Які бактерії викликають гниття продуктів? Яка роль гнильних бактерій у природі та житті людини. Такі прості та такі складні

Гниєння це процес розкладання білків, що викликається мікроорганізмами. Гниєння укладає ряд процесів, що значно відрізняються один від одного. Різні шляхи, якими може йти розкладання складних білкових молекул, різна глибина цього розкладання.

Розщеплення білкової молекули служить для одних мікроорганізмів способом перекладу її в засвоюваний стан, інші мікроорганізми використовують білок для пластичних цілей і як енергетичний матеріал. Ці мікроорганізми викликають глибший розпад білків, утворюють різноманітні продукти гниття. Найбільш важливі гнильні бактерії: Bact. proteus vulgare - факультативний анаероб, що розкладає білки до аміаку та сірководню; Вас. subtilis, Вас. mycoides та Вас. Mesentericus. Два перші види у процесі гниття при розкладанні білка утворюють аміак за відсутності сірководню; В. mesentericus утворює багато сірководню.

Біохімія процесу гниття

У початкових стадіях гнильне розкладання білкової молекули, мабуть, аналогічно що відбувається при кислотному або лужному гідролізі, тобто білкова молекула, приєднуючи воду, розпадається з утворенням альбумоз і пептонів, близьких до поліпептидів, з'єднань, що складаються більше. Ці речовини швидко розкладаються далі шляхом гідролізу до амінокислот, що швидко піддаються подальшим перетворенням - дезамінування (відщеплення NH2) і декарбоксилювання (відщеплення СООН), а частиною і більш глибокого розщеплення. Аміак та вуглекислота, що утворюються при цьому, є характерними продуктами гнильного розпаду білків. Гнильний запах більшою мірою визначається іншими, характерними для процесу гниття продуктами розпаду амінокислот (індолом, скатолом, меркаптанами); утворюються також отруйні речовини: гістамін, тірамін. Однак харчові отруєння, що спостерігаються при вживанні псованих продуктів, обумовлені не цими речовинами, а токсинами, які утворюються деякими видами бактерій. Індол, скатол утворюються рахунок розкладання триптофану. Меркаптани, як і сірководень, утворюються при розщепленні амінокислот, що містять сірку, цистину і метіоніну. У створенні запаху білків, що гниють, поряд з аміаком, сірководнем, меркаптанами, індолом, скатолом, фенолом, беруть, безсумнівно, участь та ін. речовини, що є проміжними продуктами гниття.

Гнильні мікроорганізми поширені скрізь, і тому, коли білкова речовина зберігається незахищеним від мікроорганізмів і в умовах, що дозволяють їм розмножуватися, гниття настає в найкоротший термін і розвивається дуже енергійно.

Використання та значення процесу гниття

Для технічних цілей гнильні процеси використовуються в деяких виробництвах - у сироваренні, шкіряній справі, при засоле оселедця. Процес гниття грає що у природі, т. до. з його допомогою азот білкових речовин, що у тварин, рослинних залишках, перетворюється на аміак, т. е. у форму, легко засвоювану вищими рослинами.

Статтю підготував та відредагував: лікар-хірург

Відео:

Корисно:

Статті на тему:

1. Білки (протеїни) — це високомолекулярні органічні речовини, що містять азот, що становлять у вигляді плазми клітин найбільш...
2. Сучасний спорт вищих досягнень поступово перетворився з виду діяльності на товар: зміни правил змагань для...
3. Дефіцит білка та окремих амінокислот усувають шляхів збагачення продуктів відсутніми амінокислотами або білковими гідролізатами. Застосовують...

Гнильні процеси є невід'ємною частиною круговороту речовин на планеті. І відбувається він безперервно завдяки крихітним мікроорганізмам. Саме гнильні бактерії розкладають рештки тварин, удобрюють ґрунт. Звичайно, не все так райдужно, тому що мікроорганізми здатні непоправно зіпсувати продукти в холодильнику або, гірше, викликати отруєння і дисбактеріоз кишечника.

Гниєння – це розкладання білкових сполук, що входять до складу рослинних та тваринних організмів. У процесі складних органічних речовин утворюються мінеральні сполуки:

• сірководень;
• вуглекислий газ;
• аміак;
• метан;
• вода.

Гниння завжди супроводжується неприємним запахом. Чим інтенсивніше «душок», тим далі зайшов процес розкладання. Чого вартий «аромат», який видають останки дохлої кішки у далекому кутку двору.

Важливим чинником у розвиток мікроорганізмів у природі є тип харчування. Гнильні бактерії харчуються готовими органічними речовинами, тому їх називають гетеротрофами.

Найсприятливіша температура для гниття коливається не більше 25-35°C. Якщо температурну планку знизити до 4-6 ° C, то життєдіяльність гнильних бактерій можна значно, але не повністю призупинити. Викликати загибель мікроорганізмів здатне лише підвищення температури не більше 100°C.

А ось за дуже низьких температур гниття повністю зупиняється. Вчені не раз знаходили в наскрізь промерзлій землі Крайньої Півночі тіла стародавніх людей і мамонтів, які чудово збереглися, незважаючи на минулі тисячоліття.

Чистильники природи

У природі гнильні бактерії грають роль санітарів. По всьому світу збирається безліч органічних відходів:

• останки тварин;
• опале листя;
• повалені дерева;
• зламані гілки;
• соломи.

Гнильні бактерії в бульбах квітів

Що б трапилося з жителями Землі, якби не було маленьких чистильників? Планета просто перетворилася б на звалище, непридатне для життя. Але гнильні прокаріоти чесно виконують свою роботу в природі, перетворюючи мертву органіку на перегній. Він не тільки багатий на корисні речовини, а й склеює грудочки землі, надаючи їм міцності. Тому ґрунт не розмивається водою, а, навпаки, затримується в ньому. Рослини отримують цілющу вологу та розчинене у воді харчування.

Помічники людини

Людина давно вдається по допомогу до гнильних бактерій у сільському господарстві. Без них не виростити багатий урожай зернових, не розвести кіз та овець, не отримати молока.

Але цікаво, що гнильні процеси використовують і у технічному виробництві. Наприклад, при виробленні шкур їх свідомо піддають гниття. Оброблені таким чином шкіри легко очистити від вовни, видубити і розм'якшити.

Але гнильні мікроорганізми можуть завдати і значної шкоди у господарстві. Мікроби люблять поласувати людською їжею. А це означає, що продукти харчування будуть зіпсовані. Вживання їх стає небезпечним для здоров'я, тому що може призвести до сильних отруєнь, які вимагатимуть тривалого лікування.

Убезпечити свої продуктові запаси можна за допомогою:

• заморожування;
• висушування;
• пастеризації.

Організм людини у небезпеці

Процес гниття, хоч як це сумно, зачіпає організм людини зсередини. Центром локалізації гнильних бактерій є кишечник. Саме там неперетравлена ​​їжа розкладається та виділяє токсини. Печінка та нирки, як можуть, стримують напір токсичних речовин. Але вони не здатні часом впоратися з навантаженнями, і тоді починається розлад у роботі внутрішніх органів, що потребує негайного лікування.

Першою під приціл попадає центральна нервова система. Люди часто скаржаться на такі типи нездужання:

• дратівливість;
• головний біль;
• постійна втома.

Постійне отруєння організму токсинами із кишечника значно прискорює старіння. Багато захворювань значно «молодшають» через постійне ураження отруйними речовинами печінки та нирок.

Лікарі багато десятиліть вели нещадну боротьбу з гнильними бактеріями в кишечнику найнеординарнішими методами лікування. Наприклад, хворим робили операцію з видалення товстого кишківника. Звичайно, жодного ефекту такий тип процедури не давав, а от ускладнень виникало чимало.

Сучасна наука дійшла висновку, що обмін речовин у кишечнику реально відновити за допомогою молочнокислих бактерій. Вважається, що найактивніше бореться з ними ацидофільна паличка.

Тому супроводжувати лікування та профілактику дисбактеріозу кишечника обов'язково мають кисломолочні продукти:

• ацидофільне молоко;
• ацидофільна кисляка;
• ацидофільна паста.

Приготувати їх нескладно в домашніх умовах із пастеризованого молока та ацидофільної закваски, яку можна придбати в аптеці. До складу закваски входять висушені ацидофільні бактерії, що упаковані в герметичну тару.

Фармацевтична промисловість пропонує свою продукцію на лікування дисбактеріозу кишечника. У аптечних мережах з'явилися препарати з урахуванням біфідобактерій. Вони комплексно діють на весь організм, і не тільки пригнічують гнильні мікроби, але й покращують обмін речовин, сприяють синтезу вітамінів, загоюють виразки у шлунку та кишечнику.

Чи можна пити молоко?

Суперечки навколо доцільності споживання молока вченими точаться вже багато років. Найкращі уми людства роз'єдналися на супротивників і захисників цього продукту, але єдиної думки так і не дійшли.

Людський організм від народження запрограмований на споживання молока. Це основний продукт харчування для дітей першого року життя. Але з часом в організмі відбуваються зміни, і він втрачає здатність перетравлювати багато компонентів молока.

Якщо побалувати себе дуже хочеться, доведеться врахувати, що молоко є самостійною стравою. Звичні з дитинства ласощі, молоко із солодкою булочкою або свіжим хлібом, на жаль, дорослим недоступні. Потрапляючи в кисле середовище шлунка, молоко моментально створажується, обволікає стінки і не дозволяє решті їжі перетравлюватися протягом 2 годин. Це провокує гниття, утворення газів та токсинів, а згодом проблеми у роботі кишечника та тривале лікування.

Склянку молока можна випити або за годину до їди, або через 2 години після неї. Але краще замінити його кисломолочними продуктами, і тоді все стане на свої місця.

Гниєння - це процес глибокого розкладання білкових речовин мікроорганізмами. Продукти розкладання білків мікроорганізми використовують для синтезу речовин клітини та як енергетичний матеріал.

Гниєння - складний, багатоступінчастий біохімічний процес, характер і кінцевий результат якого залежать від складу білків, умов процесу та видів мікроорганізмів, що викликають його.

Білкові речовини не можуть надходити безпосередньо в клітини мікроорганізмів, тому використовувати білки можуть тільки мікроби, які мають ферменти - екзопротеази.

Процес розпаду найпростіших білків починається з їх гідролізу. Первинними продуктами гідролізу є пептиди. Вони надходять у клітину та гідролізуються внутрішньоклітинними протеазами до амінокислот.

Нуклеопротеїди під дією гнильних мікробів розщеплюються на білковий комплекс та нуклеїнові кислоти. Потім білки розкладаються до амінокислот, а нуклеїнові кислоти розпадаються на фосфорну кислоту, вуглеводи і суміш азотовмісних основ.

Амінокислоти використовуються мікроорганізмами на синтез клітини або піддаються ними подальшим змінам, наприклад, дезамінування. Дезамінування розрізняють: гідролітичне, окисне та відновне.

Гідролітичне дезамінування супроводжується утворенням оксикислот та аміаку. Якщо при цьому відбувається декарбоксилювання амінокислоти, то утворюється спирт, аміак та вуглекислий газ.

При окисному дезамінуванні утворюються кетокислоти та аміак.

При відновлювальному дезамінуванні утворюються карбонові кислоти та аміак.

Серед продуктів розкладання амінокислот залежно від будови їхнього радикала виявляються різні органічні кислоти і спирти. При розкладанні амінокислот жирного ряду можуть накопичуватися мурашина, оцтова, пропіонова, масляна та інші кислоти; пропіловий, бутиловий, аміловий та інші спирти. При розкладанні амінокислот ароматичного проміжними продуктами є характерні продукти гниття: фенол, крезол, скатол, індол – речовини, що мають дуже неприємний запах. При розпаді амінокислот, що містять сірку, виходить сірководень або його похідні – меркаптани. Меркаптани мають запах тухлих яєць, який відчувається навіть при мізерно малих концентраціях.

Діамінокислоти, що утворюються при гідролізі білка, можуть піддаватися декарбоксилювання без відщеплення аміаку, в результаті чого виходять діаміни і С02.

Кадаверин, путресцин та інші аміни, що утворюються під час гниття, часто об'єднують під загальною назвою птомаїни (трупні отрути). Деякі похідні птомаїнів мають отруйні властивості.

Під впливом аеробних мікроорганізмів, азотисті та безазотисті органічні сполуки піддаються окисленню, так що можуть бути повністю мінералізовані. В цьому випадку кінцевими продуктами гниття є аміак, вуглекислий газ, вода, солі сірчаної та фосфорної кислот. У анаеробних умовах немає повного окислення проміжних продуктів розпаду амінокислот. У зв'язку з цим крім NH3 і С02 накопичуються різні, зазначені вище органічні сполуки, серед яких можуть бути речовини, що володіють отруйними властивостями, і речовини, що повідомляють гниючого матеріалу огидний запах.

Найбільш активними збудниками гнильних процесів є бактерії. Серед них є спороутворюючі та безспорові, аеробні та анаеробні. Мезофіли, холодостійкі та термостійкі, більшість чутливих до кислотності середовища та підвищеного вмісту в ній кухонної солі. Найбільш поширеними гнильними бактеріями є такі.

Картопляна та сінна палички – аеробні, рухливі, грампозитивні, спороутворюючі бактерії. Їхні суперечки термостійкі. Температурний оптимум у межах 30-450С, максимум зростання – при t0 55-600 С, при t0 нижче 50 не розмножуються.

Бактерії роду Pseudomonas – аеробні, рухливі палички з полярним джгутом, безспорові, грамнегативні. Деякі види синтезують пігменти, їх називають флуоресцентними псевдомонаси. Існують холодостійкі мін.t0 росту від -20 до -50 С. Вони здатні окислювати вуглеводи з утворенням кислот, виділяти слиз. Розвиток та біохімічна активність гальмує при рН нижче 5,5 та 5-6 % - ної до концентрації NaCI у середовищі. Псевдомонаси широко поширені у природі, є антагоністами низки бактерій та міцеліальних грибів.

Proteus vulgaris – дрібні, грамнегативні, безспорові палички з різко вираженими гнильними властивостями, факультативні анаероби. Зброджує вуглеводи з утворенням газу та кислоти. Залежно від умов життя ці бактерії здатні помітно змінювати форму та розміри. Добре розвивається при t0 250 і 370 С, припиняє розмножуватися при t0 близько 5-100 С, але може зберігатися і в заморожених продуктах.

Особливістю його є енергійна рухливість. Ця властивість лежить в основі методу виявлення протею в харчових продуктах та відокремлення його від супутніх бактерій. Деякі види виділяють токсичні в людини речовини.

Clostridium sporogenes -анаеробна, рухлива, спороносна паличка. Суперечки термостійкі, у клітині вони розташовані центрально. У неї дуже швидка освіта суперечка. Зброджує вуглеводи з утворенням кислот і газу, має ліполітичну здатність. При розкладанні білків рясно виділяється сірководень. Оптимальна t0 розвитку 35-400 С, мінімальна – близько 50 С.

Гнильні мікроорганізми завдають великої шкоди народному господарству, викликаючи псування найцінніших, багатих білками продуктів харчування, наприклад риби та рибопродуктів, м'яса та м'ясопродуктів, яєць, молока. Але ці ж мікроорганізми відіграють велику позитивну роль у кругообігу азоту в природі, мінералізуючи білкові речовини, що потрапляють у псування, воду.

гниттям називається розкладання білкових речовин мікроорганізмами. Це псування м'яса, риби, плодів, овочів, деревини, і навіть процеси, які у грунті, гною та інших.

У вужчому розумінні гниттям прийнято вважати процес розкладання білків чи субстратів, багатих білком, під впливом мікроорганізмів.

Білки є важливою складовою живого і відмерлого органічного світу, що містяться в багатьох харчових продуктах. Білки характеризуються великою різноманітністю та складністю будови.

Здатність руйнувати білкові речовини притаманна багатьом мікроорганізмам. Одні мікроорганізми викликають неглибоке розщеплення білка, інші можуть руйнувати його глибше. Гнильні процеси постійно протікають у природних умовах і нерідко виникають у продуктах та виробах, що містять білкові речовини. Розкладання білка починається з його гідролізу під впливом протеолітичних ферментів, що виділяються мікробами у навколишнє середовище. Гниєння протікає за наявності високої температури та вологості.

Аеробне гниття. Протікає у присутності кисню повітря. Кінцевими продуктами аеробного гниття є, крім аміаку, діоксид вуглецю, сірководень і меркаптани (які мають запах тухлих яєць). Сірководень і меркаптани утворюються при розкладанні сірковмісних амінокислот (цистину, цистеїну, метіоніну). До гнильних бактерій, що руйнують білкові речовини в аеробних умовах, відноситься також бациллус. мікоідес. Ця бактерія поширена у грунті. Вона є рухомою спороутворюючою паличкою.

Анаеробне гниття. Протікає в анаеробних умовах. Кінцевими продуктами анаеробного гниття є продукти декарбоксилювання амінокислот (відібрання карбоксильної групи) з утворенням речовин, що погано пахнуть: індолу, акатолу, фенолу, крезолу, діамінів (їх похідні є трупними отрутами і можуть викликати отруєння).

Найбільш поширеними та активними збудниками гниття в анаеробних умовах є бациллус путрифікус та бациллус спорогенес.

Оптимальна температура розвитку для більшості гнильних мікроорганізмів знаходиться в межах 25-35°С. Низькі температури не викликають їх загибелі, а лише зупиняють розвиток. При температурі 4-6 ° С життєдіяльність гнильних мікроорганізмів пригнічується. Безспорові гнильні бактерії гинуть при температурі вище 60°С, а спороутворюючі бактерії витримують нагрівання до 100°С.

Роль гнильних мікроорганізмів у природі, у процесах псування харчових продуктів.

У природі гниття грає велику позитивну роль. Воно є складовою частиною круговороту речовин. Гнильні процеси забезпечують збагачення ґрунту такими формами азоту, які необхідні рослинам.

Ще півтора століття тому великий французький мікробіолог Л. Пастер зрозумів, що без мікроорганізмів гниття і бродіння, що перетворюють органіку на неорганічні сполуки, життя на Землі стало б неможливим. Найбільше видів цієї групи живуть у грунті – в 1 г родючого орного грунту їх міститься кілька млрд. Ґрунтова флора переважно представлена ​​бактеріями гниття. Вони розкладають органічні залишки (відмерлі тіла рослин та тварин) до речовин, які споживають рослини: вуглекислого газу, води та мінеральних солей. Цей процес у масштабах планети називається мінералізацією органічних залишків, чим більше бактерій у ґрунті, тим інтенсивніше йде процес мінералізації, отже, тим вища родючість ґрунту. Однак гнильні мікроорганізми і викликані ними процеси, у харчовій промисловості викликають псування продуктів і особливо тваринного походження та матеріалів, що містять білкові речовини. Для запобігання псуванню продуктів гнильними мікроорганізмами слід забезпечувати такий режим їх зберігання, який виключав би розвиток цих мікроорганізмів.

Для захисту продуктів харчування від гниття застосовують стерилізацію, засолювання, копчення, заморожування та ін. Однак серед гнильних бактерій є спороносні, галофільні та психрофільні форми, форми, що викликають псування засолених або заморожених продуктів.

Тема 1.2. Вплив умов довкілля на мікроорганізми. Поширення мікроорганізмів у природі.

Чинники, що впливають мікроорганізми (температура, вологість, концентрація середовища, випромінювання)

План

1. Вплив температури: психрофільні, мезофільні та термофільні мікроорганізми. Мікробіологічні основи зберігання харчових продуктів у охолодженому та замороженому вигляді. Термостійкість вегетативних клітин та спор: пастеризація та стерилізація. Вплив теплової обробки продуктів харчування на мікрофлору.

2. Вплив вологості продукту та навколишнього середовища на мікроорганізми. Значення відносної вологості повітря у розвиток мікроорганізмів на сухих продуктах.

3. Вплив концентрації розчинених речовин у середовищі проживання мікроорганізмів. Вплив випромінювань, використання УФ-променів для дезинфекції повітря.

Вплив температури: психрофільні, мезофільні та термофільні мікроорганізми. Мікробіологічні основи зберігання харчових продуктів у охолодженому та замороженому вигляді. Термостійкість вегетативних клітин та спор: пастеризація та стерилізація. Вплив теплової обробки продуктів харчування на мікрофлору.

Температура - найважливіший чинник розвитку мікроорганізмів. Для кожного з мікроорганізмів існує мінімум, оптимум та максимум температурного режиму для зростання. За цією властивістю мікроби поділяються на три групи:

§ психрофіли -мікроорганізми, що добре ростуть при низьких температурах з мінімумом при -10-0 °С, оптимумом при 10-15 °С;

§ мезофіли -мікроорганізми, для яких оптимум зростання спостерігається за 25-35 °С, мінімум - при 5-10 °С, максимум - при 50-60 °С;

§ термофіли -мікроорганізми, що добре ростуть за відносно високих температур з оптимумом зростання при 50-65 °С, максимумом - при температурі понад 70 °С.

Більшість мікроорганізмів відноситься до мезофіл, для розвитку яких оптимальною є температура 25-35 °С. Тому зберігання харчових продуктів при такій температурі призводить до швидкого розмноження в них мікроорганізмів та псування продуктів. Деякі мікроби при значному накопиченні у продуктах здатні призвести до харчових отруєнь людини. Патогенні мікроорганізми, тобто. що викликають інфекційні захворювання людини, також відносяться до мезофілів.

Низькі температури уповільнюють зростання мікроорганізмів, але не вбивають їх. У охолоджених харчових продуктах зростання мікроорганізмів уповільнено, але продовжується. При температурі нижче З °С більшість мікробів припиняють розмножуватися, тобто. при заморожуванні продуктів зростання мікробів зупиняється, деякі їх поступово відмирають. Встановлено, що при температурі нижче О °С більшість мікроорганізмів впадають у стан, схожий на анабіоз, зберігають свою життєздатність і за підвищення температури продовжують свій розвиток. Цю властивість мікроорганізмів слід враховувати при зберіганні та подальшій кулінарній обробці харчових продуктів. Наприклад, у замороженому м'ясі можуть довго зберігатися сальмонели, а після розморожування м'яса вони у сприятливих умовах швидко накопичуються до небезпечної для людини кількості.

При дії високої температури, що перевищує максимум витривалості мікроорганізмів, відбувається їхнє відмирання. Бактерії, що не мають здатності утворювати суперечки, гинуть при нагріванні у вологому середовищі до 60-70 ° С через 15-30 хв, до 80-100 ° С - через кілька секунд або хвилин. У суперечок бактерій термостійкість значно вища. Вони здатні витримувати 100 ° С протягом 1-6 год, при температурі 120-130 ° С суперечки бактерій у вологому середовищі гинуть через 20-30 хв. Спори плісняв менш термостійкі.

Теплова кулінарна обробка харчових продуктів у громадському харчуванні, пастеризація та стерилізація продуктів у харчовій промисловості призводять до часткової або повної (стерилізації) загибелі вегетативних клітин мікроорганізмів.

При пастеризації харчовий продукт піддається мінімальному температурному впливу. Залежно від температурного режиму розрізняють низьку та високу пастеризацію.

Низька пастеризація проводиться при температурі, що не перевищує 65-80 ° С, не менше 20 хв для більшої гарантії безпеки продукту.

Висока пастеризація є короткочасним (не більше 1 хв) впливом на пастеризований продукт температури вище 90 °С, що призводить до загибелі патогенної неспороносної мікрофлори і в той же час не спричиняє суттєвих змін природних властивостей пастеризованих продуктів. Пастеризовані продукти не можуть зберігатись без холоду.

Стерилізація передбачає звільнення продукту від усіх форм мікроорганізмів, зокрема й суперечка. Стерилізація банкових консервів проводиться у спеціальних пристроях - автоклавах (під тиском пари) за нормальної температури 110-125°С протягом 20-60 хв. Стерилізація забезпечує можливість тривалого зберігання консервів. Молоко стерилізується метолом ультрависокотемпературної обробки (при температурі вище 130 ° С) протягом декількох секунд, що дозволяє зберегти всі корисні властивості молока.

Сморід вигрібних ям і сміттєзвалищ, що гниють органічні останки - все це викликає у людей стійке почуття огиди. Але коли перша реакція проходить, і включається здоровий глузд, приходить розуміння, що це обов'язковий процес життя. За будь-яким гниттям можна побачити нове життя, що зароджується. Це вічний кругообіг речовин у природі. І як не різноманітні живі організми на планеті, дивно, що єдині з них, які відповідають за розкладання – це бактерії гниття.

Що розкладається

Процеси розкладання - це весь спектр реакцій, у яких складні речовини розкладаються до найпростіших і стійких. Процесом гниття (амоніфікацією) називають розкладання до простих молекул органічних речовин, що містять азот та сірку. Подібний процес – бродіння – це розкладання безазотистих органічних речовин – цукрів або вуглеводів. І той, і інший процеси здійснюють мікроорганізми. З'ясування механізму цих процесів почалося з дослідів Луї Пастера (1822-1895). Якщо ж подивитися на бактерії гниття виключно з хімічної точки зору, ми побачимо, що причинами цих процесів є нестійкість органічних сполук і мікроорганізми виступають лише як збудники хімічних реакцій. Але і білок, і кров, і тварини під впливом бактерій піддаються різним типам гниття, то головна роль мікроорганізмів незаперечна.

Вивчення предмета продовжується

Гниение має значення як у економії природи, і у людської діяльності: від технічних виробництв до розвитку хвороб. Прикладна бактеріологія народилася всього близько 50 років тому, проблеми вивчення і сьогодні величезні. Але перспективи величезні:

Хто ж вони – ці деструктори?

Бактерії - це ціле царство одноклітинних прокаріотичних (яких не мають ядра) організмів, яке налічує близько 10 тисяч видів. Але це нам відомих, а загалом передбачається існування понад мільйон видів. Вони з'явилися на планеті задовго до нас (3-4 мільйони років тому), були першими її мешканцями і багато в чому завдяки їм Земля стала придатною для розвитку інших форм життя. Вперше у власноруч роблений мікроскоп «анімалькулі» побачив у 1676 році голландський натураліст Антоні ван Левенгук. Тільки в 1828 вони отримали свою назву завдяки роботам Християна Еренберга. Розвиток збільшувальної техніки дозволило Луї Пастеру в 1850 описати фізіологію і метаболізм бактерій гниття і бродіння, у тому числі хвороботворних. Саме Пастер, винахідник вакцини проти сибірки і сказу, читається засновником бактеріології - науки про бактерії. Другий видатний бактеріолог - німецький лікар Роберт Кох (1843-1910), який відкрив холерний вібріон та туберкульозну паличку.

Такі прості та такі складні

За формою бактерії можуть бути кулясті (кокі), прямі палички (бацили), вигнуті (вібріони), спіральні (спірили). Вони можуть об'єднуватися - диплококи (два коки), стрептококи (ланцюжок коків), стафілококи (гроно коків). Клітинна стінка з муреїну (полісахариду у поєднанні амінокислотами) надає форми організму та захищає вміст клітини. Мембрана клітини з фосфоліпідів може вплутуватися і отримає комплекси органів руху (джгутиків). У клітинах немає ядра, а в цитоплазмі знаходяться рибосоми та кільцева ДНК (плазмід). Органел немає, а функції мітохондрій, хлоропластів виконують мезосоми – випинання мембрани. У деяких є вакуолі: газові виконують функцію переміщення в товщі води, а в запасних є глікоген або крохмаль, жири, поліфосфати.

Як вони харчуються

За типом харчування бактерії бувають автотрофні (самі синтезують органічні речовини) та гетеротрофні (споживають готові органічні речовини). Автотрофи можуть бути фотосинтетиками (зелені та пурпурні) та хемосинтетиками (нітрифікуючі, серобактерії, залізобактерії). Гетеротрофи бувають сапротрофами (використовують продукти життєдіяльності, відмерлі останки тварин та рослин) та симбіонти (використовують органіку живих організмів). Гниння та бродіння здійснюють сапротрофні бактерії. Для обміну речовин одним бактеріям необхідний кисень (аероби), іншим він не потрібен (анаероби).

Армії нашої не порахувати

Бактерії живуть скрізь. Буквально. У кожній краплі води, у кожній калюжі, на камінні, у повітрі та грунті. Перелічимо лише деякі групи:

Оптимальні умови

Для гниття необхідні певні умови, і саме позбавлення бактерій цих умов є основою нашої кулінарії (стерилізація, пастеризація, консервування тощо). Для інтенсивного процесу гниття необхідно:

• Наявність самих мікробів.
• Зовнішні умови – вологе середовище, температура +30-40 °С.

Варіанти можливі різні. Але вода є невід'ємним атрибутом гідролізу органічних речовин. А ферменти працюють лише у певному температурному режимі.

Головні амоніфікатори

Бактерії гниття, що живуть у ґрунті землі, це найпоширеніша група прокаріотів. Вони відіграють важливу роль у кругообігу азоту і повертають у ґрунт мінеральні речовини (мінералізують) так необхідні рослинам для процесів фотосинтезу. Форма бактерій, їхнє ставлення до наявності кисню та способи харчування різноманітні. Основні представники цієї групи це спороутворюючі клостридії, бацили та неспоротворні ентеробактерії.

Етапи розкладання органіки

Стадії розкладання органічних речовин бактеріями гниття з хімічної точки зору складні. У цілому нині цей процес здійснюється так:

Сінна паличка

Найбільш вивчена бактерія – Bacillus subtilis, дуже ефективний амоніфікатор. Краще за неї вивчена тільки кишкова паличка (Escherichia coli), наш кишковий симбіонт. Сінна паличка – це аеробна бактерія гниття. На її поверхні знаходяться ферменти-каталізатори протеази, вироблені бактерією та використовувані для отримання життєвої енергії. Протеази вступають у реакції гідролізу з білками довкілля і руйнують його пептидні в'язі з вивільненням початку великих ланцюжків амінокислот, та був дедалі дрібніших. Все, що їй необхідно, надходить у клітку, а що не потрібне, віддається. І залишаються токсичні речовини – сірководень та аміак. Саме через ці гази місця проживання сінних паличок так неприємно пахнуть.

Наші сусіди

У нашому кишечнику живе приблизно 50 трильйонів різних мікроорганізмів, це десь два кілограми. А це у 1,5 рази більше, ніж загальна кількість клітин всього організму людини. І хто тут господар, а хто симбіонт? Це, звичайно, жарт. Але серед цього різноманіття сусідів є й бактерії гниття. Користь та шкода для організму від них залежить від їхньої кількості та патогенності. У нашій ротовій полоті мешкає до сорока тисяч бактерій. Кисле середовище нашого шлунка можуть витримати лактобацили, деякі стрептококи та сарцини. У дванадцятипалу кишку виділяється сік підшлункової залози з агресивними травними ферментами (ліпази та амілази) і роблять її майже повністю стерильною.

У тонкому та товстому кишечнику середовище лужне, тут зосереджена вся маса мікрофлори. Саме тут бактерії допомагають нам засвоювати вітаміни (біфідобактерії), синтезувати вітаміни (К і В) і пригнічувати патогенну флору (кишкова паличка), розщеплювати крохмаль та целюлозу, білки та жири (амоніфікуючі бактерії) і це далеко не весь перелік корисних функцій наших сусідів. З фекаліями кожна людина виділяє близько 18 мільярдів бактерій, а це більше, ніж людей на всій планеті. Але ті ж бактерії можуть за певних умов спричинити хвороби. Саме тому багато хто з них вважається умовно патогенним.

Значення бактерій гниття

Перші живі організми цієї планети, найефективніші у частині заняття всіх існуючих планети Земля екологічних ніш - бактерії. Вони мінералізують ґрунт, роблячи його родючим. Повертають у кругообіг неорганічні речовини. Утилізують трупи та продукти життєдіяльності всіх живих організмів планети. Забезпечують людство природними ресурсами. Роблять наше життя легшим і допомагають у засвоєнні харчових компонентів. Цей список можна продовжувати ще довго. Звичайно, негативне значення гнильних бактерій також велике. Але природа знала, що робила і наше завдання на цій планеті не порушити те крихке рівноваги, до якого прийшов за ці майже чотири мільйони років світ навколо нас.