Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ТЕМА: ЕКОЛОГІЯ МІКРООРГАНІЗМІВ.
План заняття.
1.Мікрофлора атмосфери.
2. Мікрофлора гідросфери.
3. Мікрофлора літосфери.
1.Мікрофлора атмосфери.
Атмосферне повітря є найменш сприятливим біотопом для мікроорганізмів через недостатність поживних речовин, вологи і дію ультрафіолетових променів. Завдяки цьому мікрофлора повітря не чисельна. Мікроорганізми потрапляють у повітря з ґрунту, рослин, тварин, розносяться вітром і атмосферними осадами.
Кількість мікроорганізмів в 1 м³ повітря коливається від кількох одиниць до десятків тисяч.
Найбільша кількість мікроорганізмів знаходиться в шарах повітря, розміщених над крупними густонаселеними містами. Набагато менша їх чисельність над сільською місцевістю, лісами, горами, морями і льодовиками.
По мірі віддалення від поверхні землі повітря стає все чистішим, навіть над крупними населеними пунктами.
Мікрофлора повітря суттєво змінюється залежно від пори року, кліматичних умов.
Мікрофлора повітря представлена різними видами спороутворюючих бактерій, пігментоутворюючих форм мікроккоків, сарцин, дріжджів, цвілевих грибів. Хвороботворні мікроорганізми у відкритому повітрі практично не виявляються.
Чисельність мікроорганізмів у повітрі закритого приміщення визначається його об'ємом, частотою провітрювання, якістю прибирання, ступенем освітленості, наявністю людей.
Таке повітря може стати джерелом зараження мікроорганізмами харчових продуктів, сировини, технологічного обладнання, тому для зниження хвороботворних мікроорганізмів у приміщеннях слід підтримувати оптимальну вологість і температуру, чистоту повітря. З цією метою виконують вологе прибирання, забезпечують вентиляцію і очищення повітря та його дезинфекцію (хімічними препаратами і ультрафіолетовими лампами).
Якісний і кількисний склад мікрофлори повітря залежить від:
1) специфіки підприємства;
2) від пори року;
3) клімату і широти;
4) висоти і інше.
Кількісний вміст мікроорганізмів у повітрі визначають численним методом або методом Коха:
де а – кількість колоній які виросли на чашці Петри,шт..;
F – площа чашки «петри»,см²;
r – час осаду в хвилинах;
100, 5, 100 – коефіцієнти встановлені Кохом.
За 5 хвилин в чашці загальною площею 100 см² осідає стільки мікроорганізмів скільки їх вміщується в 10 л повітря.
Повітря на підприємствах контролюють:
МАФАМ
П.І.Б.,ГР
МАФАМ (ЗКБ)
МПА
37±1ºС,72 год.
Обсиміненість повітря не регламентується ,але це число повинно бути min.Ступень зараження встановлює мікробіолог 2 рази на рік – в літку і в зімку.Повітрявважають чистим, якщо в 1 л повітря менше 1000 мікроорганізмів.
Зверніть увагу
У повітрі закритих приміщень виявляють не тільки сапрофітну мікрофлору, але і ряд патогенних бактерій: туберкульозну паличку, спори палички сибірської язви і стовбняка, збудники газової гангрени, пневмококки, стафілококки, віруси тощо.
2. Мікрофлора гідросфери.
Для ряду мікроорганізмів вода є природним середовищем існування. Найбільше мікроорганізмів у воді відкритих водоймищ і річок, у поверхневих шарах прибережної зони водоймищ. Зі збільшенням глибини кількість мікроорганізмів зменшується. Кількість мікробів у воді залежить від пори року і метеорологічних умов. Мікроорганізми потрапляють у воду під час повеней, сильних дощів, із стічними і господарсько-побутовими потоками. У воді мікроорганізми знаходять сприятливі умови.
На формування мікрофлори водоймища впливає мікрофлора намулу, де чисельність мікроорганізмів сягає 400 000 000 в 1г .
Кількість мікроорганізмів у воді залежить від її походження.
Прісноводні джерела - артезіанська вода, джерельна вода, атмосферні опади (дощ, сніг), глибокі ґрунтові води, вода озер, вода річок.
Якщо водопровідна мережа живиться артезіанською водою, кількість бактерій у ній незначна, якщо вода надходить із відкритих водоймищ - бактерій більше.
Вода в харчовій промисловості використовується для санітарної обробки сировини, миття тари, обладнання, вона входить до складу готової продукції (безалкогольні напої, пиво, компоти, маринади, розсоли), вона є засобом транспортування, охолоджувачем і теплоносієм, використовується для підтримування необхідних санітарно-гігієнічних умов у виробничих приміщеннях і на території підприємства, тому вимоги до якості води для виробничих потреб залежать від її призначення.
Мікробіологічні показники питної води. Нормативні вимоги.
Якщо вода входить до складу готової продукції, то вона має бути прозорою, по можливості безбарвною, без стороннього запаху і смаку, не повинна містити сторонніх домішок, що впливають на здоров'я людини, патогенних мікроорганізмів, має бути вільною від тваринних і рослинних мікроорганізмів, паразитів і їх яєць. Вода має відповідати вимогам ГОСТ 2874-82 " Вода питна. Гігієнічні вимоги і контроль за якістю".
При використанні мікробіологічно забрудненої води у виробництво можуть потрапити збудники інфекційних захворювань, харчових отруєнь і різноманітні сапрофітно-гнильні, кислотоутворюючі, спорові форми бактерій, які негативно впливають на хід технологічного процесу, на якість і стійкість готової продукції при зберіганні.
Інтенсивність фекального забруднення води визначається титром кишкової Палички (колі-титр) або колі індексом.
Колі-титр - найменша кількість досліджуваного матеріалу, в якому виявлена одна кишкова паличка, не менше 300 см3;
Колі-індекс - кількість кишкових паличок виявлених в 1 дм ³, не більше 3.
Найбільш повно відповідає цим вимогам артезіанська і джерельна вода. Нею можна користуватися без попереднього очищення.
Зверніть увагу
У ряді процесів можна користуватися водою непитного призначення (технічна вода) для охолодження обладнання, транспортування сировини, відходів, для миття коренеплодів.
Основні методи очищення питної води.
Виявити в пробах води хвороботворні мікроби через їх малу концентрацію важко, тому користуються непрямими методами, зокрема визначення фекальних мікроорганізмів характерних для кишкових людини і тварини, так як разом із ними в воду можуть попадати патогенні мікроорганізми.
Вода із відкритих водоймищ піддягає спеціальній обробці на водоочисних станціях. На першому етапі вода відстоюється в спеціальних басейнах (відстійниках) для видалення завислих частинок, освітлення, знебарвлення, видалення небажаних присмаків і запахів.
Для прискорення відстоювання використовують коагулянти (солі алюмінію та заліза).
На другому етапі воду фільтрують через шар річкового піску, гравію, щебню. На поверхні піску утворюється неорганічна плівка, котра затримує муть і 99% бактерій, що містяться у воді.
Третій етап - знезаражування, знищення залишених у воді мікроорганізмів, серед яких можуть бути патогенні. Знезаражування проводять способом хлорування або озонування, яке дає миттєвий ефект знезаражування і в порівнянні з хлоруванням не змінює органолептичні показники води.
3. Мікрофлора літосфери.
Грунт - це основна екосистема, яка є середовищем існування багатьох тварин, рослин і особливо мікроорганізмів. У ґрунті завжди в достатній кількості є необхідні для їх життєдіяльності поживні речовини і волога. Кількісний і видовий склад мікрофлори ґрунту залежить від типу ґрунту, кліматичних умов, характеру рослинності.
Найбільше мікроорганізмів міститься в удобреному ґрунті, у верхньому шарі (до 20 см). Особливо широко розповсюджені амоніфікуючі (гнильні, маслянокислі, целюлозоруйнівні, нітріфікуючі і азотфіксуючі групи мікроорганізмів). Чисельність мікроорганізмів в підзолестих і дерновопідзолистих грунтах становить до 1 000 000 клітин в 1 г ґрунту, в чорноземах - 3,4-3,6 млн в 1 г ґрунту, в бурих ґрунтах - 4,5 млн. в 1 г.
Плодючість ґрунтів пов'язана із життєдіяльністю мікроорганізмів і їх активною участю в кругообігу речовин в ґрунті. Органічні речовини тваринних і рослинних залишків мінералізуються частково, а залишена частина перетворюється у сполуки, які складають плодючий ґрунтовий гумус (перегній).
Крім сапрофітів в ґрунті містяться патогенні бактерії - збудники стовбняка, ботулізму, газової гангрени, сибірської язви, різноманітних кишкових інфекцій.
Зверніть увагу
Забруднення сировини і готової продукції ґрунтом може призвести не лише до втрати цінних поживних речовин та зниження їх якості внаслідок мікробного псування, а й до інфекційних захворювань і харчових отруєнь.
Питання для закріплення
19 Як використовують продукти розпаду органічних відходів у господарській діяльності людини?
ТЕМА:ВПЛИВ НА МІКРООРГАНІЗМИ ЕКОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ.(Самостійне вивчення.)
План заняття.
1.Абіотичні фактори.
Абіотичні фактори - це фізико-хімічні умови середовища існування. До них належать: температура, вологість, осмотичний тиск, різноманітні види променевої енергії, концентрація водневих іонів і кисню.
1.Температура - головний фактор, що визначає розвиток мікроорганізмів. Вони можуть рости і проявляти свою життєдіяльність у відповідному температурному діапазоні. В цьому діапазоні розрізняють гри кардинальні точки: мінімальна температура, нижче якої ріст не відбувається; максимальна - вище якої ріст припиняється; оптимальна, при якій ріст і життєдіяльність мікроорганізмів відбувається найбільш інтенсивно. По відношенню до температури мікроорганізми поділяють на три групи: психрофіли, мезофіли і термофіли.
Психрофіли - холодолюбиві мікроорганізми, які мешкають у холодних джерелах, грунті північних районів, розвиваються в холодильнику, викликаючи псування охолоджених продуктів. Температурний - -10... +15°С.
Мезофіли - найбільш розповсюджена група мікроорганізмів у природі. Оптимальна температура для їх розвитку - +25...+40°С, максимальна - +45...+50°С, мінімальна - +5...+ 10°С. Мезофілами є дріжджі, міцеліальні гриби, молочнокислі бактерії, більшість збудників псування харчових продуктів і харчових отруєнь.
Термофіли - теплолюбиві мікроорганізми, оптимальна температура їх розвитку - +50...+60°С, максимальна - +70...+80°С, мінімальна -30°С. Термофіли можуть існувати в гарячих джерелах, грунтах і водоймах жарких країн, в кишечнику людини і тварини. Термофіли викликають явище термогенезу, псування консервів.
Більшість термофілів утворюють стійкі спори, які витримують нагрівання до І30-170°С. Спори більшості дріжджів і цвілевих грибів менш стійкі до нагрівання і гинуть при температурі 65-80°С.
На згубній дії високих температур засновані методи знищення мікроорганізмів у харчових продуктах такі як кип'ятіння, варіння, бланшування, обсмажування, пастеризація і стерилізація.
Зверніть увагу
Згубна дія високих температур на мікроорганізми пов'язана із денатурацією білків, оскільки неможливо відновити властивості білків ЦПМ і інших структур клітин, також проходить інактивація ферментів клітини.
Висока термостійкість спор зумовлена малим вмістом у них води і наявністю багатошарової оболонки.
Вегетативні клітини, в яких багато вільної води гинуть швидше при нагріванні, ніж старі і частково зневоджені.
Низькі температури викликають загибель мікроорганізмів тоді, коли замерзає середовище, в якому вони існують або відбуваються різкі перепади температури.
Низькі температури використовують для зберігання продуктів, які швидко псуються, тому їх зберігають в охолодженому стані при температурі від 10 до мінус 2°С, або в замороженому стані при мінус 12-30°С.
Гнильні та патогенні мікроорганізми, які викликають псування харчових продуктів і харчові отруєння, є переважно мезофілами і не розмножуються при 4-5°С, тому на цьому засноване холодильне зберігання харчових продуктів.
Вода входить до складу клітин до 85%, вона підтримує тургор у клітинах, необхідна для перебігу всіх хімічних реакцій у клітині.
По відношенню до вологості мікроорганізми поділяють на: гідрофіти - вологолюбиві, мезофіти - середньовологолюбиві, ксерофіти - сухолюбиві. Більшість міцеліальних грибів - мезофіти, більшість бактерій і дріжджі- гідрофіти. Для бактерій мінімальна вологість становить 20-30%, для міцеліальних грибів 11-13%.
Для розвитку мікроорганізмів важлива неабсолютна величина вологості, а її доступність. Мікроорганізми розвиваються тільки при наявності доступної вологи, яка має назву "активність води".
Значення активності води перебуває в інтервалі від 0 до 1 і характеризує відносну вологість субстрата (поживного середовища). Мікроорганізми можуть існувати при активності води від 0,999 до 0,62.
Щоб запобігти розвитку бактерій у продукті та попередити його псування необхідно знизити в ньому активність води. Для дріжджів до 0,7; для бактерій - до 0,8; міцеліальних грибів - до 0,6. Для цього існують такі методи обробки харчових продуктів як висушування, в'яління, створення високих концентрацій солі та иукру, заморожування.
2. Концентрації. Мікроорганізми чутливі до підвищених концентрацій речовин у субстраті та пов'язаного з ним осмотичного тиску. В субстратах з підвищеним осмотичним тиском порушується нормальний обмін речовин між клітиною і середовищем. Значна частина води з клітини переходить в оточуюче середовище, цитоплазма клітини зневоднюється і настає стан плазмолізу. В такому життєздатному, але не життєдіяльному стані мікроорганізми (в тому числі й патогенні) можуть перебувати досить тривалий час.
Мікроорганізми, які можуть існувати в субстраті з високим осмотичним тиском називають осмофілами. Група мікроорганізмів, стійка до високих концентрацій солі (NаС1), називають галофілами, які представлені двома типами: помірними і крайніми галофілами. Для помірних оптимальні концентрації солі 1-2% , іноді до 10%; для крайніх -від 12 до 30%.
Нездатність більшості мікроорганізмів рости в середовищі з високими концентраціями солі або цукру використовується у харчовій промисловості для консервування різноманітних продуктів.
На відміну від кухонної солі розчини цукру для багатьох мікроорганізмів є добрим поживним середовищем, і загибель мікроорганізмів настає лише при концентраціях цукру в розчині понад 65-70%.
Концентрація водневих іонів у середовищі існування (рН) визначає можливості росту й розмноження мікроорганізмів.
У природних умовах прокаріоти можуть розмножуватися в діапазоні рН від 1 до 11. По відношенню до рН середовища їх поділяють на три групи: нейрофіли, ацидофіли, алкалофіли.
Нейрофіли. Діапазон значення рН для їх розвитку становить 6,8-7,3(це збудники харчових отруєнь, бактерії групи кишкової палички, гнильні бактерії*).
Ацидофіли. Кислотолюбиві, розвиваються при оптимальному рН 4 і нижче (оцтовокислі і інші кислото продукуючі бактерії*).
Алкалофіли. Лужнолюбиві, розвиваються при оптимальному рН 9 і вище, наприклад холерний вібріон.
Якщо рН не відповідає оптимальній величині, то мікроорганізми не можуть повноцінно розвиватися навіть при наявності всіх необхідних поживних речовин, оскільки рН здійснює великий вплив на активність ферментів клітини та проникливість клітинної стінки.
Для бактерій, особливо для гнильних, кисла реакція середовища більш небезпечна, ніж лужна, тому це використовується в консервуванні продуктів шляхом маринування або квасіння.
3.Кісень. Кисень є важливим фактором середовища існування мікроорганізмів. Більшість мікроорганізмів використовують кисень в обміні речовин у зв'язаному і молекулярному стані (за винятком безумовних анаеробів). Під час консервування, для попередження розвитку збудників ботулізму при фасуванні малокислотних консервів не рекомендується банку заповнювати повністю, до самого верху (залишений повітряний простір між продуктом і кришкою, що містить кисень, попереджає розвиток безумовних анаеробів).
4.Вплив різних видів променевої енергії.
Мікроорганізми перебувають під впливом електромагнітних випромінювань з різною довжиною хвиль: іонізованого випромінювання (космічні, рентгенівські і радіоактивні промені), ультрафіолетових променів, видимого світла і радіохвиль.
Сонячна радіація несе на поверхню Землі ультрафіолетові випромінювання, теплові та видимі світлові промені, частина із них губиться, а певна частина доходить до поверхні суші й океану.
Сонячне випромінювання пригнічує розвиток усіх мікроорганізмів. Така дія зумовлена ультрафіолетовою частиною сонячного спектру - електромагнітними коливаннями з довжиною хвилі 250-260 нм.
Ультрафіолетове випромінювання має бактерицидну дію, тому кварцеві лампи використовують як засіб стерилізації повітря, предметів.
Дія УФ-променів поширюється в грунт на глибину 2-3 мм, а у воді ефективність їх впливу зменшується із збільшенням забрудненості води.
Дія променевої енергії ґрунтується на хімічних і фізичних змінах, які відбуваються в мікроорганізмах і оточуючому середовищі.
УФ-промені адсорбуються білками і нуклеїновими кислотами клітин. Це викликає пошкодження клітинних структур і хімічні зміни.
Теплові (інфрачервоні) промені спектру діють на мікроорганізми слабко (лише нагрівають середовище).
Рентгенівське випромінювання (короткохвильове електромагніт не коливання) має значну променеву здатність.
Короткі та довгі радіохвилі не впливають на мікроорганізми, але ультракороткі радіохвилі активні завдяки нагріванню середовища. Ультразвукові коливання впливають на мікроорганізми і повністю пригнічують їх.
5.Біотичні фактори.
У природних умовах мікроорганізми перебувають під впливом різноманітних біотичних факторів - це всі форми впливу мікроорганізмів один на одного, на рослини, тварин і людину.
Розрізняють дві форми симбіозу (спільного існування): асоціативна (сприятлива) і антагоністична.
Асоціативні форми симбіозу:
Антагоністичні форми симбіозу:
Зверніть увагу
Продуцентами антибіотиків можуть бути міцеліальні гриби, деякі бактерії, актиноміцети. Антибіотики використовуються в якості ефективних лікувальних препаратів, в якості добавок до корму молодняку тварин і птиці.
2.Антропогенні фактори.
Антропогенні фактори - це вид екологічних факторів, які є наслідком господарської діяльності людини, в процесі чого проходить забруднення оточуючого середовища. поліетилен та інші). Багато із цих речовин не підлягають розкладанню природнім
Основним джерелом забруднення водоймищ є побутові та промислові стічні води. Найбільш поширеними забруднювачами навколишнього середовища є пестициди, ПАР, які є основою сучасних миючих засобів, синтетичні полімери (пластмаси, шляхом і накопичуються в об'єктах зовнішнього середовища. В результаті цього виникає небезпека потрапляння їх у харчовий ланцюг і міграцію в організм людини.
В результаті дії антропогенних факторів виникає порушення екологічної рівноваги в біосфері.
3. Роль мікроорганізмів в охороні навколишнього середовища.
Мікроорганізми можуть здійснювати біодеградацію (руйнування) і детоксикацію (знезаражування) ряду забруднень води і ґрунту.
Усі стічні води перед спуском у відкриті водойми підлягають очищенню. Обробка стічних вод здійснюється на очисних спорудах і має забезпечувати такий ступінь очищення, який би дозволив використовувати водойми в якості джерел господарсько-питного і промислового водопостачання.
Широкого розповсюдження набули біологічні методи очищення стічних вод, котрі засновані на використанні біохімічної діяльності мікроорганізмів.
Біологічні методи очищення поділяють на аеробні й анаеробні.
Аеробне біологічне очищення проводиться в природних і штучних умовах при доступі повітря, коли органічні речовини окислюються до сірководню, аміаку та нітритів. Очищення в природних умовах проводиться шляхом фільтрування стічних вод через шари ґрунту на полях зрошення або полях фільтрації. Поля зрошення після фільтрації стічних вод використовують для вирощування овочів.
Обидва способи називають фунтовими, тому що стічні води повільно просочуються через шар ґрунту товщиною 1,5-2м, активний шар фунту складає 10 см. При таких способах очищення в фільтруючому шарі фунту затримуються до 99% мікроорганізмів, очищена стічна вода по дренажних трубах надходить у відкриті водоймища.
Використовують біологічні (очисні) стави - штучні, послідовно з'єднані неглибокі водоймища, де біологічне очищення засноване на тих же процесах, що й під час природного самоочищення водоймищ.
Штучні методи очищення передбачають створення споруд для очищення стічних вод - у біофільтрах і аеротенках, де принципи очищення наближені до природних та інтенсифікуються шляхом насичення стічних вод киснем. Біологічному очищенню передує механічне. Біологічне очищення перебувається за участі біоплівки у біофільтрах або шматків активного намулу в аеротенках. Біоплівка і активний намул є складними біоценозами, де відбувається окислення забруднених стічних вод із подальшим відстоюванням для звільнення від біоплівки або намулу.
Анаеробне біологічне очищення. Для анаеробного розкладу забруднених стічних вод влаштовують штучні очисні споруди: метантенки, септиктеки і двоярусні відстійники. В них відбувається біологічна обробка твердої фази стічних вод, котру складають осад з решіток із попередніх відстойників та надлишковий намул та біоплівка із біофільтрів та біотенків.
Незалежно від типу очисних споруд у них відбуваються різноманітні мікробіологічні процеси, де беруть участь цілий комплекс анаеробних мікроорганізмів. У результаті складні органічні сполуки твердої фази перетворюються в рідкі та газоподібні. Наприклад, метан складає 60-65%, і його використовують як паливний газ.
Зверніть увагу
Нормальна робота біологічних очисних споруд порушується якщо в стоки попадають токсичні або неприродні органічні, синтетичні речовини.