor ,Rhizopus

Laktaza - katalizuje rozkład laktozy do galaktozy - przez Saccharomyces gł.

Maltaza - do 2 cząsteczek ,maltozy.

Amylazy - produkcja na skalę światową przez firmy duńskie, japońskie. Słodu zbóż już się nigdzie nie stosuje do produkcji np. alkoholu, tylko preparat enzymatyczny. Produkcja przy udziale mikroorg

Celulazy:

Bacillus cellulose, .dissolvens

C., thermocellum, Trichothecium

Celulozy - jest ich bardzo dużo (siano, drewno). Proces ich rozkładu nie jest jeszcze perfekcyjny. Nakład energii jest większy niż uzyskanie energii.

II. DROBN. PROTEOLITYCZNE

wydzielają produkty - enzymy proteolityczne do środow. Ale to szczególne mikroorg bo każdy org wytw proteazy wewzkomór, które wytw proteazy zewkomór do środow.

1. Tlenowe: Bacillus cereus, B. Subtilis - przetrwalnikujace

Pseudomonas fluorescens, Proteus vulgaris, Serratia marcescens nieprzetrw

2. Beztlenowe: Clostridium sporogenes, botulinum, putrefaciens

Bakterie propionowe - w serowarstwie oprócz kwasu i gazu wykazują właściwości tez proteolityczne, które wpływają na jakość produktu.

3. Proteolityczne i kwaszące:

Streptococcus faecalis,

Micrococcus caseolyticus,

Bacterium linens

4. Głębokie gnicie: wydzielenie amoniaku, indol, skatol wytworzenie.

Cl, Achromobacter, Pseudomonas

III. DROBN. LIPOLITYCZNE:

wydzielają enzymy do środow, hydrolizują wiązania estrowe pomiędzy gliceryną a kw tłuszcz. Generalnie jest to szkodliwe (rozkład masła, smalcu), ale czasem przy produkcji serów są potrzebne. Są tu:

Micrococcus, Pseudomonas fluorescens

Achromobacter, Serratia, Alcaligenes

Są to tlenowce lub względne beztlenowce. Zabijemy soleniem - powoduje to plazmolizę komórek - konserwacja słoniny solą.

IV. DROBN. PEKTYNOLITYCZNE (rozkładają pektyny)

pełnią rolę lepiszcza komórki u roślin (łączą komórki). W technologii są szkodliwe gdyż utrudniają wycisk soków, powodują zmętnienia soków, w przemyśle tekstylnym są szkodliwe przy otrzymywaniu włókien naturalnych z konopi i lnu. Są tu:

Ervinia carotovora - psucie warzyw w kopcach tzw. „sucha zgnilizna”.

Bacillus subtilis - jest stosowany przy produkcji włókien z roślin. Są 2 metody: metoda roszenia lnu lub moczenia lnu. Zastosowanie enzymów pektynolitycznych w p. spożywczym powoduje zwiększenie wydajności otrzymywania soków (zmiękczenie tkanki owocu przez co sok łatwiej się wyciska).

Clostridum pectnovorum

Aspergillus niger

BAKTERIE PRZEWODU POKARM

Enterokoki:

Streptococcus faecalis, faecium, durans

Enterobakterie:

Escherichia coli, Salmonella, Shigella

U przeżuwaczy:

• Ruminococcus - rozkładają celulozę.

• Ruminobacter

DROBN WYWOŁUJĄCE ZATRUCIA POKARMOWE:

Staphylococcus aureus, Enterokoki

Cl. perfingens, botulinum

E. Coli, Salmonella, Shigella

Bacillus cereus

Pseudomonas aeruginosa

Vibrio parahaemocyliticul - wywołuje choroby wątroby

Pleśnie - mikotoksyny, aflatoksyny

Skuteczność zatrucia zależy od:

• odporności organizmu

• stopnia zakażenia produktu

• zawartości toksyny w g lub ilości komórek tych bakterii w produkcie.

PATOGENY- powodują schorzenia. Drobnoustroje patogenne przenoszone przez żywność:

A) Salmonella - dur brzuszny

B) Shigella - czerwonka

C) Mycobacterium tuberculosis - gruźlica

D) Coxiella burnetii - gorączka Q-rikestje

E) wirus zapalenia wątroby

F) wirus heinego medina

DROBN. PSYCHROFILNE:

lubią niskie temp. Przy przechowywaniu żywności trzeba się z nimi liczyć.

Ziarniaki Mikrococcus

Pałeczki Pseudomonas,

Achromobacter,

Flavobacterium,

Aerobacter

Laseczki Lactobacillus,

Cl carnofoetidum,

Var Amyloticum

Drożdże Canolida,, Rhodotorula

Torulopsis

Psychotrofy - bez wzgl. na opt. temperaturę wzrostu, rosną wolno w temperaturze 3,4°C

DROBNOUSTROJE TERMOFILNE:

opt. 45-50-60⁰C, występują w gorących źródłach. U nas w zagrzewających się środowiskach: siano, ziarno, obornik. W technologii jogurtu, kwasu mlekowego też.

• Mlekowe

Streptococcus thermophilus,

Lactobacillus bulgaricus, debrucki

Thermobacterium intestinale

• Bacillaceae

Bacillus

Stearothermophilus

DROBN.CIEPLOOPORNE (wytrzymują pasteryzację 63⁰C przez 30 min, 90% przeżywa)

• Ziarniaki

Streptococcus, Thermophilis

Micrococcus Lacticus, Enterokoki

• Pałeczki

Pseudomonas, Achromobacter

• Laseczki

Lactobacillus ( przeciery pomid)

DROBN. OSMOFILNE:

Leuconostoc mesenteroides

Zygosaccharomyces (miody)

HALOFILNE:

Ziarniaki Micrococcus Sarcina

DROBNOUSTROJE BARWNE:

Ziarniaki

Micrococcus (żółty nalot)

Pałeczki

Serratia marcescens (czerwona)

Pseudomonas synxantha (żółta)

Pseudomonas syncyanea (niebieska)

Acetobacter roseum, Flavobacterium

Brevibacterium linens (żółty)

Brevibacterium erytrogenes

Laseczki

Lactobacillus viridescens (zielenienie wędlin)

Drożdże

Torula amara (w mleku są czerwone)

Rhodotorula rubra (β-karoten)

Pleśnie

Monascus purpurescens (żółty lub czerwony), zarodniki są barwne i one nadają kolor.

Monilia

Penicillium (w serach)

DROBN WYWOŁUJĄCE ŚLUZOWACENIE: (szybciej w niskiej temp, w lodówce).

Leuconostoc mesenteroides (wytwarza dekstran, więcej otoczki niż komórek)

Bacterium herbicola aureum (żółte)

Bacterium herbicola rubrum (czerwone)

Bacillus subtillis - ciągliwość pieczywa, kiełbas.

Streptococcus viscolactis - ser

Streptococcus holandicus - mleko

Pediococcus viscosus - piwo

Lactobacillus viscosus vini - wino

Enterobacter aerogenes

Bacterium abderhaldi - ogórki

Alealigenes viscosus - mleko

Metalcaligenes - ser

Wszystkie się uznaje za szkodliwe (w sensie organolept, nie zdrowotnym). Możemy temu zapobiec np. mąką się ogrzewa, żeby usunąć B. subtilis. Dodaje się propioniany, które hamują ich wzrost.

BAKTERIE GAZUJĄCE (WYTWARZAJĄCE GAZ):

Masłowe

Clostridium butyricum, .acetobutyricum

Clostridium pasterianum

Powodują one:

• bombaż konserw

• pienienie zacierów przy produkcji kwasu mlekowego;

• w produkcji serów powodują rozrywanie masy serowej, wzdymanie serów

• gdy bakterie propionowe - to nie jest szkodliwe, bo są wtedy dziurki w serze, bo tam CO₂ jest uwalniany w małych ilościach i powoli.

PROPIONOWE

Propionibacterium

HETEROMLEKOWE

E. coli, Enterobacter

DROŻDŻE (np. produkcja prawdziwego szampana, a nie wina musującego).

Gnilne

Clostridum putrefaciens, perfringens

Bacillus subtilis, Proteus vulgaris

Pseudomonas fluorescens

Amonifikatory - wytwarzają NH₃.

Bacillus subtilis, mycoides

E. coli, Sarcina ureae

DROBN WYTWARZAJĄCE

ZAPACHY I SMAKI

• Streptococcus diacetilactis

CH₃-CH-C-CH₃ CH₃-C-C-CH₃

acetoina dwuacetyl

• Drożdże - fuzle - degradacja do aminokwasów do wyższych alkoholi. Są pożyteczne i niepożyteczne np. te w koniakach.

• Nieprzyjemne zapachy:

• E. Coli - zapach oborowy masła

• Pleśnie - zapach stęchły

• Promieniowce - zapach ziemny

• Gnilne - zapach indolu, skatolu.

ŹRÓDŁA ZAKAŻENIA ŻYWNOŚCI:

1. surowiec (zwierzęta, rośliny);

2. ludzie (nosiciele) - zakażenie mikroflorą kałową.

INDYKATORY - drobn wskaźnikowe, które jest łatwo oznaczyć. Jest to E. coli i bakterie z gr coli (bakterie okrężnicy). W 1g odchodów ludzkich jest ok. 10⁸-10⁹ komórek coli. W latach 60 ubiegłego stulecia uznano, że coli może być wskaźnikiem czystości, ale nie może być wskaźnikiem bezp (tu trzeba oznaczyć patogeny)

Cechy mikroorg wskaźnikowych:

• powinny występować w przewodzie pokarmowym człowieka i zwierząt;

• Występowanie w kale, odchodach w dużych ilościach;

• Powinny być łatwo wykrywalne;

• Powinny być odporne na warunki środowiska inne niż w przewodzie;

E.coli:

• Wzrost w szerokim zakresie temp;

• Występują w dużych ilościach;

• pH 4,0-9,0;

• Rozkład laktozy;

• Odporna na kw żółciowe;

• Okres przeżywalności w H₂O podobny jak u bakt patogennych;

• W temp lodówkowej ginie szybciej niż bakterie patogenne.

Enterokoki.

• Odpowiednia temperatura;

• Odporne na kwasy żółciowe;

• Odporne na samą żółć;

• Na sól NaCl do 6,5 wytrzymują;

• Są ciepłooporne;

• Przeżywają dłużej niż coli w żywności mrożonej.

Org mogą się w żywności rozmnażać lub żywność może być też tylko nośnikiem bakterii do org ludzkiego.

Zatrucia dzielimy na:

• INTOKSYKACJE (intoksynacje) - zatrucie wywołane przez toksyny wytworz przed spożyciem tej żywności. Do tej gr: zatrucie jadem kiełbasianym, toksyną gronkowcową.

• Zakażenia bakt (toksoinfekcje) - kiedy spożywamy żywność nawet z niewielką liczba drobn, a te rozmnażają się dopiero w przewodzie pokarmowym i tam wytw toksyny (jeśli org jest osłabiony, mało odporny). Są tu: salmonellozy lub zatrucia Shigellami. Czasami mogą mieć charakter schorzenia: np. salmonelloza (zatrucie pokarmowe) lub zatrucie salmonellą i choroba dur brzuszny.

• Bakteryjne zatrucie nieswoiste

TYPY TOKSYN BAKTERYJ:

Toksyny - subst wytw przez org żywe m.in. drobno, które są toksyczne w stosunku do innych mikroorg i wywołują zjawisko odporności (subs czynne immunolog).

1. Egzotoksyny (ektotoksyny) - toksyny wydzielone do środow, wytwa przez bakterie G(+), maja charakter białkowy, czyli są wrażliwe na podwyższ temp, są cieplochwiejne - ulęgają inaktywacji pod wypływem ciepła. Maja krótki okres wylegania (czas od zakażenie do objawów), kilka do kilkudziesięciu godzin. Zaliczamy tu: toksynę botulinową (też jest ciepłochwiejna, łatwo się ja niszczy podwyższona temperaturą - sam jad kiełbasiany, bo Cl. Botulinum jest sama w sobie przetrwalnikująca!!!)

1g jadu kiełbasianego - do 4 mln ludzi. Dawka śmiertelna: 0,001cm³ w szynce, kiełbasie, groszku konserwowanym.

2. endotoksyny - znajdują się w komórce, ujawniają się po śmierci komórki i wtedy dopiero działają. Produkty bakterii G(-), są składnikami ścian komór. W odróżnieniu od egzo- są białkowo-lipidowe i są ciepłostałe (termostabilne). Nie są tak groźne i jest dłuższy czas wylegania (objawy po kilku dniach). Objawy: mdłości, bóle brzucha, posiedzenia dłuższe, wymioty i po kilku dniach przechodzi.

Toksyny maja charakter antygenu.

Antygen - to substancje, które wprowadzone do organizmu wywołują powstawanie przeciwciał, substancji neutralizujących toksyny.

Antygen = anticorporis generator (generator przeciwciał)- generuje wytwarzanie przeciwciał (odporność organizmu - immunologia).

Immunologia - nauka o odporności. Odporność jest to niewrażliwość mikroorganizmów na zakażenia wywołane drobnoustrojami lub odporne na wytwarzane przez nie toksyny.

RODZAJE ODPORNOŚCI

1. Swoista - jej odmianą jest odporność środow zakażonego org, który jest zakażony jakąś bakterią np. Gruźlicy, jest odporny na zakażenie znów tym samym. Ta odporność jest przechodząca - mija.

• Śródzakaźna - org zakażony jeden raz w tym samym czasie się nie zarazi.

• Nabyta w sposób:

a) Naturalny - bez ingerencji człowieka.

• Biernie - mały org, noworodek nabywa to od matki lub w płodzie od matki mając wspólny krwiobieg lub po urodzeniu w mleku matki są sus odpornościowe, są tam przeciwciała.

• Czynnie - org ludzki w wyniku zakażenia naturalnego nabywa odporność. Jak raz ma się ospę, to potem się na to jest odpornym. Org sam wytw przeciwciała, te są na zawsze. Odporność na odrę.

2. Sztuczny - cos się dzieje poza naturą, ingerencje człowieka. Jeśli org jest zakażony jakimś drobn to można podać gotowe przeciwciała wytw poza org (zwalczające toksyny, jad). Dodajemy wtedy gotowe przeciwciała - surowicę (bo te przeciwciała gromadzą się w serum krwi - surowicy). Podajemy to, gdy już nastąpiła infekcja i trzeba działać przygotowanym przeciwciałem. Jadem kiełbasianym - gdy w porę poda się surowicę to można człowieka uratować. Surowica nie odwróci procesów które już zaszły.

• Biernie - org dostaje gotowe przeciwciała.

• Czynnie - org przezornie, nie czekając na zakażenie, podaje się antygeny w postaci szczepionki, która wywoła w org wytwarzanie przeciwciał np. Szczepionka DIPERTE. Człowiek wytwarza przeciwciała, które „już” czekają na zakażenie, a jak ono będzie to są gotowe aby zadziałać.

3. Fizjologiczna (nieswoista, naturalna) to wrodzona fizjologiczna odporność org na pewne drobn. Jesteśmy odporni na B. substilis, S. cerevisiae, bakterie mlekowe (GRAS), odporność sępa amerykańskiego na jad kiełbasiany, owce ang odporne są na wąglika, jeż odporny jest na jad żmii, szczury odporne na maczugowce błonnicy.

SUROWICA - PRZECIWCIAŁA

SZCZEPIONKA - ANTYGENY

FERMENTACJA

Fermentacja - jest to sposób oddychania, sposób pozyskiwania energii. Mikroorg mogą utleniać substrat i w obecności O₂ i beztlenowo. Oddawanie elektronów z substratu zazwyczaj na tlen atmosfe lub na innego biorcę. Bez dostępu tlenu jest to oddychanie beztlen (fermen beztlenowa).

Gdy częściowo e na O₂ - fermen tlenowa.

Przenoszenie e nie ma O₂, substrat utlenia się częśc, wydaj energet niewielka i org musi przetworzyć, spalić wiele substratu.

• FERMENTACJA BEZTLENOWA

1. ALKOHOLOWA - przemiana cukrów w alkohol etyl w war beztl.

W rzeczyw jest to szereg r enzymat. Trochę więcej niż połowa cukru przetwarzana jest na alkohol, reszta na CO₂. Zastosowanie:

W szampanie CO₂ zatrzymywany w roztworze, korzystny także w piekarnictwie, zazwyczaj powstawanie CO₂ niekorzystne, obniża wydajność.

Stosowana w gorzelnictwie, piwowarstwie, piekarstwie, winiarstwie.

Ciężar właściwy alkoholu etylowego = 0,79425g/cm³ (lżejszy od wody o 1/5).

Praktyczna wydajność ok 94%, gdyż część cukrów zużywanych jest na oddychanie tlenowe, część przetwarzana jest na glicerynę, cześć zużywana na tworzenie biomasy.

FUZLE - związki powstające w wyniku fermentacji, w wyniku dezaminacji aminokw od 0,1 do 0,7% w stosunku do alkoholu, Decydują o właściw zapachow i smakow np. koniaku, zastosow w p. kosmet i chem;

• Amylowy I rząd

13 - 30% (optycznie czynny)

• Izobutylowy I rząd 15 - 23%

• Propylowy

• 30 innych związków

Drobn wytwarzające alkohol etylowy:
Drożdże:

Sacharomyces cerevisiae (górna ferm.)

Sacharomyces cerevisiae (dawniej Carlsbergenis) (dolnej ferm.)

Kluyveromyces maxianus, Pichia stipitis

Sachar. diastaticus, Candida shetiateae

Alkohol nie powinien hamować ich wzrostu, odporne na wzrost temp.

Pleśnie:

Mucor, rhizopus, oidium, monilia

Bakterie:

Zymomonas mobilis (w afryce), E. coli

Sarcina ventriculi, Cl. butyricum

Pseudomonas saccharofila, fluorescens

Klebsiella pentolitica, Leuconostoc

Mikroflora gorzelnictwa ziemniacz:

Pożyteczna:

Bakterie: zymomonas mobilis, lactobacillus delbrucki

Drożdże: saccharomyces cerevisiae

Pleśnie: mucor, rhizopus

Szkodliwa:

• Bakterie heteromlekowe (bacterium maerckerii, b. Beijerinckii)

• Amononifikatory (b. Subtilis) - 0,0005% wpływa na ten alkohol hamując rozwój drożdży.

• Bakterie octowe

• Masłowe

• dzikie

• Pleśnie

Przy wystarczającym dostępie tlenu drożdże będą gł produkować biomasę, mało alkoholu (hamowanie fermentacji przez dostęp O₂ - efekt Pasteura), wydzielanie dużej il energii.

Drożdżownictwo:

W drożdżowniach hoduje się drożdże w warunkach tlenowych.

Efekt Pasteura:

Produkt = surowiec + warunki + organizm

Drożdżownictwo paszowe:

Organizmy: - wykorzystują inne cukry niż heksozy, czyli pozostawione przez S. cerevisiae.

Torula utilis

Candida utilis

Kluyveromyces fragilis

2. FERMENTACJA MLEKOWA

• do produkcji napojów mlecznych fermentowanych;

• napojów ferment z surowców roślin;

• wytw kw mlekowego spożywczego.

C₆H₁₂O₆ 2CH₃CHOHCOOH +94,16kJ 2x90=180 180

W praktyce ok. 90% cukru przechodzi w kw, z reszty biomasa i inne produkty uboczne. Przy prod kiszonek zawart cukru musi być wystarcz do uzyskania pH co najmniej 4,2 do zahamow fermen masłowej, która jest szkodliwa dla kiszonek.

Produkcja kw mlekowego:

• I - mikrobiologiczna:

Z cukru przy udziale L. delbrucki (termofilna ferment w ok 50⁰C) uzyskuje się kw mlekowy, który przy stęż 3% hamuje rozwój L. delbruckii wiec dodaje się więcej cukru i kredą się zobojętnia.

Kwas mlekowy + CaCO₃ - wytrąca się mleczan wapnia.

pH jest cały czas bliższe obojętnemu.

cukier + bakterie (L. DELBRUCKII) kwas mlekowy

kwas mlekowy + CaCO₃ mleczan wapnia

Aby odzyskać k mlekowy następuje faza II zwana chemiczną.

• Chemiczna

Na mleczan wapnia działamy kw siark - gips (siarczan wapnia) + kwas mlek

Ca(C₃H₅O₃)₂ + H₂SO₄ 2C₃H₆O₃ + CaSO₄

powstały kwas mlekowy oczyszcza się np. węglem aktywowanym, cyjankiem żelaza.

Mikroflora szkodliwa:

• bakterie masłowe - bo środow beztl, mleczany asymilowane są przez te bakterie, ponieważ pH utrzymywane 4,2 około 6-7 korzystne warunki dla rozwoju. Aby odróżnić kw od mlek - bakterie masłowe wytw glukozę, która barwi się z jodem (płynem Lugola) na granatowo, a bakterie mlekowe nie.

• Bacillus subtilis - może się rozwijać na powierzchni jako tlenowiec. Wytwarza kwas masłowy o brzydkim zapachu i hamuje rozwój bakterii mlekowych.

3. FERMENTACJA PROPIONOWA:

W serach i produktach mleczarskich - heterofermentacja

3C₆H₁₂O₆ 4CH₃CH₂COOH +

3x180 (540) 4x74 (296)

2CH₃COOH + 2CO₂ + 2H₂O + xkJ

2x60 (120) 2x44 (88) 2x18(36)

100%- 55% + 22% + 16%

1. Bakterie propionowe maja zdolność wykorzyst cukrów i mleczanów kw mlekowego (produkty fermen mlek).

2. Wrażliwe na kwasowość opt. 6-7, pH~5, hamuje wzrost

3. Wys wymagania co do środowiska

4. Powolny wzrost

5. Izoluje się gł z serów twardych, gdzie odpow skład (laktoza, mleczany), war beztl i odpowiednie pH. Przykłady:

Propionibacterium shermanii, freudenreichii, pentozaceum, technikum, zeae, petersonii, jensenii

6. ponieważ wytw mało i powoli CO₂, są wykorz do tworzenia dziurek w serze;

7. nadają pikantność serom dzięki kw propionowemu i octowemu.

3CH₃CHOHCOOH 2CH₃CH₂COOH +

3x90 (270) 2x74 (148)

CH₃COOH + CO₂ + H₂O +xkJ

60 44 18

100% 55% + 22% + 16%

Stosunek kwasu propionowego do octowego wynosi 2:1, ale może być również 3:1, 1,7:1.

4. FERMENTACJA MASŁOWA:

Na ogół ferm szkodliwa. Wywoływ przez bakterie Clostridium

Środow oboj np. w słabej kiszonce

Cl. butyricum

Cl. pasteurianum

C₆H₁₂O₆CH₃CH₂CH₂COOH

180 88 (49%)

+ 2CO₂ + 2H₂ + 73,8kJ

2x44 (49%) 2x2 (2%)

Ponad 50% cukru zamieniane jest w gazy. Rozkł cukry i mleczany w serach, powodują zjawisko wzdymania i rozrywania serów + brzydki zapach. Szybko się rozmnażają.

Środowisko kwaśne:

Cl. butylicum

Cl. acetobutylicum

2C₆H₁₂O₆ CH₃CH₂OH + CH₃COOH + CH₃CH₂CH₂CH₂OH + CH₃COCH₃+CO₂ + H₂+xkJ
Znaczenie korzystne: wytwarzanie enzymów pektynolitycznych.

5. FERMENTACJA METANOWA:

Otrzymywanie metanu przez wytworzenie substancji organicznej.

1) 2CH₃CH₂OH + CO₂ 2CH₃COOH + CH₄

2) 2CH₃CH₂CH₂COOH + 2H₂O + CO₂ 4CH₃COOH + CH₄

Methanobacterium, Methanobacillus

Methanosarcina, Methanococcus

Występ na dnie zbiorników wodnych, np. w bagnach- w mułach rzecznych, w błocie, wydzielany metan może się palić. W oczyszczalniach ścieków. W żołądkach zwierząt przeżuwających pomagają trawić i wytwarzają witaminę B₁₂ niezbędną do prawidłowego funkcjonowania.

• FERMENTACJA TLENOWA - substrat jest częściowo utleniany w obecności tlenu.

1. FERMENTACJA OCTOWA

Powoduje ja Aerobacter.

utlenianie alkoholu etylowego do kwasu octowego:

1) CH₃CH₂OH + O₂ CH₃COOH +H₂O 489,8 kJ

2. CH₃COOH + 2O₂ 2CO₂ + 2H₂O 862Kj

NADOKSYDACJA - całkowita mineralizacja (proces nieporządany).

Metody produkcji octu:

1. Orleańska (francuska) - A. orleanse, A. acetate, A. Xylinum proces trwa długo na powierzchni kożuszek.

2. generatorowa (niemiecka) - A. acetigenum, A. schutzenbachii proces odbywa się w drewnianych zbiornikach, proces trwa krotko. Bakterie octowe utleniają alkohol etyl, gorszej jakości. Imbiofilizowanie bakterie - unieruchomione bakterie, przez które przepływa surowiec.

3. acetatorowa (wgłębna) - jest to technologiczna produkcja octu proces szybki i dobrej jakości ocet, tanie.

4. beztlenowa (przyszłościowa) - C₆ 3C₂ - z cukru Cl. Thermoaceticum

Szkodniki fermentacji octowej:

A. Xylinum

Drożdże kożuchujące (Mycoderma vini)

Anquillula aceti - węgorzyk octowy - zjada bakterie octowe

Drosophila fenestrrum - muszki octowe

Drosophila funerbis - muszki octowe

2. FERMENTACJA CYTRYNOWA:

Otrzymujemy kwas cytrynowy

Citromyces pfefferianus

Aspergillus niger -

C₆H₁₂O₆ +1,5 O₂ C₆H₈O₇ + 2H₂O + 804kJ

Metody produkcji:

• powierzchniowa - podłoże wzbogacone, cukrowe rozlewa się na tace zaszczepione pleśniami. Pleśń się rozwija na powierz i pleśnie przekształcały cukier. Trwało to 11 dni przechodzi w kw szczawiowy

• wgłębna - mieszadła. Stosow odpowiednie szczepy pleśni - nie lubią szubki ego mieszania, ale jest to potrzebne do dobrego utleniania

Zakażenia:

• bakterie mlekowe:

Streptococcus lactis, Leukonostoc Mesentero ides

• bakterie masłowe:

Cl. butyricum

• bakterie gnilne:

B. subtilis

• denitryfikacyjne:

Ps. fluorescens

• drożdże:

Mycoderma, Torulopsis

• pleśnie:

Penicillum

4. FERMENTACJA TRIOFILNA - w browarze, fermentacja alkoholowa.

5. FERMENTACJA MEZOFILNA - fermentacja alkoholowa, cytrynowa 20 - 30°C.

pH fermentacji:

• F. kwaszące: cytryn, mlek, masłowa

• F. obojętna: propionowa

• F. alkaliczna: glicerynowa.

F. powierzchniowe (cytrynowa) i wgłębne(octowa).

Fermentacje stopniowe:

Jednostopniowa - przy produkcji octu, piwa, wina.

PRODUKCJA BIOMASY

Są rożne źródła białka:

• Tradycyjne

Rolnictwo Chów zwierząt

Rybołóstwo

• Pośrednie

Rośliny oleiste, liściaste

• Mikrobiologiczne

• Stosowane

Drożdżownictwo

Mikroflora żwacza (Ruminococcus, Ruminobacter, pierwotniaki)

• Perspektywiczne

PSEUDOMONAS + PARAFINY (85% białka)

DROZDZE + PARAFINY 1kg parafin = 1 kg drożdży

Pleśnie, Glony, Grzyby wyż

Pierwotniaki

Aminokwasy egzogenne:

1. Lizyna

2. Leucyna

3. Walina

4. Treomina

5. Pentyloalanina

6. Izoleucyna

7. Metionina

8. Tryptofan

Białko w żywności ma 2 funkcje:

• Właściwości odżywcze

• Wł reologiczne (białko funkcjonalne)

BIAŁKO ROŚLINNE

• Z roślin oleistych

• Z części zielonych roślin

Jakość :

Białko z liści pszenicy 5,7g lizyny/16g N

Białko z ziarna pszenicy 2,5g lizyny/16g N

Wydajność:

Z liści 750 - 2800kg bialka/ha/rok

Z ziarna 280kg bialka/ha/rok

1kg białka zwierzęc = 7 - 8ok. białka roślinnego.

Mikrobiol metody otrzymyw białka:

efektywność biosyntezy

1 : 81 : 100 000

zwierzęta soja drożdże

SCP - Single Celi Protein - białka pojedynczej komórki

BIAŁKO, DROŻDŻY PASZOWYCH:

• zawiera akw egzo jak w białku zwierz;

• witaminy z grupy B - tiamina, ryboflawina, kw pantotenowy, pirydoksynobiotyna, kw foliowy, witamina B₁₂;

• makro i mikroelementy - P, K, Ca, Mg, Fe, S, Cu, Mn, Co;

Zakażenia szkodliwe w produkcji drożdży:

• tlenowce przetrwalnikujace - (B. subtilis, B. megaterium);

• E. Coli, P. Vulgaris;

• Kwaszące - Leuconostoc mesenteroides, Agglutinarius;

• Dzikie drożdże kożuchujące;

znny

P₂O₅ FIZJOLOGIA DROBNOUSTROJÓW

---