Влажность среды оказывает большое влияние на развитие микроорганизмов. Вода входит в состав из клеток (до 85%) и поддерживает тургорное давление в них. Кроме того, многие питательные вещества могут проникать внутрь клетки лишь в растворенном состоянии, и в растворенном виде удаляются из клетки продукты обмена веществ. Поэтому с уменьшением Содержания воды в субстрате интенсивность развития микробов падает, а при уменьшении содержания воды ниже определенного предела их развитие может прекратиться совсем. Считают, что минимальная влажность среды, при которой возможно еще развитие бактерий, равна 20—30%, а для многих плесеней — 11—13%, а в отдельных случаях даже 6% (хлопковое волокно). Потребность во влаге у различных микроорганизмов колеблется в широких пределах. Различают микроорганизмы гидрофиты — влаголюбивые, мезофиты — сред-невлаголюбивые и ксерофиты — сухолюбивые. Бактерии и дрожжи в преобладающем большинстве гидрофиты.
В связи с замедлением жизнедеятельности бактерий при высушивании сушку применяют как средство консервирования зерновых, крупяных товаров, мяса, рыбы, фруктов, овощей и др. Сухие продукты всегда содержат более или менее значительное количество различных микроорганизмов. В высушенном состоянии они хотя и не проявляют своей жизнедеятельности, но многие сохраняют жизнеспособность в течение более или менее длительного времени. Например, брюшнотифозные и туберкулезные бактерии, многие стафилококки могут сохраняться в сухом виде неделями и месяцами, высушенные молочнокислые бактерии сохраняются жизнеспособными годами (отсюда возможность применять сухие молочные закваски). Для сохранения сухих продуктов без порчи большое значение имеют относительная влажность, температура и соблюдение товарного соседства между продуктами при хранении, так как продукты, богатые влагой, легко ее теряют, а сухие обладают способностью поглощать влагу. Широко применяется метод леофильной сушки молочнокислых заквасок и других культур микроорганизмов. Высушивание ведется при температуре ниже нуля. При этом микроорганизмы не гибнут, а переходят в анабиотическое состояние, в котором могут находиться продолжительное время. Одним из методов консервирования пищевых продуктов является сублимация — обезвоживание при низкой температуре и высоком вакууме, которое сопровождается испарением воды, быстрым охлаждением и замораживанием. Образовавшийся в продукте лед легко возгоняется, минуя жидкую фазу. Продолжительность сохранения пищевых продуктов более — 2 лет. Сублимационная сушка обеспечивает сохранение всех Сахаров, витаминов, ферментов и других компонентов. Высушивание в вакууме при низкой температуре не убивает бактерии и вирусы.
Влияние концентрации веществ, растворенных в среде.
Для жизнедеятельности микроорганизмов большое значение имеет осмотическое давление среды, которое определяется концентрацией растворенных в ней веществ. Находясь в субстратах с высоким осмотическим давлением, микроорганизмы не могут осуществлять нормальный обмен веществ. Значительная часть воды из цитоплазмы уходит в окружающую среду. Клетка обезвоживается, и наступает состояние плазмолиза. На этом основаны некоторые способы сохранения различных продуктов с помощью концентрированных растворов сахара и соли. При добавлении в продукт 12%-ной поваренной соли существенно замедляется развитие многих микроорганизмов, а при 20%-ном содержании соли жизнедеятельность почти всех микробов прекращается полностью. При использовании в целях консервирования сахара (варенье, джем, повидло и др.) для достижения необходимого эффекта его добавляют в значительно больших количествах — около 70%. Применение концентрированных растворов сахара или соли для сохранения ягод, плодов, овощей, мяса, рыбы и др. фактически является процессом сушки продукта посредством осмоса, поскольку при этом одновременно возникают два противотока: из раствора в продукт диффундирует растворенное вещество (соль, сахар), а из продукта в раствор — вода. В продукте происходит снижение активности воды, что делает среду неблагоприятной для развития микроорганизмов и предотвращает порчу продукта.
Среди микроорганизмов имеются осмофильные, которые способны развиваться в сильноконцентрированных средах. Например, хорошо переносят большие концентрации сахара некоторые дрожжи, стафилококки, плесневые грибы. Микробы, устойчивые к высоким концентрациям поваренной
соли, носят название галофильных (солелюбивые). Соленые товары следует хранить при низких температурах, чтобы задержать развитие на них микроорганизмов.
Влияние различного рода излучений.
Различные формы лучистой энергии, распространяющейся в пространстве в виде электромагнитных волн, обладают разнообразным физическим, химическим и биологическим действием. Различен и характер ее воздействия на микроорганизмы. Под их влиянием в клетках или в субстрате происходят физические или химические изменения. Чтобы излучение подействовало на какое-либо вещество живой клетки, оно должно этим веществом поглощаться. Следовательно, для эффективности облучения большое значение имеют проникающая способность лучей, а также длина его волны и его доза.
Свет — рассеянный солнечный свет мало влияет на жизнедеятельность микробов, но прямой солнечный свет вызывает довольно быструю гибель большинства из них. Наиболее заметным бактериоубивающим (бактерицидным) действием обладает часть светового спектра с короткими длинами волн (ультрафиолетовая, фиолетовая, голубая).
Ультрафиолетовые лучи — вызывают либо гибель, либо мутации микроорганизмов в зависимости от вида микробов, дозы и продолжительности облучения. Споры бактерий значительно устойчивее к действию УФ-лучей, чем вегетатавные клетки, чтобы убить споры, требуется в 4-5 раз больше энергии.
УФ-лучи применяются для дезинфекции воздуха в медицинских и производственных помещениях, в холодильных камерах, для обеззараживания производственного оборудования, упаковочных материалов тары. Обработка воздуха в течение 6 ч уничтожает до 80% микробов. Применение УФ-лучей для стерилизации пищевых продуктов ограничено в связи с малой проникающей способностью этих лучей (стерилизуется лишь поверхностный слой продукта) и некоторым ухудшением вкусовых и пищевых качеств продуктов под воздействием облучения, особенно тех, в составе которых содержится большое количество жиров.
Ионизирующие излучения — к ним относятся космические, рентгеновские и радиоактивные излучения (а-, р-и у-лучи), возникающие при распаде радиоактивных элементов. Они имеют наиболее короткую длину волны и обладают высокой проникающей способностью. В малых дозах эти лучи действуют стимулирующе — повышают интенсивность жизненных процессов; увеличение дозы приводит к возникновению мутаций, а продолжение ее роста — к гибели. Гибель микроорганизмов происходит при дозах облучения, в сотни и тысячи раз превосходящих смертельную дозу для животных.
Радиоволны — радиоволны длиной порядка сотен метров и более, по-видимому, не действуют на микроорганизмы. Короткие радиоволны (длиной 10—50 м) и особенно ультрарадиоволны (метровые и меньшей длины) губительны для микроорганизмов. При прохождении коротких и ультрарадиоволн через среду возникает переменный ток высокой (Вч) и сверхвысокой (сВч) частот. Поглощенная помещенным в электромагнитное поле объектом (продуктом, микробными клетками) электрическая энергия преобразуется в тепловую — происходит быстрый и высокий нагрев объекта. Благодаря специфическим особенностям этого способа нагревания перспектив-
но его применение для пастеризации и стерилизации пищевых продуктов. Сверхвысокочастотную электромагнитную обработку пищевых продуктов применяют на предприятиях общественного питания. Время тепловой обработки различных изделий до их готовности сокращается во много раз, по сравнению с традиционным способом, при значительном снижении числа микроорганизмов. При этом улучшаются санитарно-гигиенические и технические условия работы.
Ультразвук (УЗ) — это механические колебания с частотами выше 20000 Гц (20 кГц), что находится за пределами частот, воспринимаемых человеком. УЗ-колебания ускоряют многие химические реакции, вызывают распад высокомолекулярных соединений, коагуляцию белков, инактивацию ферментов и токсинов, могут привести к разрыву клеточной стенки, а иногда и разрушению внутриклеточных структур. Практическое использование УЗ-волн с целью стерилизации эффективно в основном для жидких пищевых продуктов (молока, фруктовых соков, вин), воды, для мойки и стерилизации стеклянной тары. При обработке с помощью УЗ-волн плотных пищевых продуктов с целью их стерилизации происходит не только уничтожение микроорганизмов, но и повреждение молекул самого сырья.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему