Влияние осмотического давления на жизнедеятельность микроорганизмов и роль этого фактора в практике хранения продуктов питания
Каждый м/о живет на субстрате со строго определенным осмотическим давлением, что обусловливает нормальный ход поступления питательных веществ в клетку, когда клетка будет находиться в состоянии тургора. Изменение осмотического давления в субстрате может приводить либо к явлению плазмолиза в микробной клетке и ее переходу в состояние анабиоза, либо явлению плазмоптиза (снижая осмотическое давление), которое сопровождается гибелью клетки. По отношению к осмотическому давлению м/о делят на 2 группы:
1 – осмотолерантные (могут выдерживать небольшие изменения осмотического давления)
2 – осмофильные (способны жить на субстрате с повышенным осмотическим давлением).
Разновидностью осмофильных м/о являются галофильные (приспособившиеся жить на субстрате с повышенной концентрацией поваренной соли).
На практике для сохранения продуктов питания от микробной порчи реально увеличивать осмотическое давление субстрата. Это достигается путем добавления в продукт сахара (засахаривание, варка варенья или соли (соление мяса, рыбы).
Однако при этом м/о не погибают, а переходят лишь в состояние анабиоза, поэтому такие продукты будут нестойки в хранении. Для предупреждения микробной порчи их следует хранить при пониженной влажности и температуре.
Чаще всего засахаренные продукты портятся за счет осмофильных плесеней, соленья – галофильных бактерий, они развиваются в окороках, соленой рыбе, образуя ярко красные пятна. Такой парок называется фуксином, его возбудителем является Serratia marcescens.
Влияние рН среды на жизнедеятельность микроорганизмов и роль этого фактора в практике хранения продуктов питания.
Каждый микроорганизм живет со строго определенным значением рН и очень чувствителен к его изменению хотя бы на 0,1. Это приводит либо к замедлению роста, либо к гибели. От рН зависит активность фермента, заряд клеточных оболочек, растворимость катионов и анионов. По отношению к рН микроорганизмы делятся на три группы: 1) Ацидофилы или кислотолюбивые микроорганизмы. Они живут в кислой зоне рН = 3,5-5,6-6. Сюда относятся: все плесневые грибы, все дрожжи, молочно-кислые бактерии, уксусно-кислые бактерии. 2) Нейтрафилы. Живут в нейтральной зоне рН = 7,0-7,5. Сюда относятся: большинство бактерий, главные – гнилостные бактерии, которые вызывают порчу пищевых продуктов. 3) Алкалофилы. Живут в сильно щелочной зоне рН.
Таким образом, регулируя рН, можно изменять жизнедеятельность микроорганизмов. Микроорганизмы хуже воспринимают подкисленные среды, подщелачиваемые.
Зная это, существует два способа сохранения пищевых продуктов от микробной порчи:
- маринование.
- квашение.
При мариновании продукт заливают маринадом, в состав которого входят небольшие концентрации органических кислот. В кислой среде гнилостныебактериипогибают, адля уничтожения ацидофильных бактерий маринады подвергают термической обработке.
При квашении подкисление среды достигается не внесением кислоты извне, а за счет молочной кислоты, которая на поверхности квашеных овощей. В кислой среде гнилостные бактерии погибают, а для уничтожения ацидофильных микроорганизмов квашеные продукты хранят под гнетом, в вакууме или нахолоду.
Одним из важнейших факторов, определяющих рост и развитие термофильных микроорганизмов, является скорость поступления кислорода и его концентрация в культуральной среде. Степень ограничения роста аэробных организмов при недостатке кислорода зависит от температуры выращивания. Растворимость кислорода в воде увеличивается с понижением температуры, поэтому рост микроорганизмов при более низких температурах не ограничивается содержанием кислорода в такой степени, как в случае инкубации при высоких температурах. Этим и объясняется тот факт, что общий урожай организмов, выращенных при низких температурах, часто оказывается выше, чем урожай микроорганизмов, выращенных при более высоких температурах, хотя скорость роста в последнем случае может быть больше.
Процессы метаболизма в клетках термофилов протекают с гораздо большей скоростью, чем в клетках мезОфилов. Поэтому концентрация растворенного в среде кислорода может явиться фактором, лимитирующим рост термофильных микроорганизмов. Однако при культивировании термофильных микроорганизмов на богатых естественных средах в условиях интенсивной аэрации организмы могут и не испытывать недостатка в растворенном кислороде. Но при выращивании термофилов на синтетических средах количество растворенного кислорода начинает выступать в роли решающего фактора.