Зміна умов зовнішнього середовища впливає на життєдіяльність мікроорганізмів. Фізичні, хімічні, біологічні фактори середовища можуть прискорювати або пригнічувати розвиток мікробів, можуть змінювати їх властивості або навіть викликати загибель.
До факторів середовища, які надають найбільш помітний вплив на мікроорганізми, відносяться вологість, температура, кислотність і хімічний склад середовища, дія світла та інших фізичних факторів.
Осідання водяної пари з повітря на поверхню продукту сприяє розмноженню мікроорганізмів. При зниженні вмісту води в середовищі зростання мікроорганізмів сповільнюється і може зовсім припинятися. Тому сухі продукти можуть зберігатися значно довше продуктів з високою вологістю. Сушка продуктів дозволяє зберігати продукти при кімнатній температурі без охолодження.
Деякі мікроби дуже стійкі до висушування, деякі бактерії і дріжджі в висушеному стані можуть зберігатися до місяця і більше. Спори бактерій і цвілевих грибів зберігають життєздатність при відсутності вологи десятки, а іноді і сотні років.
Температура. Температура - найважливіший фактор для розвитку мікроорганізмів. Для кожного з мікроорганізмів існує мінімум, оптимум і максимум температурного режиму для зростання. За цій властивості мікроби поділяються на три групи:
• псіхрофіли - мікроорганізми, що добре ростуть при низьких температурах з мінімумом при -10-0 о С, оптимумом при 10-15 о С;
• мезофіли - мікроорганізми, для яких оптимум зростання спостерігається при 25-35 о С, мінімум - при 5-10 ° С, максимум - при 50-60 ° С;
• термофіли - мікроорганізми, що добре ростуть при відносно високих температурах з оптимумом росту при 50-65 ° С, максимумом - при температурі понад 70 о С.
Більшість мікроорганізмів відноситься до мезофіли, для розвитку яких оптимальною є температура 25-35 ° С. Тому зберігання харчових продуктів при такій температурі призводить до швидкого розмноження в них мікроорганізмів і псування продуктів. Деякі мікроби при значному накопиченні в продуктах здатні привести до харчових отруєнь людини. Патогенні мікроорганізми, тобто викликають інфекційні захворювання людини, також відносяться до мезофіли.
Низькі температури уповільнюють ріст мікроорганізмів, але не вбивають їх. В охолоджених харчових продуктах риє мікроорганізмів уповільнено, але триває. При температурі нижче Про ° С більшість мікробів припиняють розмножуватися, тобто при заморожуванні продуктів зростання мікробів зупиняється, деякі з них поступово відмирають. Встановлено, що при температурі нижче Про ° С більшість мікроорганізмів впадають в стан, схожий на анабіоз, зберігають свою життєздатність і при підвищенні температури продовжують свій розвиток. Це властивість мікроорганізмів слід враховувати при зберіганні і подальшій кулінарній обробці харчових продуктів. Наприклад, в замороженому м'ясі можуть тривалий час зберігатися сальмонели, а після розморожування м'яса вони в сприятливих умовах швидко накопичуються до небезпечного для людини кількості.
При впливі високої температури, що перевищує максимум витривалості мікроорганізмів, відбувається їх відмирання. Бактерії, що не володіють здатністю утворювати спори, гинуть при нагріванні у вологому середовищі до 60-70 ° С через 15-30 хв, до 80-100 о С - через кілька секунд або хвилин. У спор бактерій термостійкість значно вище. Вони здатні витримувати 100 ° С протягом 1-6 год, при температурі 120-130 ° С спори бактерій у вологому середовищі гинуть через 20-30 хв. Спори цвілі менш термостійкі.
Теплова кулінарна обробка харчових продуктів в громадському харчуванні, пастеризація і стерилізація продуктів в харчовій промисловості призводять до часткової або повної (стерилізація) загибелі вегетативних клітин мікроорганізмів.
При пастеризації харчовий продукт піддається мінімальному температурному впливу. Залежно від температурного режиму розрізняють низьку і 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 короткочасне (не більше 1 хв) вплив на пастерізуемий продукт температури вище 90 ° С, яка призводить до загибелі патогенної неспороносної мікрофлори і в той же час не тягне за собою істотних змін природних властивостей пастерізуемих продуктів. Пастеризовані продукти не можуть зберігатися без холоду.
Стерилізація передбачає звільнення продукту від усіх форм мікроорганізмів, в тому числі і суперечка. Стерилізація банкових консервів проводиться в спеціальних пристроях - автоклавах (під тиском пара) при температурі 110-125 о С протягом 20-60 хв. Стерилізація забезпечує можливість тривалого зберігання консервів. Молоко стерилізується методом ультра високо температурної обробки (при температурі вище 130 ° С) протягом декількох секунд, що дозволяє зберегти всі корисні властивості молока.
Реакція середовища. Життєдіяльність мікроорганізмів залежить від концентрації водневих (Н ') або гідроксильних (ОН
) Іонів в субстраті, на якому вони розвиваються. Для більшості бактерій найбільш сприятлива нейтральна (рН близько 7) або слаболужна середу. Пліснява і дріжджі добре ростуть при слабокислою реакції середовища. Висока кислотність середовища (рН нижче 4,0) перешкоджає розвитку бактерій, проте цвілі можуть продовжувати рости і в більш кислому середовищі. Придушення росту гнильних мікроорганізмів при підкисленні середовища має практичне застосування. Додавання оцтової кислоти використовується при маринуванні продуктів, що перешкоджає процесам гниття і дозволяє зберегти продукти.
Утворюється при квашенні молочна кислота також пригнічує ріст гнильних бактерій.
Концентрація солі і цукру. Кухонна сіль і цукор здавна використовуються для підвищення стійкості продуктів до мікробної псування і кращого збереження харчових продуктів. Підвищення вмісту розчинених речовин (солі або цукру) в живильному середовищі позначається на величині осмотичного тиску всередині мікроорганізмів, викликає їх зневоднення. При підвищенні концентрації кухонної солі в субстраті більше 3-4% розмноження багатьох, в тому числі гнильних, мікроорганізмів сповільнюється, при концентрації більше 7-12% припиняється.
Деякі мікроорганізми потребують для свого розвитку в високих концентраціях солі (20% і вище). Їх називають солелюбівимі, або галофили. Вони можуть викликати псування солоних продуктів.
Високі концентрації цукру (вище 55-65%) припиняють розмноження більшості мікроорганізмів, це іспользуетея при приготуванні з плодів і ягід варення, джему або повидла. Однак ці продукти теж можуть піддаватися псування в результаті розмноження осмофільних цвілі або дріжджів.
Світло. Деяким мікроорганізмам світло необхідне для нормального розвитку, але для більшості з них він згубний. Ультрафіолетові промені сонця мають бактерицидну дію, т. Е. За певних дозах опромінення призводять до загибелі мікроорганізмів. Бактерицидні властивості ультрафіолетових променів ртутно-кварцових ламп використовують для дезінфекції повітря, води, деяких харчових продуктів. Інфрачервоні промені теж можуть викликати загибель мікробів за рахунок теплового впливу. Вплив цих променів застосовують при тепловій обробці продуктів. Негативний вплив на мікроорганізми можуть надавати електромагнітні поля, іонізуючі випромінювання та інші фізичні фактори середовища.
Хімічні фактори. Деякі хімічні речовини здатні надавати на мікроорганізми згубно діють. Хімічні речовини, які мають бактерицидну дію, називають антисептиками. До них відносяться дезінфікуючі засоби (хлорне вапно, гіпохлорити і ін.), Які використовуються в медицині, на підприємствах харчової промисловості та громадського харчування.
Деякі антисептики застосовуються в якості харчових добавок (сорбінова і бензойна кислоти і ін.) При виготовленні соків, ікри, кремів, салатів та інших продуктів.
Біологічні фактори. Між різними мікроорганізмами можуть встановлюватися різні взаємини: симбіоз - взаємовигідні відносини; метабіозу - життєдіяльність одного за рахунок іншого без принесення шкоди; паразитизм - життєдіяльність одного за рахунок іншого з заподіянням йому шкоди; антагонізм - один з видів мікроорганізмів пригнічує розвиток іншого,
що може призвести до загибелі мікробів. Наприклад, розвиток молочнокислих бактерій пригнічує ріст гнильних, ці антагоністичні взаємини використовують при квашенні овочів або для підтримання нормальної мікрофлори в кишечнику людини.
Антагоністичні властивості деяких мікроорганізмів пояснюються здатністю їх виділяти в навколишнє середовище речовини, що мають антимікробну (бактеріостатичну, бактерицидну або фунгіцидних) дією, - антибіотики.
Антибіотики продукуються в основному грибами, рідше бактеріями, вони роблять свій специфічну дію на певні види бактерій або грибів (фунгіцидний вплив). Антибіотики застосовуються в медицині (пеніцилін, левоміцетин, стрептоміцин та ін.), В тваринництві як кормова добавка, в харчовій промисловості для консервування харчових продуктів (низин).
Антибіотичні властивості мають фітонциди - речовини, виявлені в багатьох рослинах і харчових продуктах (цибуля, часник, редька, хрін, прянощі і ін.). До фитонцидам відносяться ефірні масла, антоціани і інші речовини. Вони здатні викликати загибель патогенних мікроорганізмів і гнильних бактерій.
У яєчному білку, рибної ікрі, сльозах, слині міститься лізоцим - антибіотичну речовину тваринного походження.
1. Значення вологості середовища для життєдіяльності мікробів.
2. Вплив температури середовища на життєдіяльність мікроорганізмів.
3. Які мікроорганізми називають псіхрофілов, мезофіли і термофіли?
4. Значення рН середовища для життєдіяльності мікробів.
5. Вплив концентрації солі і цукру на життєдіяльність мікробів.
6. У чому полягає вплив світла на мікроорганізми?
7. Як впливають на мікроорганізми антисептики, антибіотики та інші речовини?