1. Różnice w budowie ściany komórkowej bakterii G(+) i  G(-)

Bakterie G(+) posiadają ścianę komórkową zbudowaną z mureiny od kilkunastu do kilkudziesięciu (40) warstw peptydoglikanu o grubości do 100Ă i stanowi od 40% do 90% suchej masy ściany komórkowej. Warstwę plastyczną G(+) tworzą heteropolimery kw. Tejchowych, tejchuronowych i lipotejchojowych. Bakterie G(+) mają ścianę grubszą i bardziej skoncentrowaną, przez co wszelkie odczynniki nie przenikają przez nią tak łatwo jak w przypadku G(-) Bakterie G(+) mają większy stopień usieciowania (do 100%) w stosunku do bakterii G(-) (20%). Bakterie G(-) maja ścianę zbudowaną z mureiny, ale również z białek i lipoproteidów. Ściana tych bakterii jest węższa, posiada mniej warstw (1-3 warstw peptydoglikanu), część dominującą stanowi warstwa plastyczna: fosfolipidy, białka, lipoproteiny i lipo polisacharydy, łącznie ok. 80% suchej masy ściany

Bakterie G(+) pod wpływem odczynnika Grama odbarwiają się na kolor fioletowy, zaś G(-) na kolor różowy. 

Cecha	Gram +	Gram -
Wrażliwość na lizozym	Ściana ulega rozpuszczeniu pozostają protoplasty	Ściana oporna na działanie lizozymu. W obecności lizozymu i czynnika chelatującego tworzą się sferoplastydy
Wrażliwość na fotodynamiczne działanie barwników	Wrażliwe na eozynę i błękit metylenowy	Wrazliwe na safraninę
Wrażliwość na telluryn potasu, azydek sodu, octan talu	Mniejsza	Większa
Wrażliwość na sole kwasów tłuszczowych nasyconych	Mała	Duża
Wrażliwość na sole kwasów tłuszczowych nienasyconych	Duża	Mała
Wrażliwość na barwniki anilinowe	Duża	Mała
Wrażliwość na penicyline	Na ogół duża	Często mała
Wrażliwość na detergenty	Duża	Mniejsza
Zapas wolnych aminokwasów w komórce	Duży	Mały albo brak
Zawartość poliamin	Mała	Duża

 

Różnice w budowie komórek prokariotycznych i eukariotycznych.

 

Cecha	Komórki prokariotyczne (bakterie, sinice)	Komórki eukariotyczne (grzyby, rośliny)
Typowa ø komórki	1 μm	10 μm
Czas generacji minimum	15-30 min	120 min (drożdże), 5-7h
Rozmnażanie płciowe	Rzadkie i niepełne	Powszechne i pełne
Błona jądrowa	brak	Dwuwarstwowa błona
Liczba chromosomów	1	>1
Jąderko (nukleus)	brak	Występuje
Liczba kompartymentów	Zwykle 1	>1
Retikulum endoplazmatyczne	brak	Występuje
Mitochondrium	brak	Występuje
Stała sedymentacja Srodberga	70S	80S
Chloroplasty	brak	Mogą występować
Wodniczki	rzadko	Powszechnie
Pepydoglikam (mureina)	Powszechnie występuje	brak

3. Narysuj wykres wzrostu drobnoustrojów oraz wymień czynniki wzrostu

1. Faza stacjonarna (adaptacyjna, inkubacyjna, przystosowawcza, zastoju)- brak wzrostu drobnoustrojów

2. Faza przyspieszenia- zapoczątkowanie wzrostu, namnażanie drobnoustrojów i zwiększenie ich liczby

3. Faza wzrostu logarytmicznego- zrównoważonego- logarytmiczny wzrost ilości drobnoustrojów

4. Faza opóźnienia- zwolnionego (zahamowanego) wzrostu, opóźnienie wzrostu, pod koniec tej fazy pojawia się największa ilość drobnoustrojów

5. Faza stacjonarna- zahamowanie rozwoju

6. Faza zamierania (letalna)- więcej drobnoustrojów umiera niż powstaje nowych

 Czynniki wzrostu:

- odpowiednie pożywki, które zawierają źródła węgla i substancji azotowych

- fizyczne: temperatura, ciśnienie osmotyczne, promieniowanie, ultradźwięki

- chemiczne: odpowiednie pH (bliskie obojętnemu), zawartość tlenu w środowisku (bakterie tlenowe), zawartość antybiotyków, antyseptyków, obecność biostymulatorów

-biologiczne: występowanie innych bakterii i współżycie z nimi, występowanie wirusów 

Choroby odzwierzęce oraz bakterie chorobotwórcze w żywności

 Choroby odzwierzęce

Nalezą do chorób zakaźnych. Choroby zakaźne dzielimy na choroby typu intoksykacji (wywołane toksynami) oraz toksykoinfekcję (wywołane obecnością drobnoustrojów patogennych). Choroby odzwierzęce stanowią 1/3 wszystkich chorób zakaźnych. Można zachorować spożywając zainfekowane mięso lub inne produkty pochodzenia zwierzęcego albo mając bezpośredni kontakt ze zwierzęciem. Spożywając produkty mięsne (np. pakowane próżniowo) możemy zarazić się np. jadem kiełbasianym, spożywając zakażone jaja (np. nieugotowane) możemy zarazić się Salmonellą. Choroby wywołane SA jednak nie tylko przez bakterie, ale również przez grzyby, priony, wirusy, pierwotniaki czy robaki. Np. włosień kręty (spożywany z mięsem świni) wywołuje włośnicę. Spożywając niedogotowane lub niedopieczone mięso świni możemy narazić się na chorobę wywołana obecnością tasiemca uzbrojonego.

Tasiemiec nieuzbrojony- mięso bydła

Motylica wątrobowa- przeżuwacze

Choroby wywołane przez priony to np. choroba Creutzfelda-Jacoba

Kuru- choroby plemion Papui i Nowej Gwinei

Dlatego niezwykle ważne jest, aby spożywać mięsa przebadane przez weterynarza. 

Bakterie chorobotwórcze w żywności

Staphylococcus aureus- gronkowiec złocisty,G(+), względnie beztlenowe, naturalnie bytuje w jamie nosowej ludzi, 50-70% szczepów tego gatunku jest zdolnych do tworzenia enterotoksyn, które są odporne na wysokie temperatury, powoduje stany wrzodowe, powoduje wymioty, biegunki oraz psucie bombażowe konserw, hamujący wpływ na nie mają bakterie kw. mlekowego

Clostridium tetani- tworzące zarodniki, wydzielają silną toksynę, która nawet w śladowych ilościach jest śmiertelna, zakażenie przez zanieczyszczenia ran, glebę, nawóz koński odchodami ludzi i zwierząt, rany powinno dezynfekować się jodyna, a nie alkoholem, choroba przebiega b. ciężko, śmiertelność 50-100%, okres wylegania najczęściej 7-14 dni, niekiedy nawet do kilku miesięcy, powoduje tężec, którego objawy to napięcie mięśni twarzy a następnie śmierć na skutek bezdechu i ogólnej intoksykacji

Clostridium botulinum- beztlenowe laseczki, wytwarzają egzotoksyny do żywności i wytwarzają przetrwalniki o wysokiej ciepłooporości, toksyny botulinowe należą do najsilniejszych trucizn, śmiertelna dawka to 0,005-0,1 μg, wstępne objawy zatrucia o 12-48h: mdłość, wymioty, wolne stolce, zaburzenia akomodacji, śmiertelność 80-100% po 4-8 dniach, rozwój bakterii. Tylko w warunkach beztlenowych: ziemia, odchody, kurz, osady denne, żywność pakowana próżniowo, toksyny te są termo labilne i ulegają rozkładowi pow. 80 ̊C, odporne na działanie kwasów

Escherischia coli- G(-), pałeczka, naturalnie bytuje w jelicie grubym człowieka, jednak niektóre szczepy mogą być chorobotwórcze, powodują zaburzenia układu pokarmowego

Listeria monocytogenes- G(+), bakteria odporna na niskie temperatury, namnaża się również w lodówce, powoduje listeriozę- zaburzenia układu nerwowego

Salmonella- G(-), pałeczka, występuje w źle przechowywanym mięsie, powoduje problemy przewodu pokarmowego

Shigella- G(-), pałeczka, powoduje czerwonkę, czyli biegunkę

Yersinia enterocolitica- G(-), pałeczki, wzrost nawet w temp. - 1 ̊C, modyfikowana atmosfera i niska temp. Sprzyjają rozwojowi, przeżywa długi czas w wodzie i żywności mrożonej, powoduje jersiniozę- zaburzenia układu pokarmowego 

5. Wyjaśnij pojęcia intoksykacja i toksykoinfekcja

 Intoksykacja -Zatrucie, które jest wynikiem działania toksyny wytworzonej w żywności przed jej spożyciem, a drobnoustroje praktycznie nie rozmnażają się w przewodzie pokarmowym człowieka i udział żywych komórek nie jest nawet konieczny. Przykładem intoksykacji jest zatrucie jadem kiełbasianym - toksyną wytwarzaną przez laseczkę beztlenową Clostridium botulinum lub enterotoksyną gronkowcową. Bakterie uwalniają te egzotoksyny do żywności i mogą zaistnieć sytuacje, kiedy drobnoustrój, który je wytworzył zginie na skutek różnych zabiegów technologicznych i jego wyizolowanie będzie niemożliwe, natomiast toksyna znajdująca się w produktach, wykazująca zwykle wyższą ciepłooporność będzie nadal szkodliwa dla organizmu. 

Toksykoinfekcje są następstwem spożycia wraz z pokarmem drobnoustrojów zdolnych do wywołania zatrucia. Mogą się one również namnażać w przewodzie pokarmowym, w którym wydzielają toksyny. Tego typu zatrucia wywołuje wiele drobnoustrojów, wśród których najliczniej reprezentowane są bakterie z rodziny Enterobacteriaceae, pałeczki Shigella, patogenne Escherichia coli, a także Yersinia enterocolitica, Bacillus cereus, Clostridium perfringens typ A i C. Przyjmuje się, że do wystąpienia toksykoinfekcji jest konieczne wtargnięcie do organizmu bakterii w stanie żywym. Od liczby komórek, które dostały się do organizmu człowieka zależy czy objawy chorobowe w ogóle wystąpią, jak również ostrość przebiegu schorzenia. W związku z tym wprowadzono pojęcie najmniejszej dawki zakaźnej (MID), wyrażonej liczbą komórek danego gatunku bakterii, która jest konieczna do wywołania objawowego przebiegu choroby u człowieka. Dla różnych bakterii MID kształtuje się na różnym poziomie i np. dla najbardziej zjadliwych pałeczek Salmonella MID wynosi 104 komórek, a dla enterotoksycznych E. coli - 108 w spożytej ilości pokarmu. 

6. Bakterie przetrwalnikujące, budowa przetrwalnika, formy przetrwalne

Formy przetrwalne: egzospory, cysty, endospory bakterii (Bacillus antracis), askospory drożdży (Saccharomycetes), zygospory pleśni (Rhizopus) Formy przetrwalne charakteryzują się wysoką ciepłoopornością, dlatego nie giną podczas pasteryzacji a dopiero po długotrwałej sterylizacji. Są odporne na zamrażanie, promieniowanie, wysokie stężenia kwasów i soli. Proces tworzenia się przetrwalników nazywamy sporulacją, następuje on dopiero, gdy skończą się źródła azotu i węgla w pożywce. Sporulację dzielimy na etapy: tworzenie prespor, budowa osłon wewnętrznych, dojrzewanie przetrwalnika. Dopiero po wprowadzeniu w odpowiednie środowisko następuje germinacja, czyli „przebudzenie”  i przekształcanie w formy wegetatywne, czyli kiełkowanie a następnie dojrzewanie. Przetrwalniki nie rozwijają się w pH mniejszym od 4,5. Przetrwalniki stanowią zagrożenie dla produktów mięsnych posiadających pH zbliżone do neutralnego, dlatego w ty przypadku powinno się stosować sterylizację.

Budowa przetrwalnika:

- rdzeń- znajduje się tutaj materiał genetyczny odpowiedzialny za procesy życiowe oraz syntezę białek

- ściana przetrwalnika- znajduje się bezpośrednio nad rdzeniem

- korteks- korek, najtwardsza część przetrwalnika, chroniący rdzeń przed działaniem czynników zewnętrznych

- płaszcz zewnętrzny i wewnętrzny

- egzosporium- nie występuje we wszystkich przetrwalnikach, jest to płaszcz lipidowo-białkowy 
 
 Cechy drobnoustrojów decydujące o wywołaniu choroby

 Patogenność- oddziaływania, wywołujące różnego rodzaju szkody w organizmach żywych i materii nieożywionej, wyrażające się niekorzystnym wpływem na poszczególne ograna i metabolizm, powodujące uszkodzenia i zwyrodnienia lub osłabienie, względnie zniszczenie składowych. 

Wirulencja (zjadliwość) - zdolność wniknięcia, rozmnożenia się oraz uszkodzenia tkanek zainfekowanego organizmu przez określony typ patogenu. Poszczególne szczepy danego gatunku mogą różnić się wirulencją. Miarą zjadliwości jest dawka śmiertelna 50 (LD₅₀) definiowana, jako liczba komórek (dla wirusów i czynników subwirusowych wirionów) drobnoustroju zdolnych do zabicia 50% wystawionych na ich działanie zwierząt laboratoryjnych, a także, w populacjach ludzkich, współczynnik umieralności będący liczbą osób zmarłych podzieloną przez liczbę osób chorych. 

Inwazyjność- zdolność niektórych organizmów do przenikania przez bariery ochronne ustroju, namnażania się w nim i rozprzestrzeniania dzięki produkowanym przez siebie czynnikom, tj. enzymom oraz polipeptydom, mającym zdolność porażania fagocytów.

- w miejscu wniknięcia (tężec)

- rozprzestrzenianie się po całym organizmie (wąglik, dżuma) 

Toksyczność- zdolność do zatruwania organizmów wyższych przez toksyny (jady)

Drobnoustroje wskaźnikowe środowiska gleby

 Drobnoustroje wskaźnikowe- typowe, które zawsze występują w tym środowisku 

- złożony zespół o dużej liczebności zwany edafonem

- w skład edafonu wchodzą mikroorganizmy jednokomórkowe, organizmy roślinne i zwierzęce oraz bezkręgowce i rośliny naczyniowe bytujące w powierzchniowej warstwie gleby

- edafon stanowi zwykle od 1 do 10% suchej masy, substancji organicznych gleby

- w glebie występują: wirusy, grzyby oraz bakterie, które dominują w tym środowisku

- w i 1g gleby uprawianej może występować 10⁶-10⁸ komórek bakterii

- przetwarzają masę organiczną

- rozmnażają się i metabolizują materiały organiczne tworząc biomasę własnych komórek oraz gromadząc substancje tworzące próchnice

- rozkładają i mineralizują związki organiczne przez co wprowadzają w ponowny obieg pierwiastki niezbędne do produkcji roślinnej 

Ilość i różnorodność mikroflory w glebie zależy od:

- struktury gleby i wilgotności

- zawartości składników odżywczych

- kwasowości

- temperatury oraz strefy geograficznej 

Drobnoustroje autochtoniczne- zdobywają energie w procesie fotosyntezy:

- glony

- bakterie zielone z rodzaju Chlorobium

- bakterie siarkowe purpurowe Thiobacillus

- bakterie bezsiarkowe, purpurowe

- bakterie wiążące azot atmosferyczny Rhizobium 

Promieniowce są drobnoustrojami wskaźnikowymi gleby. Stanowią one najliczniejszą grupę. Udostępniają składniki pokarmowe zwierząt zapewniając obieg pierwiastków w przyrodzie. 

Drobnoustroje naniesione (zymogenne)- występujące okresowo

- mikroorganizmy patogenne: Salmonella, Shigella, Escherichia 

Formy współżycia drobnoustrojów glebowych

- symbioza- bakterie nitryfikacyjne

- pasożytnictwo- fagi bakteryjne

- drapieżnictwo, komensalizm, antagonizm (mikoliza i antybioza) 

9. Drobnoustroje środowiskowe, mikroflora autochtoniczna oraz mikroflora wskaźnikowa wody

 

W biocenozie wodnej wyróżniamy:

- plankton roślinny (fitoplankton)

- plankton zwierzęcy (zooplankton)

- plankton bakteriowy (bakterio plankton) 

Czynniki abiotyczne kształtujące ekosystem wody:

- światło słoneczne

- energia cieplna wody

- ruch wody

- skład chemiczny

Czynniki biotyczne- wzajemne oddziaływanie organizmów

- destruenci- organizmy rozkładające martwa materię organizmów na związki proste

- producenci- organizmy foto- i hemolityczne które syntetyzują materie organiczną ze związków nieorganicznych

- konsumenci 

Jelitowa pałeczkę Escherichia coli traktuje się jako wskaźnik sanitarny tylko wtedy, gdy nie jest chorobotwórcza po wniknięciu do przewodu pokarmowego. W wodzie w temp. 47  ̊C pałeczki giną po 48 dniach. Uniwersalnym wskaźnikiem byłby drobnoustrój, które jednocześnie wskazywałby obecność lub brak wszystkich organizmów chorobotwórczych.

Inne wskaźnikowe:

- paciorkowce kałowe- Enterococcus faecalis

- przetrwalnikujące beztlenowe- Clostridium perfringens

- pałeczki ropy błękitnej 

Paciorkowce kałowe- enterokoki- stanowią naturalną mikroflorę przewodu pokarmowego ludzi i zwierząt. Mają one zwiększona odporność na środki dezynfekujące i temperaturę

- wykazują zdolność wzrostu w 45 ̊C w obecności soli żółci oraz azydku sodu

- brak zdolności do wytwarzania katalazy (w odróżnieniu od innych ziarniaków)

- duża ilość w ściekach przemysłu pożywczego  

Mikroflora autochtoniczna wody- mikroorganizmy naturalnie bytujące i rozmnażające się w środowisku wodnym

- autotrofy i heterotrofy, głównie psychrofile (20  ̊C), najbardziej typowe Pseudomonas, Aeromonas, Vibrio 

Mikroflora allochtoniczna- przedostają się do wody z powietrza, gleby, ściaków przemysłowych i komunalnych, najczęściej występują w wodach powierzchniowych

-bakterie ściekowe: Proteus vulgaris, Pseudomonas fluorescens

Poważne ryzyko wywołania chorób to bakterie z rodzaju Salmonella i Shigella. 

Miano coli- jest to najmniejsza objętość badanej wody lub ścieków  której stwierdza się obecność bakterii z grupy coli (G(-), pałeczki, nieprzetrwalnikujące, rozwijające się w warunkach względnie beztlenowych, mające zdolność do fermentowania laktozy z wytworzeniem kwasu i gazu w ciągu 48h hodowli, w temp. 35-37  ̊C, z rodzajów Escherichia, Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella) 

10. Wpływ stężenia jonów wodorowych na wzrost drobnoustrojów

 Stężenie jonów wodorowych

Neutrofile- pH 6,5-7,5

Acidofile- ph 2,0-5,0

Alkalofile- pH 8,0-11,0 

Większość drobnoustrojów najlepiej wzrasta przy pH bliskim obojętnemu. Wyjątek stanowią bakterie fermentacji mlekowej i octowej, bakterie z rodzaju Thiobacillus oraz Sulfolobus. Bakterie Thiobacillus thioxidans nawet poniżej 0,5 pH. Wyróżniamy tez bakterie kwasolubne: Aspergillus, Penicillum.

Nadmierne stężenie H⁺ lub OH^- hamuje szereg przemian metabolitycznych oraz wzrost drobnoustrojów. Formy niezdysocjowane łatwiej wnikają do komórek i są toksyczne np. lotne kwasy. Waz ze wzrostem pH drobnoustroje stają się bardziej ciepłooporne. 
 
 
 

11. Mikroflora powietrza

 Saprofity:

- ziarniaki z rodzaju Micrococcus i Sarcina oraz gronkowce

- pałeczki Alcaligenes 

Bakterie chorobotwórcze- głównie w pomieszczeniach zamkniętych

- gronkowiec złocisty

- pałeczki ropy błękitnej

- paciorkowce Enterococcus i Streptococcus oraz Salmonella 

Wskaźniki bakteriologicznego zanieczyszczenia powietrza:

- bioaerozolem ludzi i zwierząt (gronkowce i paciorkowce)- Staphylococcus aureus

- cząsteczkami gleby (promieniowce)

- bioaerozolem z wód powierzchniowych- Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas aeruginoza (Pałeczka ropy błękitnej)

- bakterie z rodzaju Streptococcus, Enterococcus 

Źródła zanieczyszczeń:

- drobnoustroje w powietrzu przyczepione są głównie do cząstek kurzu i pyłu oraz mikrokropelek płynów (bioaerozoli)

- rozprzestrzenianie cząstek w powietrzu:

• Oddychanie, kaszel, kichanie, ruch

• Systemy wentylacyjno-klimatyzyjne

• Prądy konwekcyjne powietrza

- ilość i skład mikroflory powietrza są uzależnione od wielu czynników

• Pomieszczenia zamknięte SA zazwyczaj bardzo skażone

• Obecność ludzi i zwierząt oraz ich zagęszczenie

• Wilgotność, nasłonecznienie, wietrzenie, czystość, warunki pogodowe, sezon, wysokości nad poziomem morza itp.

• Atmosfera miast, osiedli, terenów przemysłowych zawiera dużo więcej mikroorganizmów

 

Przeżycie drobnoustrojów w powietrzu zależy od:

- ich odporności na wysuszenie i działanie promieniami UV

- osłonięcia komórek warstwą śluzu lub innej substancji

- zdolność do wytwarzania barwników korotenoidowych 

12. Wirusy, charakterystyka wirusów jelitowych.

Wirusy- są to cząsteczki mniejsze od bakterii (bezkomórkowe), których materiałem genetycznym jest RNA lub DNA (jednoniciowe lub dwuniciowe, czasami w postaci kolistej) tworzący rdzeń, wielkość wirusów podajemy w nm (1×10^-9), materiał genetyczny otoczony jest kapsydem białkowym, który chroni go przed uszkodzeniem, wyróżniamy wirusy DNA, RNA oaz retrowirusy. Wirusy rozmnażają się jedynie w żywych komórkach 
 
 Wirusy jelitowe- są to wirusy atakujące jelita, ponieważ atakują ludzi i zwierzęta to materiał genetycznym wchodzącym w ich skład jest DNA. Są one całkowicie nieaktywne- niezdolne do replikacji poza komórką żywiciela. Są odporne na większość pospolitych metod używanych do niszczenia bakterii. Dawką infekcyjnie teoretycznie można określić 1 cząstkę. Przykładem może być tutaj wirus Norwalk i jego pochodne, wywołujący problemy układu pokarmowego a w szczególności jelit, objawiający się biegunką, bólem głowy, gorączką, nudnościami. Innym groźnym wirusem jest Hepatis A czyli wirus zapalenia wirusowego wątroby. 

13. Mikotoksyny

 Toksyczne metabolity wtórne wytwarzane przez grzyby głównie z rodzajów Aspergillus, Penicillium i Fusarium. Duże ich ilości znajdują się w produktach zbożowych oraz przyprawach. Nawet niewielkie ilości mogą powodować groźne zaburzenia w organizmie.

Zagrożenia: rakotwórcze, hepalotoksyczne, hetrotoksyczne neurotoksyczne, immunotoksyczne, estrogenie (powodujące bezpłodność), wymiotne, krwiotoczne.  

Aflatoksyna

- produkowana w głównej mierze prze Aspergillus flavus (stąd też nazwa)

- składa się z co najmniej 4 komponentów

- dwa komponenty w świetle UV wykazują niebieską fluorescencję (aflatoksyny B₁ i B₂)

- dwa składniki o fluorescencji zielonej (aflatoksyny G₁ i G₂)

- w mleku wykazano produkty ich przemiany oraz dalsze produkty ich budowy- aflatoksyny B_2a i G_2a

_- obecnie znanych jest już 10 aflatoksyn charakteryzujących się ugrupowaniem laktonów i obecnością pierścieni furanowych

-substancje krystaliczne, słabo rozpuszczalne w wodzie, oporne na ogrzewanie

- najbardziej toksyczna aflatoksyna B₁

- LD₅₀ dla szczurów 186mg/kg 

Ochratoksyna

- wytwarzana przez Aspergillus i Penicillum (Penicillium cydopium)

- wpływa niekorzystnie na produkty żywnościowe: owoce, warzywa, sery, pasze dla zwierząt 

Patulina

- produkowana rzez Aspergillus clavatus i Aspergillus gigantens

- LD₅₀ dla myszy 10mg/kg

- zanieczyszcza jabłka i sok jabłkowy 

14. Śmierć cieplna drobnoustrojów, mechanizm śmierci cieplnej.

 Mechanizm śmierci cieplnej drobnoustrojów nie jest do końca poznany. Prawdopodobnie następuje uszkodzenie błony cytoplazmatycznej, następnie wypływ aminokwasów, enzymów, DNA i RNA, uszkodzenie wiązań wodorowych oraz zniszczenie struktury przestrzennej białek i kwasów nukleinowych. Bakterie G(+) ze względu na swoja budowę są bardziej odporne na temperaturę od bakterii G(-), bakterie przetrwalnikujące a szczególnie przetrwalniki (najbardziej przetrwalniki termofilnego szczepu Bacillus stearothermophilus) są najbardziej odporne na wysoką i niską temperaturę. Ciepłooporność drobnoustrojów termofilnych determinowana jest obecnością białek o strukturach II i III rzędowych oraz lipidów. Ciepłoopornośc przetrwalników uwarunkowana jest kwasem dipikolinowym 

Czas śmierci cieplnej- jest to czas, po którym następuje śmierć komórki, jest on zależny od budowy, ciepłooporności, stanu fizycznego komórek (genetyczne uwarunkowania), stanu fizjologicznego komórki oraz środowiska w jakim się znajduje, temperatury i czasu jej działania oraz od pH środowiska. Bakterie o takiej samej ciepłooporności wraz ze wzrostem temperatury giną coraz szybciej i zostaje ich coraz mniej 
 Czynniki wpływające na ciepłooporność drobnoustrojów:

- wiek  stadium rozwoju

- składniki chemiczne podłoża hodowlanego

- temperatura inkubacji

- parametry fizyczne i chemiczne środowiska, w którym komórki są ogrzewane

- młode komórki i młode przetrwalniki są bardziej wrażliwe

- korzystnie na oporność cieplna wpływają:

• Jony Mg i P (fosforany)

• Wysoka temperatura inkubacji

• Niska zawartość H₂O

• Maksymalna oporność przy aktywności wody 0,2- 0,3

• pH środowiska

• najwyższa odporność na ogrzewanie w przedziale pH 0-7

 Z- współczynnik ciepłooporności- zmiana temperatur w danym czasie warunkuje śmierć komórek

D- czas decymalnej redukcji- czas po którym w danej temperaturze następuje redukcja ilości komórek o 90% 

Wpływ temperatury na szybkość wzrostu 

Minimum- krzepnięcie membrany cytoplazmatycznej, spowolnienie procesów transportu prowadzące do zahamowania wzrostu

Optimum- maksymalna szybkość większości reakcji enzymatycznych

Maximum- denaturacja białek 

Efekt letalny uzależniony od:

- specyficznej ciepłooporności

- stanu fizycznego komórek (genetycznie uwarunkowane)

- chemiczne i fizyczne właściwości środowiska

- temperatura i czas jej działania

- pH 

15. Krzywa przeżycia drobnoustrojów

 Obrazuje ona zależność liczby komórek drobnoustrojów od czasu w stałej temperaturze

Założenie podstawowe. Wszystkie drobnoustroje danego szczepu mają taka samą ciepłooporność, dlatego krzywa przeżycia ma charakter prostoliniowy (choć mogą zdarzać się odstępstwa)

Wprowadzona została wartość D (czas decymalnej redukcji) czyli miara ciepłooporności drobnoustrojów oznaczająca czas potrzebny do zmniejszenia (zredukowania) liczby komórek o 90% w stałej temperaturze 

Sposoby konserwacji żywności, sterylizacja i pasteryzacja.

 

Pasteryzacja

Podczas pasteryzacji zostają zniszczone komórki wegetatywne drobnoustrojów łącznie z formami chorobotwórczymi. Pasteryzacja zapewnia trwałość mikrobiologiczną środowisk o wartościach pH niższych niż 4,5 

Niska	63-65  ̊C	20-30 min
Wysoka	85-100  ̊C	15s- kilka min
błyskawiczna	85-90  ̊C	Następnie schłodzenie

 

Sterylizacja

Jest to zniszczenie wszystkich form drobnoustrojów. Temp. Ok. 120  ̊C przez 15-30 min. Sterylizacja okresowa polega na podgrzewaniu, odgrzewaniu, sterylizacji, a następnie chłodzeniu, trwa zazwyczaj kilka godzin. Sterylizacja ciągła 140  ̊C przez 2-3 min. 

Środki konserwujące- związki chemiczne, które po dodaniu w niewielkich ilościach (0,1-0,2%) powoduja zahamowanie lub zapobieganie niekorzystnym zmianom mikrobiologicznym żywności, jej surowców i produktów końcowych 
 

Idealny środek konserwujący:

- nieszkodliwy dla człowieka w ilościach spożywanych z produktem

- nie wywołujący niepożądanych zmian w produkcie

- szybko wydalany z organizmu

- dobrze rozpuszczalny w wodzie

- odporny na temp., utlenianie i wysoka kwasowość 

Rodzaje konserwantów: SO₂, kwas benzoesowy, kwas mrówkowy, kwas propionowy, kwas sorbowy, azotany, nizyna 

Utrwalanie żywności metodą zakwaszania:

Konserwowanie żywności ta metoda prowadzi się albo za pomocą naturalnej fermentacji mlekowej albo przez dodatek nieszkodliwych dla zdrowia kwasów organicznych (lub mineralnych). Do utrwalenia żywności mogą być stosowane spożywcze kwasy: mlekowy, octowy, cytrynowy, jabłkowy. Produkty utrwalone kwasem octowym to marynaty.  

Cukry w stężeniu 50-80% wykorzystywane do produkcji marmolad i dżemów ze Świeżych owoców, syropów owocowych, galaretek owocowych 

Sól (NaCl) obniża aktywność wody. Skuteczne utrwalenie żywności przy zastosowaniu 15-20% soli kuchennej. Stosowana do utrwalania: ryb, mięsa, masła, serów, warzyw oraz grzybów 

Peklowanie jest szczególna formą solenia która posiada walory smakowo-zapachowe. Solanka peklująca składa się z soli kuchennej, azotanu sodowego oraz azotynu sodowego. 

Wędzenie wykorzystywane głównie do ryb i mięsa. Nasycenie produktów spożywczych chemicznymi związkami dymu i osuszenie produktu. Znane SA dwa typy wędzenia tzw. Zimne w temp. 15-25  ̊C oraz na gorące 70-100  ̊C 

17. Drożdże- systematyka, opis.

 Drożdże

Domena: Eukaryiota

Królestwo: Fungi

Podkrólestwo: Dikarya

Typ: Ascomycota

Podtyp: Saccharomycotina

Klasa: Saccharomycetes

Rząd: Saccharomycetales

Rodzina: Saccharomycetaceae

Rodzaj: Saccharomyces

Gatunek: Saccharomyces cerevisiae- drożdże piekarskie I gorzelnicze

    Saccharomyces carlsbergensis- drożdże piwowarskie

    Saccharomyces ellipsoidens- drożdże winiarskie 

Wytwarzają zarodniki workowe w workach (ascum). Rozmnażają się generatywnie przez wytwarzanie okrągłych lub owalnych zarodników wewnątrz worka (askospory) oraz wegetatywnie przez pączkowanie wielooczne. Mogą formować grzybnię. Nie wytwarzają enzymu ureazy.  Ściana komórkowa jest 3-warstowa zbudowana z glukanu i mannanu. Nie wytwarzają pigmentu. Należą tu drożdże fermentujące i nie fermentujące sacharydów. 
 

Pleśnie typu zygomycota, szczególnie uwzględniając rodzaje Mucor i Rhizopus

 Królestwo: Fungi

Typ: Zygomycota

Podtyp: Mucoromycotina

Rząd: Mucorales

Rodzina: Mucoraceae

Rodzaj: Mucor

Rhizopus 

Grzybnia jednokomórkowa, wielojądrowa, bez przegród poprzecznych (sept). Rozmnażanie wegetatywne przez zarodniki (spory), powstające w zarodniach (sporangium), tworzonych na specjalnych strzępkach - trzonkach zarodnionośnych (sporangioforach). Charakterystyczny element strukturalny zarodni - kolumella. Rozmnażanie płciowe -połączenie gametangiów męskich i żeńskich, tworzy sie zygota. 

Rodzaj Mucor - grzybnia wysoka przejrzysta, początkowo biała, później szarzejąca. Kolumella jest okrągła. Nazywane drożdżami mukorowymi - fermentują cukry wytwarzając w środowiskach płynnych ok. 7% etanolu, występują jako zanieczyszczenia powietrza w mleczarniach, mogą powodować wady masła (silne własciwosci lipolityczne). Pleśnie z rodzaju Mucor są szkodnikami, występują na owocach i innych produktach. Ta pleśń często jest również przyczyna chorób, infekcja zwykle obejmuje górne i dolne drogi oddechowe, przewód pokarmowy lub skóre. 

Rodzaj Rhizopus - jasnoszare murawki o luznej strukturze. Podobne do Mucor, ale tworzy rozłogi, a sporangiofory maja od spodu rozgałezione chwytniki (ryzoidy), którymi czerpia substancje z podłoża. Kolumella jest spłaszczona. Sa bardzo rozpowszechnione, przyczyniaja sie do psucia owoców, wad niektórych serów, wystepuja jako zanieczyszczenie żywnosci, są przyczyna psucia sie miesa przechowywanego w chłodni, sa zdolne do wytwarzania mikotoksyn. 

19. Pleśnie typu ascomycota.

 Podkrólestwo: Dikarya

Typ: Ascomycota (workowce)

Rodzaj: Aspergillus

      Penicillium 

Maja wielokomórkowa grzybnie. W rozmnażaniu generatywnym tworza charakterystyczne dla siebie zarodnie, zwane workami (ascus), w której zarodniki workowe (askospory) powstaja wskutek rozmnażania płciowego, zwykle w liczbie 4 do 8. W rozmnażaniu bezpłciowym workowce wytwarzaja zarodniki zewnetrzne - konidia, oddzielajace sie od strzepki owocujacej, wyrastaja na specjalnych aparatach konidialnych. Strzepki tych grzybów sa silnie rozgałezione i podzielone licznymi przegrodami wewnetrznymi

(septami) z otworem, przez który swobodnie przepływa protoplazma. Na podłożach stałych plesnie te rozwijaja sie koncentrycznie, tworzac na ogół regularne kolonie (okragłe lub owalne) z barwna grzybnia i białym brzegiem. Do najważniejszych rodzajów należa kropidlaki (Aspergillus) i pedzlaki (Penicillium). 

Rodzaj Aspergillus - charakteryzuje sie główkowatym zakonczeniem konidioforu, tworzacym sie na strzepkach powietrznych. Jak dotad tylko u niektórych gatunków wykryto stadium płciowe, które tworza zarodniki workowe. Szeroko rozpowszechnione w przyrodzie, najliczniej wystepuja w glebie, rozwijaja sie na resztkach roslinnych i zwierzecych, znanych jest ponad 150 gatunków, wsród których sa odmiany odpowiedzialne za psucie sie żywnosci, skór, drewna i papieru, liczne gatunki sa patogenne dla ludzi i zwierzat. A. niger wytwarza kwas cytrynowy - wykorzystywany w przemysle. A. flavus wytwarza aflatoksyne, która może powodowac nowotwory watroby, zanieczyszcza produkty żywnosciowe, jak np. orzeszki ziemne.

Rodzaj Penicillium - pedzelkowate konidiofory, powstajace przez rozgałezienie strzepka konidionosnego, konidia sa z łatwoscia przenoszone przez wiatr, dzieki czemu są wszechobecne w srodowisku, jako typowe saprofity, aktywnie uczestnicza w rozkładzie materii organicznej, sa przyczyna psucia sie surowców roslinnych podczas ich magazynowania oraz produktów spożywczych. Liczne szczepy wytwarzaja mikotoksyny: głównie aflatoksyny, ochratoksyne A i patuline (P. expansum). Penicillium italicum i Penicillium digitatum sa najczestszymi plesniami atakujacymi owoce cytrusowe, a Penicillium expansum zaraża jabłka. Gatunki z rodzaju Penicillium wytwarzaja również liczne antybiotyki, np. penicylina jest wytwarzana przez Penicillium chrysogenum. 

20. Pleśnie typu deuteromycota

 

Rodzaj Fusarium - tworzy obfita grzybnie o jasnych barwach od spodu zabarwiona pomaranczowo, czerwono lub fioletowo. Znane sa dwa rodzaje konidiów - makrokonidia, wielokomorowe o rogalikowatym kształcie oraz jednokomórkowe, owalne lub elipsoidalne mikrokonidia. Sa powszechnie wystepujacymi saprofitami bytujacymi w glebie i na szczatkach roslinnych, liczne sa pasożytami roslin. Wytwarzaja enzymy hydrolizujące pektyny. Wiele gatunków wytwarza bardzo silne toksyny, które moga wywoływac smiertelne

zatrucia u ludzi. Niektóre gatunki z tego rodzaju sa anamorfami grzybów Giberella. 

Rodzaj Botrytis - charakteryzuje sie wełnista grzybnia jasnoszara lub oliwkowobrunatna z szara warstwa konidiów. Konidiofory sa proste, septowane, rozgałezione na koncu, koncza sie pecherzykami z blastokonidiami na ich powierzchni. Powszechnie wystepuja w przyrodzie, spełniajac ważna role w procesie biodegradacji celulozy i pektyn w warunkach naturalnych, sa saprofitami, ale w pewnych warunkach wystepuja jako organizmy patogenne, na owocach identyfikowana jest jako tzw. szara plesn. 

Rodzaj Alternaria - tworzy grzybnie aksamitna, wełnowata, ciemnoszara i oliwkowa, zwydzielanym do podłoża czarnym pigmentem. Konidiofory septowane, konidia duże, wielokomorowe (septy poprzeczne i podłużne), w kształcie pałki, o szerszej podstawie, brunatne, ostatnia komórka wypaczkowuje nowe konidium, co w rezultacie daje ich łancuchy. Grzyby te wystepuja pospolicie jako saprofity i pasożyty roslin, sa przyczyna psucia owoców powodujac miekniecie tkanki i wyciek soku, sa zdolne do wytwarzania

mykotoksyn. Powszechne w powietrzu. Dla niektórych gatunków znane sa stadia teleomorficzne. 

Rodzaj Cladosporium - tworzy grzybnie poczatkowo biała, pózniej przybierajaca czarne lub oliwkowe zabarwienie. Konidiofory nie sa rozszerzone na koncach. Konidia SA jednokomórkowe lub wielokomórkowe (przegroda tylko poprzeczna), cylindryczne, lub o kształcie cytryny, zakonczone tepo, o zabarwieniu oliwkowym, ułożone w łancuszki, często rozgałezione. Sa saprofitami materiału roslinnego, _ywnosci, tekstyliów i materiałów gumowych, niektóre gatunki produkuja toksyczne metabolity. Czeste w powietrzu (alergie u ludzi). Dla niektórych gatunków znane sa stadia teleomorficzne. 

Rodzaj Geotrichum - tworzy grzybnie niska, gładka o zabarwieniu białym. Cylindryczne lub elipsoidalne artrokonidia (oidia) powstaja w łancuchach na szczytach strzepek w wyniku rozpadu. Jest uciażliwym mikroorganizmem w przemysle mleczarskim i przy produkcji kiszonek, powoduje rozkład kwasu mlekowego (odkwaszanie). Dla niektórych gatunków znane sa stadia teleomorficzne. 

Rodzaj Trichoderma - tworzy kolonie przejrzyste, szybko rozprzestrzeniajace sie, płaskie i nieregularne. Konidiofory sa rozmieszczone nierównomiernie na powierzchni kolonii, ale w okreslonych jej strefach, sa silnie rozgałezione, z osia centralna - tworza kształt drzewka. Fialidy sa kształtu butelkowatego, na ich koncach umieszczone sa w grupach konidia, zwykle zielone, czasami szkliste. Mikroorganizmy te charakteryzuja sie silnymi właściwościami celulolitycznymi, czesto wystepuja na roslinach, moga wywoływac zgnilizne artykułów żywnosciowych w magazynach. W rolnictwie wykorzystywane jako naturalny srodek biologiczny do ochrony nasion - działa antagonistycznie w stosunku do innych grzybów

glebowych. Dla niektórych gatunków znane sa stadia teleomorficzne, np. Trichoderma viride stanowi stadium konidialne workowca Hypocrea rufum

21. Choroby powodowane przez Listerie monocytogenes i Clostridium

 Listeria monocytogenes

Ta bakteria jest trudna do wykrycia i eliminacji z otoczenia człowieka, gdyż stale bytuje w jelitach wielu ludzi i zwierząt i na ogół nie przysparza kłopotów. Zaczyna zagrażać zdrowiu, gdy znajdzie pożywkę i zaczyna się intensywnie namnażać w pokarmach. Dawka toksyczna to około 1000 komórek bakterii w naszym przewodzie pokarmowym. Listeria monocytogenes może być postrachem osób dbających o higienę kuchni, gdyż rozwija się również w temperaturze panującej w lodówce. Jak też dlatego, że upodobała sobie mleko, sery, lody, surowe warzywa, kiełbasę, drób, mięso, ryby - a więc większość wrażliwych na temperaturę pokarmów, które przechowujemy w lodówce. Objawy zakażania pokarmowego bakterią imitują objawy grypy: wysoka gorączka, bóle stawów i mięśni, kaszel, itp. Objawy pojawiają się od 4 godzin do kilku dni po spożyciu zakażonego pokarmu. Powikłaniem zakażenia bakterią Listeria monocytogenes może być uszkodzenie płodu u kobiet ciężarnych. Bakteria zagraża także swymi objawami zdrowiu niemowląt, osób starszych i chorych.. Na szczęście zakażenia tym drobnoustrojem są rzadkie.

Charakterystyka choroby - Listerioza

To choroba odzwierzęca, gdzie do zakażenia dochodzi najczęściej w następstwie bezpośredniego kontaktu z chorymi zwierzętami oraz spożywania zakażonych pokarmów, a także przy wdychaniu zakażonego kurzu. Stanowi poważne zagadnienie w patologii ciąży i porodu. Noworodki zakażają się od matki przez łożysko lub w czasie porodu. Choroba przebiega najczęściej w postaci posocznicy. Podstawowe objawy to zaburzenia ze strony układu nerwowego oraz poronienia, zakażenia i zatrucia pokarmowe (epidemie), są wrażliwe na ampicylinę i aminoglikozydy. Jednak antybiotyki często sobie nie radzą z bakteriami, zatem warto równolegle wspomóc leczenie w naturalne składniki oczyszczające z toksyn oraz wybijające bakterie m.in.: 

Bakterie Clostridium

Rodzaj obejmujący bardzo wiele gram-ujemnych gatunków bakterii o kształcie laseczek. Niektóre gatunki z rodzaju Clostridium powodują ciężkie schorzenia np.:

Clostridium tetani (laseczka tężca) - jest to bakteria oporna na działanie środków odkażających, wydziela bardzo silną ektotoksynę - tetraspazminę, która powoduje groźną chorobę zwaną tężcem. Jest to choroba zakaźna charakteryzująca ogólnie wzmożoną pobudliwością i skurczami mięśniowymi wyzwalanymi działaniem neurotoksyny,

Clostridium botulinium (laseczka jadu kiełbasianego) - jest to bakteria oporna na działanie czynników fizycznych. Wytwarza jedną z najsilniej działających toksyn bakteryjnych, zwana toksyną botulinową lub toksyna jadu kiełbasianego. Jest ona około 400 razy silniejsza od toksyny tężcowej. Zatrucie jadem kiełbasianym polega na zachowaniu pełnej świadomości. Ma bardzo ostry i bezgorączkowy przebieg. Charakterystyczne dla tego zatrucia są zaburzenia wzrokowe - zamglone widzenie, podwójne widzenie, brak reakcji źrenic na światło, chrypka, bezgłos, suchość w jamie ustnej, zaparcia. 

Clostridium histolyticum, Clostridium novyi, Clostridium perfringens, Clostridium septicum, Clostridium sordelli, Clostridium sporogenes są to drobnoustroje zgorzeli gazowej powodujące ciężkie zakażenia przyranne.

Rezerwuarem zakażenia są gleby, a w szczególności te nawożone, wody, pośrednio także przewody pokarmowe zwierząt trawożernych. Możliwość zakażenia stanowią rany i zadrapania zanieczyszczone ziemią lub kurzem, w których mogą znajdować się zarodniki bakterii. 

22. Jak odróżnić Staphylococcus od Bacillus

Gronkowce od laseczek można odróżnic testem na obecność enzymu katalazy, który rozkłada H₂O₂ do H₂O i O₂. Pozytywny wynik obserwujemy, gdy pojawia się pęcherzyki gazu O₂. Bacillus daje wynik pozytywnyBacillus SA to tlenowe laseczki, mają zdolność wytwarzania enzymu katalazy. Należą do rodziny bakterii cylindrycznych, natomiast Staphylococcus do rodziny micrococcus. 

Rozmnażanie bakterii.Rozmnażanie następuje poprzez podział komórek (rozszczepienie) w wyniku czego z jednej komórki pierwotnej powstaja dwie. Namnażanie się przebiega z postępem geometrycznym. Podział substancji jądrowej następuje poprzez podwojenie się chromosomu dlatego tez każda komórka otrzymuje własną substancję jądrową. Podział właściwy komórki bakteryjnej następuje poprzez utworzenie się przegrody rozpościerającej się od zewnątrz do wnętrza komórki która w dalszych etapach stanowi ścianę komórkową. Powstałe komórki mogą się oddzielić lub być luźnie związane po dalszych podziałach tworząc łańcuchy komórek.

---