Содержание
1. Классификация повреждений волокон. Количественный метод оценки биодеструкции волокнистых материалов. Способы защиты текстильных материалов от повреждения микроорганизмами. 3
2. Микробиология молочных товаров. 9
3. Методы лабораторных испытаний масел и смазок на стойкость к воздействию плесневых грибов. 19
Список литературы.. 22
Классификация повреждений волокон. Количественный метод оценки биодеструкции волокнистых материалов. Способы защиты текстильных материалов от повреждения микроорганизмами
Текстильные материалы и волокна могут подвергаться повреждениям микроорганизмами, насекомыми, грызунами и другими агентами биоповреждений. Стойкость волокон и тканей к биоповреждениям зависит прежде всего от химической природы волокон, из которых они изготовлены. Чаще всего приходится сталкиваться с микробиологическими повреждениями текстильных материалов на основе натуральных волокон - хлопчатобумажных, льняных и других, утилизируемых сапрофитной микрофлорой. Химические волокна и ткани, особенно синтетические, более биостойки, но и к ним адаптируются микроорганизмы-биодеструкторы.
Разрушение текстильных материалов микроорганизмами зависит от степени их износа, вида и происхождения, органического состава, температурных и влажностных условий, степени аэрации и т.п.
Воздействие микроорганизмов на текстильные материалы, приводящее к их разрушению, осуществляется по крайней мере двумя основными путями (прямым и косвенным):
- текстильные материалы используются грибами и бактериями в качестве источников питания (ассимиляция);
- текстильные материалы повреждаются метаболитами микроорганизмов (деструкция).[1]
|
Текстильные материалы поражаются бактериями и микроскопическими грибами. Бактериальное разрушение текстильных материалов происходит более активно, чем разрушение под воздействием грибов. Повреждающими родами бактерий являются: Cytophaga, Micrococcus, Bacterium, Bacillus, Cellulobacillus, Pseudomonas, Sarcina. Среди грибов, повреждающих текстильные материалы, в атмосфере и в почве встречаются грибы родов: Aspergillus, Penicillium, Alternaria, Cladosporium, Fusarium, Trichoderma и др.
Биоповреждения текстильных материалов, вызванные микроорганизмами и продуктами их жизнедеятельности, выражаются в окрашивании (появление пятен на текстильных материалах или их покрытиях), изъянах, нарушении связей в волокнистых материалах, проникновении микроорганизмов в полость природного волокна, ухудшении механических свойств (например, снижение прочности на разрыв), потере массы, изменении химических свойств (разложение целлюлозы микроорганизмами), выделении летучих веществ и изменении других свойств.
Характерный признак поражения текстильных материалов микроорганизмами - появление желто-оранжевых, красно-фиолетовых, зелено-коричневых пятен в зависимости от цвета пигмента, вырабатываемого микроорганизмами, и цвета ткани. При взаимодействии пигмента микроорганизмов с красителем ткани возникают пятна разных тонов и оттенков, которые не удаляются при стирке или воздействии перекисью водорода. Иногда от них можно избавиться обработкой горячим раствором гидросульфита натрия. Появление пятен на текстильных материалах, как правило, сопровождается появлением сильного затхлого запаха.
|
Условиями, способствующими процессу биоповреждения волокнистых материалов, является повышенная температура и влажность. При составлении требований по биостойкости текстильных материалов следует прежде всего исходить из особенностей биостойкости каждого вида применяемых волокон. Из всех видов волокнистых материалов наиболее биостойкими можно считать волокна минерального происхождения.
Количественный метод оценки биодеструкции волокнистых материалов рассмотрим на примере хлопковых волокон. Согласно ГОСТ Р 53030-2008 «Волокно хлопковое. Методы определения клейкости и бактериально-грибкового заражения» выделяются следующие количественные методы оценки биодеструкции:
1. Химический метод. Химические методы разделяют на два вида по способу определения:
- по наличию сахаров, образованных на волокне флоэмой растения и/или медовой росой при обработке пробы хлопкового волокна раствором Бенедикта. Интенсивность окраски раствора оценивают визуально:
- по наличию белка в растворе, полученном при обработке пробы хлопкового волокна биохимическим методом (биуретова реакция). Интенсивность окраски раствора оценивают на фотоэлектроколориметре по его оптической плотности.
2. визуальный метод. Проводят по оценке состояния поверхности волокна (по результатам просмотра при увеличении 300х).
3. термомеханический метод - определение клейкости хлопкового волокна по числу точек, приклеенных к алюминиевой фольге термодетектора.
4. визуальная оценка по внешнему виду. Определяют в кодах по степени заражения ВЗМГ классерским методом.[2]
|
Способы защиты текстильных материалов от повреждения микроорганизмами.
Придание текстильным материалам антимикробных свойств преследует две основные цели: защиту от действия микроорганизмов и защиту от действия патогенной микрофлоры объектов, соприкасающихся с текстильными материалами.
В первом случае речь идет о придании волокнистым материалам биостойкости, а следовательно, о пассивной защите; во втором случае - о создании условий для превентивной атаки со стороны текстильного материала на болезнетворные бактерии и грибы для предохранения от их действия защищаемого объекта.
Основным методом повышения биостойкости текстильных материалов является применение антимикробных препаратов (биоцидов). Требования к "идеальному" биоциду следующие:
· эффективность воздействия против наиболее распространенных микроорганизмов при минимальной концентрации и максимальном сроке действия;
· нетоксичность применяемых концентраций для людей;
· отсутствие цвета и запаха;
· низкая стоимость и удобство употребления;
· отсутствие ухудшения физико-механических, гигиенических и других свойств изделия;
· сочетаемость с другими отделочными препаратами и текстильно-вспомогательными веществами;
· светостойкость, атмосферостойкость.
Практически каждый класс химических соединений был использован в то или иное время для придания антибактериальной или противогрибковой активности текстильным изделиям.
Применяемые в отечественной и зарубежной промышленности способы придания текстильным материалам биостойкости можно сгруппировать следующим образом:
· пропитка биоцидами, химическая и физическая модификация волокон и нитей, формируемых затем в текстильный материал;
· пропитка текстильного полотна растворами или эмульсиями антимикробного препарата, его химическая модификация;
· введение антимикробных препаратов в связующее вещество (при производстве нетканых материалов химическим способом);
· придание антимикробных свойств текстильным материалам в процессе их крашения и заключительной отделки;
· применение дезинфицирующих веществ при химической чистке или стирке текстильных изделий.
Пропитка волокон и самих текстильных полотен, однако, не обеспечивает прочного закрепления реагентов, вследствие этого антимикробное действие таких материалов непродолжительно. Наиболее эффективными способами придания текстильным материалам биоцидных свойств являются те, которые обеспечивают образование химической связи, т.е. способы химической модификации. К методам химической модификации волокнистых материалов относятся обработки, приводящие к возникновению соединений включения, как, например, введение биологически активных препаратов в прядильные расплавы или растворы.
На стадии полимеризации при получении капрона добавляют антибактериальный препарат Permachem, представляющий собой оловоорганическое соединение (окись или гидроокись трибутилолова), что обеспечивает сохранение антибактериального эффекта после многократных стирок. Разработаны способы придания антимикробных свойств текстильным материалам за счет введения нитрофурановых препаратов в прядильные расплавы с последующим закреплением их при формовании в тонкой структуре волокон по типу соединений включения.
В патентной литературе имеются данные о придании антимикробных свойств синтетическим волокнам в процессе замасливания. Перед вытягиванием волокна обрабатывают соединениями на основе производных оксихинолина, ароматическими аминами или нитрофурановыми производными. Такие волокна обладают длительным антимикробным действием.
Физическая модификация волокон или нитей - это направленное изменение их состава (без новых химических образований и превращений), структуры (надмолекулярной и текстильной), свойств, технологии производства и переработки. Совершенствование структуры и повышение степени кристалличности волокна приводит к повышению биостойкости. Однако физическая модификация, в отличие от химической, антимикробных свойств волокнам не придает, но может повышать биостойкость.
На биостойкость волокнистых материалов может оказать большое влияние выбор красителя. Известны красители, обладающие антимикробной активностью на волокне - производные салициловой кислоты, способные фиксировать медь, трифенилметановые, акридиновые, тиазоновые и т.д. Хромсодержащие красители, например, обладают антибактериальным действием, но устойчивости к действию плесневых грибов они волокнам не придают.
Известно, что синтетические волокна, окрашенные дисперсными красителями, разрушаются микроорганизмами более интенсивно. Предполагается, что эти красители делают поверхность волокон более доступной для бактерий и грибов.
Обработка текстильных материалов силиконами также сообщает этим полотнам антимикробный эффект. Некоторые авторы утверждают, что аппретирование текстильных материалов гидрофобизирующими препаратами сообщает им достаточно высокую антимикробную активность. Гидрофобизирование материалов может ослаблять вредное воздействие микроорганизмов, так как уменьшается количество адсорбированной влаги.
Применение дезинфицирующих веществ, например, при стирке изделий, возможно непосредственно самим потребителем. Известен метод применения санирующих веществ для ковровых изделий - опрыскивание или распыление дезинфицирующего вещества на поверхности напольных покрытий в процессе эксплуатации. Приемлемые уровни обеззараживания могут быть достигнуты при стирке текстильных изделий такими стиральными средствами, которые могут создавать остаточную фунги- и бактериостатическую активность.
Микробиология молочных товаров
Молоко — секрет молочных желез млекопитающих. Оно образуется из составных частей крови эпителиальными клетками альвеол. В состав молока входят жирные кислоты, аминокислоты, минеральные вещества, витамины, молочный сахар и большое количество ферментов. Альвеолы через выводные протоки, молочную цистерну и сосковый канал сообщаются с внешней средой, откуда могут проникать микроорганизмы, поэтому молоко служит хорошей питательной средой для некоторых микроорганизмов. Микробов больше всего бывает в сосковом канале, молочной цистерне и меньше — в выводных протоках и альвеолах. Часть микробов под влиянием бактерицидных веществ, содержащихся в молоке, погибает; сохраняются лишь более стойкие микрококки и стрептококки, которые по своим свойствам близки к молочнокислым стрептококкам. Микробы, скапливаясь у соскового канала, образуют пробку, в которой наряду с сапрофитами могут находиться возбудители инфекционных болезней. Обычно их больше в первых порциях молока и меньше в последних. Поэтому первые порции молока необходимо сливать в отдельную посуду, чтобы исключить загрязнение всего молока и окружающей среды. Обсеменение молока микроорганизмами зависит от чистоты и состояния вымени, кожного покрова животного, рук человека, посуды и другого инвентаря.[3]
Большое количество микробов находится в молоке коров, больных маститом, в котором обнаруживаются стафилококки, стрептококки, кишечная палочка и другие микробы. Их численность во многом обусловливается состоянием внешней среды.
На поверхности кожного покрова животного также находится большое количество микробов. Чем грязнее кожа, тем больше микробов попадает в молоко. Микробы на поверхность кожи попадают из корма, подстилки, навоза, воздуха.
Источником загрязнения молока могут быть корма при раздаче, когда образуется много пыли. В 1 мл молока коровы с грязной кожей может быть от 170 тыс. до 2 млн клеток микробов, у коровы с чистой кожей — 20 тыс. клеток, при систематической чистке животного число микробов снижается до 3 тыс.
Микроорганизмы в молоко попадают и с рук человека при несоблюдении им правил личной гигиены. Руки доярки (дояра) должны быть чистыми, с коротко остриженными ногтями.
Микробы в молоко могут попадать и из воздуха от животных, больных туберкулезом, сальмонеллезом и др.
Огромна роль мух в обсеменении молока. На поверхности тела мух содержится огромное число клеток микроорганизмов, среди которых могут быть и патогенные.
Источником загрязнения молока может быть и доильная посуда, и аппаратура. Поэтому все это необходимо содержать в чистоте.
Фазы изменения микрофлоры молока при хранении. Состав и численность микроорганизмов в молоке изменяются в процессе хранения. Выделяют несколько фаз.
Антимикробная (статическая) фаза характерна для свежевыдоенного молока, в котором все попавшие в него микроорганизмы не развиваются. Ранее эту фазу называли бактерицидной, что не соответствует действительности. Антимикробные вещества молока обладают лишь статическим действием: они задерживают развитие микробов и не разрушают их клеток.
Антимикробные свойства молока связаны с у- и р-глобулина- ми и обусловливаются содержанием в нем лизоцимов, лактени- нов, бактериолизинов, антитоксинов, агглютининов и других веществ, которые поступают из крови или синтезируются молочной железой.
Активность антимикробных веществ обусловлена чистотой продукта и температурой его хранения: при повышении температуры активность снижается, а при 55 °С наступает инактивация.
Статическая фаза молока имеет большое практическое значение, так как молоко можно считать свежим и полноценным только в течение этой фазы. Продолжительность этой фазы зависит от количественного и качественного состава первичной микрофлоры молока, температуры его хранения. Особенно большое значение имеет температура хранения молока. Увеличение числа клеток микроорганизмов на несколько тысяч в 1 мл при одной и той же температуре хранения сокращает продолжительность фазы примерно в два раза. Существует всего два способа увеличения статической фазы: во-первых, получение бактериально чистого молока, а во-вторых, немедленное охлаждение молока. Молоко охлаждают сразу же после доения и до отправки его на молочный завод хранят при температуре 5...6°С. Для охлаждения молока применяют специальные охладители или бассейны с льдосолевой смесью, в которую погружают фляги с молоком. Охлажденное молоко должно быть доставлено на молочный завод в состоянии статической фазы.
Фаза смешенной микрофлоры продолжается 12... 18 ч. При хранении антимикробные вещества молока постепенно разрушаются, причем тем быстрее, чем выше температура хранения. С окончанием антимикробной фазы в молоке начинают развиваться все микроорганизмы, попавшие в него. Начинается фаза смешенной микрофлоры — период наиболее активного размножения микроорганизмов в молоке. За 12...48 ч число клеток микроорганизмов в 1 мл молока может увеличиться от нескольких тысяч до сотен миллионов.
Качественный состав микрофлоры молока в этой фазе определяется ее исходным составом, скоростью развития отдельных видов микроорганизмов и температурой хранения молока.
В зависимости от температуры хранения молока различают три типа микрофлоры в данной фазе: криофлора, или флора низких температур (0...8°С); мезофлора, или флора средних температур (10... 35 °С); термофлора, или флора высоких температур (40... 45 °С).
Криофлора молока состоит из психротрофных микроорганизмов, которые могут медленно развиваться в молоке при температуре его хранения 8 °С (пептонизирующие и гнилостные). Молочнокислые бактерии и кишечная палочка практически не развиваются. Фаза может продолжаться до нескольких суток без видимого изменения молока. Однако при длительном хранении при этой температуре число клеток психротрофных бактерий может достигать десятков и сотен миллионов в 1 мл молока, при этом ведущее место занимают микрококки, флюоресцирующие бактерии и спорообразующие гнилостные бактерии. Возникают пороки молока.
Если в начале фазы смешенной микрофлоры молоко пропа- стеризовать, то психротрофная микрофлора будет уничтожена и качество молока сохранится.
Мезофлора состоит из мезофильных микроорганизмов, развитие которых происходит в молоке, хранящемся при температуре 10... 35 °С. При этой температуре микроорганизмы размножаются в геометрической прогрессии, преобладают молочнокислые бактерии. Однако интенсивно развиваются также бактерии группы кишечной палочки, флюоресцирующие, гнилостные, микрококки, стафилококки, которые разлагают белки и жир молока, выделяют продукты жизнедеятельности и ухудшают качество молока.
Термофлора состоит из термофильных бактерий, размножающихся в молоке при температуре его хранения свыше 40 °С.
Фаза молочнокислых бактерий наблюдается только при температуре хранения молока выше 10 "С. За начало фазы условно принимают момент заметного нарастания кислотности и преобладания молочнокислых бактерий: более 50 % общего числа клеток бактерий. Полное проявление этой фазы представляет собой абсолютное преобладание молочнокислых бактерий, увеличение кислотности до 60 Т и более и сквашивание молока. Все остальные группы бактерий прекращают свое развитие и постепенно отмирают.
В результате молочнокислого процесса наступает самоочищение молока, количество молочнокислых бактерий приближается к 100 %. Речь идет уже о кисло-молочном продукте, а не о свежем молоке. В результате сквашивания молоко как бы самоконсерви- руется на основе антибиоза, консервирующим началом является молочная кислота.
Фаза плесневых грибов и дрожжей является заключительной. В этой фазе за счет продуктов своей жизнедеятельности молочнокислые бактерии не выдерживают низкого рН и к концу фазы погибают. С накоплением кислоты рН среды вновь понижается и создаются условия для развития плесневых грибов и дрожжей. Развиваются мицелиальные и безмицелиалъные грибы: молочная плесень, пе- нициллы, пленчатые дрожжи и др. Грибы используют молочную кислоту, разлагают белки с образованием щелочных продуктов, в результате чего повышается рН и начинают развиваться аммони- фикаторы и маслянокислые бактерии. Исчезает сгусток молока, оно приобретает жидкую консистенцию, накапливаются газы, продукт становится непригодным к употреблению.
На молочных заводах в целях сохранения молока как продукта непосредственного потребления или в качестве сырья для производства молочных продуктов его подвергают специальной обработке и переработке.
Для сохранения молоко подвергают стерилизации или пастеризации. При этом не только гибнет микрофлора молока, но и разрушаются витамины, нарушается агрегатное состояние белков и жиров и тем самым снижается питательная ценность продукта. Эффективность пастеризации зависит от заданного температурного режима и степени микробного загрязнения молока. При очень высокой обсемененности бактериями часть микробов переживает пастеризацию, в результате чего порча молока происходит быстрее. Наибольшуюопасность представляют сохранившиеся в пастеризованном молоке патогенные энтеробактерии и энтеротоксигенные стафилококки.
Различают специфическую и неспецифическую микрофлору молока молочных продуктов. К специфической микрофлоре молока и молочных продуктов относят микробов-возбудителей молочнокислого, спиртового и пропионовокислого брожения. Микробиологические процессы за счет жизнедеятельности этих микроорганизмов лежат в основе приготовления кисломолочных продуктов (творога, кефира, простокваши, ацидофилина и др.).
Бактерии молочнокислого брожения считаются нормальной микрофлорой молока и молочных продуктов. Главную роль при скисании молока и молочных продуктов играют молочнокислые стрептококки S. lactis, S. cremaris и другие. Менее активные расы молочнокислых стрептококков (S. citrovorus, S. lactissubsp. diacetylactis)продуцируют летучие кислоты и ароматические вещества и поэтому широко используются при получении сыров. В группу молочнокислых бактерий также входят молочнокислые палочки: Lactobacteriumbulgaricum, Lactobacteriumcasei, Lactobacteriumacidophilus и т. д. Основными возбудителями спиртового брожения в молоке и молочных продуктах являются дрожжи {Saccharomyceslactis и др.).
Неспецифическую микрофлору молока составляют гнилостные бактерии (Proteus), аэробные и анаэробные бациллы (В. subtilis. В. megatherium, С. putrificum)и многие другие. Эти микроорганизмы разлагают белок молока, участвуют в молочнокислом брожении и придают молоку неприятный вкус и запах. Поражение молочнокислых продуктов плесенью Mucor, Geotrichum, Aspergittus и др. придает им вкус прогорклого масла. Бактерии кишечной группы вызывают изменение вкуса и запах молока. Другие виды грамотрицательных бактерий (В. fluorescens, В. liquifaciens, P. putrifaciens и т. д.) обладают различной степенью протеолитической активности и придают молоку и молочнокислым продуктам прогорклый или горький вкус и гнилостный запах.
Кисло-молочные продукты существенно различается между собой, так как при их производстве используют чистые культуры разных молочнокислых бактерий, продукты жизнедеятельности которых обусловливают качество продуктов и предохраняют их от развития сапрофитных и патогенных микроорганизмов.
Источники первичной микрофлоры кисло-молочных продуктов. Различают три источника первичной микрофлоры кисло-молочных продуктов: микрофлора молока или сливок; микрофлора закваски; микроорганизмы, попадающие с оборудования в пастеризованное молоко и в продукты в процессе их производства.
Микрофлору молока, используемого для кисло-молочных продуктов, определяют микроорганизмы, оставшиеся в нем после пастеризации. Применяют достаточно эффективные режимы пастеризации молока. Например, для получения обыкновенной простокваши молоко пастеризуют при температуре 85...90°С в течение 5... 10 мин, а для получения творога — при температуре 78...80°С в течение 20...30 с. При этом уничтожаются почти вес микроорганизмы в виде вегетативных клеток, в том числе патогенные и токсигенные бактерии. В пастеризованном молоке остаются в жизнеспособном состоянии споры бацилл и клостридий, термофильные молочнокислые палочки и стрептококки, термоустойчивые бактерии. Общее число этих микроорганизмов в 1 мл не превышает нескольких сотен или тысяч.
Основным источником первичной микрофлоры кисло-молочных продуктов является микрофлора закваски. Основные микроорганизмы заквасок приведены ниже.
Число клеток микроорганизмов закваски составляет от 50 до 500 млн в 1 мл молока.
Микроорганизмы с оборудования попадают в молоко после пастеризации и в процессе производства кисло-молочных продуктов (50...500 тыс. в 1 мл) в зависимости от санитарно-гигиенических условий на производстве. Среди них обнаруживаются энтерококки, микрококки, стафилококки, кишечные палочки, гнилостные и молочнокислые бактерии. Общее число посторонних микроорганизмов пастеризованного молока и микробов, попадающих с оборудования, примерно в 1000 раз меньше числа микроорганизмов, вносимых с закваской. Однако они могут ухудшить качество продукта, а в случае попадания патогенных микробов представляют опасность для здоровья человека.
Например, к ефир — это кисло-мол очный продукт смешанного брожения, для приготовления которого используют кефирные грибки, состоящие из пяти групп микроорганизмов: мезофильных гомофер- ментативных молочнокислых стрептококков Str. lactis; лактобацилл Lactobact. casei; мезофильных гетероферментативных стрептококков; дрожжей рода Torula', уксуснокислых бактерий. Такой симбиоз является результатом длительного культивирования кефирного грибка в одной среде. Внешне кефирные грибки представляют собой белые, слегка кремовые образования неправильной формы.
Для получения кефира пастеризованное молоко сквашивают кефирными грибками при температуре 20 "С, а затем при 10 "С. Так как в состав кефирных зерен входят микроорганизмы с разной оптимальной температурой развития, то, регулируя ее, можно изменить течение вызываемых ими процессов. Культивирование кефирных грибков при температуре ниже 15 °С способствует развитию дрожжей и увеличению содержания этилового спирта; более высокая температура способствует развитию молочнокислых микроорганизмов и повышению содержания в продукте молочной кислоты.
Кефир имеет два основных порока: обсеменение кишечной палочкой и образование глазков.
Обсеменение кефира кишечной палочкой возможно при нарушении санитарно-гигиенических условий производства. Чаще всего кишечная палочка попадает из молока, резервуаров, загрязненной закваски и разливочных агрегатов.
Образование глазков или сброженный сгусток вызывают аро- матобразующие бактерии, дрожжи, БГКП, маслянокислые бактерии. В продукте появляется неприятный вкус и запах. Идет бурное газообразование, сгусток вспучивается и всплывает. Кефир становится непригодным для употребления.
Сметану и творог изготовляют из молока с использованием закваски, в которую входят мезофильные гомоферментативные молочнокислые стрептококки Str. lactis и Str. cremoris и ароматобразующие стрептококки Str. lactis substr. diacetylactis.
При изготовлении творога кроме закваски используют еще сычужный фермент, который активизирует процесс. Иногда творог изготовляют из непастеризованного молока. Такой творог предназначен только для изготовления продуктов, подвергающихся перед употреблением термической обработке, так как в нем могут быть возбудители пищевой интоксикации — стафилококки, которые часто находятся в сыром молоке.
К порокам творога относятся излишняя кислотность, тягучесть сгустка и вспучивание.
Сыр по вкусовым и питательным свойствам является очень ценным продуктом переработки молока. Вкус, аромат, консистенция и рисунок сыра формируются в процессе сложных биохимических реакций, основная роль в которых принадлежит микроорганизмам.
Качество сыра в основном определяется сырьем — молоком, а главное — его чистотой, т.е. степенью контаминации (обсемененности) нежелательными микроорганизмами.
Свертывание молока, или коагуляцию казеина, производят путем заквашивания его молочнокислыми бактериями и введением сычужного фермента.