Гнилостных бактерий в организм человека. Гниение, микроорганизмы-возбудители, образующиеся при гниении веществ. Условия разложения белковых веществ микроорганизмами. Аэробные гнилостные микроорганизмы

Дисбактериоз кишечника? это состояние, при котором соотношение бактерий, населяющих человеческий кишечник, нарушается. В такой обстановки пригодных микробов становится поменьше, а пагубных? огромнее. Это может привести к возникновению болезней и нарушению работы ЖКТ.

Причины нарушений

Развитие патогенных микроорганизмов могут вызвать такие действия:

К сожалению, первая и вторая степень дисбактериоза фактически не диагностируется. Следственно признаки становления бактерий в кишечнике дозволено определить только на третьей и четвертой стадии заболевания.

Нарушение стула:

• Страдающие дисбактериозом жалятся на непрерывную диарею. Это происходит из-за усиления перистальтики кишечника и непомерного выделения кислот. Изредка стул может быть с примесями крови либо же слизи. Экскременты имеют запах гнили;
• Возрастное нарушение работы ЖКТ может привести к становлению запоров. Неимение типичной флоры гораздо снижает перистальтику.

Вздутие живота:

• Спазматическая боль. Непомерное образование газов содействует увеличению давления в кишечнике. Если пациент страдает от расстройства тонкого кишечника, он нередко жалится на спазматические боли в районе пупка. Если же нарушение микрофлоры отслеживается в толстом кишечнике, боль в животе с правой стороны;
• Расстройства. Тошнота, неимение аппетита и рвота свидетельствуют о нарушении пищеварительных процессов;
• Сухость, а также бледность кожных покровов, ухудшение состояния ногтей и волос, стоматит;
• Аллергия. Зачастую у пациентов возникают кожные высыпания и зуд. Как водится, их вызывают продукты, которые ранее типично усваивались организмом;
• Интоксикация. Стремительная утомляемость, головная боль, а также температура говорят о накоплении в организме продуктов распада.

Могут ли быть осложнения?

Развитие гнилостных бактерий в человеческом кишечнике может спровоцировать и осложнения:

• Сепсис. Если патогенные микробы всосутся в кровь человека, это может вызвать ее заражение;
• Энтероколит. Если пациент своевременно не обратился к врачу, у него может развиться хроническое воспаление толстого и тонкого кишечников;
• Анемия. Неимение типичной флоры не разрешает довольному числу микроэлементов и витаминов всасываться в кровь, что отражается на ярусе гемоглобина в ней;
• Перитонит. Огромное число «дрянных» болезнетворных бактерий кишечника деструктивно влияет ткани ЖКТ, это может привести к выбросу содержимого в брюшную полость;
• Снижение веса. От того что аппетит у человека снижается, это приводит к существенной потере веса.

Как лечить?

Лечение кишечника от пагубных бактерий проводится с поддержкой особых препаратов, которые угнетают становление патогенной флоры. Виды медикаментов, их дозировку и длительность курса лечения могут определяться только докторами. Следственно перед приемом лекарство неукоснительно проконсультируйтесь с доктором.

Препараты, применяемые при дисбактериозе:

• Пробиотики. Лекарства содержат живые пригодные бактерии, которые восстанавливают микрофлору. Их применяют для лечения недуга на 2-4 стадии;
• Пребиотики. Данные препараты имеют бифидогенное качество. Они способны стимулировать размножение «отменных» микроорганизмов, которые позднее вытесняют «пагубные» микробы;
• Симбиотики. Это составные виды препаратов, которые включают в себя и пребиотики, и прибиотики. Такие лекарства стимулируют рост и становление недостающих пригодных бактерий;
• Сорбенты. Назначают во время интоксикации организма для итога продуктов метаболизма;
• Антибактериальные медикаменты. Почаще каждого их назначают теснее на 4-й степени заболевания, когда нужно бороться с становлением пагубных кишечных бактерий;
• Противогрибковые лекарства. Если в экскрементах обнаруживаются грибковые образования по типу Кандиды, доктор назначит противогрибковый препарат, тот, что ликвидирует всякие дрожжеподобные образования;
• Ферменты. При нарушениях ЖКТ ферменты «помогают» пригодным бактериям в переработке пищи.

Соблюдение диеты

Для коррекции микрофлоры дюже главно соблюдать диету, которая назначается лечащим врачом. Первым делом из рациона необходимо исключить всякие виды спиртных напитков, толстую и слишком острую пищу, сладости (пирожные, торты, леденцы, конфеты), копченые продукты и соления.

Все эти продукты только увеличивают бродильные процессы, а это сказывается и на флоре кишечника.

Питаться нужно зачастую, но при этом доли не обязаны быть большими. Желанно в течение дня иметь от 4 до 5 приемов пищи. Дабы усовершенствовать работу ЖКТ, усердствуйте не употреблять во время еды воду, кофе и газированные напитки. Любая жидкость сокращает концентрацию желудочного сока, а это принуждает еду перевариваться дольше.

Продукты, которые увеличивают метеоризм, неукоснительно исключите:

• фасоль;
• горох;
• газированная вода;
• хлебобулочные изделия с отрубями;

А вот белки в рационе следовало бы увеличить. Отдавайте предпочтение только нежирному мясу, которое класснее есть либо в тушеном, либо в вареном виде.

Чтобы «активировать» работу своего кишечника, усердствуйте почаще применять зелень: петрушку, зеленый лук, укроп и сельдерей. «Зеленые помощники» усилят действие типичной микрофлоры, что поможет в борьбе с становлением патогенной.
Если вы подметили признаки происхождения дисбактериоза, усердствуйте употреблять такие продукты:

• свежие овощи;
• фрукты;
• кефир;
• гречка;
• йогурты;
• яблочное пюре;
• овес;
• простокваша;
• ряженка.

Процесс лечения от такого недуга, как дисбактериоз, дюже долгий и сложный. Он требует соблюдения всех врачебных предписаний и диеты.

На 1-й взор кажется, что степень тяжести заболевания слишком преувеличена, но не стоит забывать о допустимых последствиях.

Лечение может быть назначено только компетентным экспертом. При наличии вышеперечисленных признаков, не бегите сразу же в аптеку.

Обратитесь к врачу, тот, что подберет для вас наилучший курс лечения и медикаменты. Берегите себя и свое здоровье.

Гнилостные процессы являются неотъемлемой частью круговорота веществ на планете. И происходит он непрерывно благодаря крошечным микроорганизмам. Именно гнилостные бактерии разлагают останки животных, удобряют почву. Конечно, не все так радужно, потому что микроорганизмы способны непоправимо испортить продукты в холодильнике или, того хуже, вызвать отравление и дисбактериоз кишечника.

Что такое гниение?

Гниение – это разложение белковых соединений, которые входят в состав растительных и животных организмов. В процессе из сложных органических веществ образуются минеральные соединения:

• сероводород;
• углекислый газ;
• аммиак;
• метан;
• вода.

Гниение всегда сопровождается неприятным запахом. Чем интенсивнее «душок», тем дальше зашел процесс разложения. Чего стоит «аромат», который издают останки дохлой кошки в дальнем углу двора.

Важным фактором для развития микроорганизмов в природе является тип питания. Гнилостные бактерии питаются готовыми органическими веществами, поэтому их называют гетеротрофы.

Самая благоприятная температура для гниения колеблется в пределах 25-35°C. Если температурную планку снизить до 4-6°C, то жизнедеятельность гнилостных бактерий можно значительно, но не полностью, приостановить. Вызвать гибель микроорганизмов способно только повышение температуры в пределах 100°C.

А вот при очень низких температурах гниение полностью останавливается. Ученые не раз находили в насквозь промерзшей земле Крайнего Севера тела древних людей и мамонтов, которые замечательно сохранились, несмотря на прошедшие тысячелетия.

Чистильщики природы

В природе гнилостные бактерии играют роль санитаров. По всему миру собирается огромное количество органических отходов:

• останки животных;
• опавшие листья;
• поваленные деревья;
• сломанные ветви;
• солома.

Что бы случилось с жителями Земли, не будь маленьких чистильщиков? Планета просто превратилась бы в свалку, непригодную для жизни. Но гнилостные прокариоты честно выполняют свою работу в природе, превращая мертвую органику в перегной. Он не только богат полезными веществами, но и склеивает комочки земли, придавая им прочность. Поэтому почва не размывается водой, а, наоборот, задерживается в ней. Растения получают живительную влагу и растворенное в воде питание.

Помощники человека

Человек давно прибегает к помощи гнилостных бактерий в сельском хозяйстве. Без них не вырастить богатый урожай зерновых, не развести коз и овец, не получить молока.

Но интересно, что гнилостные процессы используют и в техническом производстве. Например, при выделке шкур их сознательно подвергают гниению. Обработанные таким образом шкуры легко очистить от шерсти, выдубить и размягчить.

Но гнилостные микроорганизмы могут нанести и значительный вред в хозяйстве. Микробы любят полакомиться человеческой пищей. А это значит, что продукты питания попросту будут испорчены. Употребление их становится опасным для здоровья, потому что может привести к сильным отравлениям, которые потребуют долгого лечения.

Обезопасить свои продуктовые запасы можно с помощью:

• замораживания;
• высушивания;
• пастеризации.

Организм человека в опасности

Процесс гниения, как это ни печально, затрагивает организм человека изнутри. Центром локализации гнилостных бактерий является кишечник. Именно там непереваренная пища разлагается и выделяет токсины. Печень и почки, как могут, сдерживают напор токсичных веществ. Но они не способны подчас справиться с перегрузками, и тогда начинается разлад в работе внутренних органов, требующий незамедлительного лечения.

Первой под прицел попадает центральная нервная система. Люди часто жалуются на такие типы недомогания:

• раздражительность;
• головная боль;
• постоянная усталость.

Постоянное отравление организма токсинами из кишечника значительно ускоряет старение. Многие заболевания значительно «молодеют» из-за постоянного поражения ядовитыми веществами печени и почек.

Врачи многие десятилетия вели нещадную борьбу с гнилостными бактериями в кишечнике самыми неординарными методами лечения. Например, больным делали операцию по удалению толстого кишечника. Конечно, никакого эффекта такой тип процедуры не давал, а вот осложнений возникало немало.

Современная наука пришла к заключению, что обмен веществ в кишечнике реально восстановить с помощью молочнокислых бактерий. Считается, что активней всего борется с ними ацидофильная палочка.

Поэтому сопровождать лечение и профилактику дисбактериоза кишечника обязательно должны кисломолочные продукты:

• кефир;
• ацидофильное молоко;
• ацидофильная простокваша;
• ацидофильная паста.

Приготовить их несложно в домашних условиях из пастеризованного молока и ацидофильной закваски, которую можно приобрести в аптеке. В состав закваски входят высушенные ацидофильные бактерии, упакованные в герметичную тару.

Фармацевтическая промышленность предлагает свою продукцию для лечения дисбактериоза кишечника. В аптечных сетях появились препараты на основе бифидобактерий. Они комплексно действуют на весь организм, и не только подавляют гнилостные микробы, но и улучшают обмен веществ, способствуют синтезу витаминов, заживляют язвы в желудке и кишечнике.

Можно ли пить молоко?

Споры вокруг целесообразности потребления молока учеными ведутся уже много лет. Лучшие умы человечества разобщились на противников и защитников этого продукта, но к единому мнению так и не пришли.

Человеческий организм с самого рождения запрограммирован на потребление молока. Это основной продукт питания для деток первого года жизни. Но со временем в организме происходят изменения, и он теряет способность переваривать многие компоненты молока.

Если побаловать себя очень хочется, то придется учесть, что молоко является самостоятельным блюдом. Привычное с детства лакомство, молоко со сладкой булочкой или свежим хлебом, к сожалению, взрослым недоступно. Попадая в кислую среду желудка, молоко моментально створаживается, обволакивает стенки и не позволяет остальной пище перевариваться в течение 2 часов. Это провоцирует гниение, образование газов и токсинов, а впоследствии проблемы в работе кишечника и длительное лечение.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 8 г. Поронайска

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

ГНИЛОСТНЫЕ БАКТЕРИИ, БАКТЕРИЯ СЕННАЯ ПАЛОЧКА

Выполнили: Коноватникова Александра,

Мхитарян Арам, Мхитарян Арпине

Руководитель: учитель биологии

Поронайск, 2013

ВВЕДЕНИЕ

Бактерии – очень древние организмы, появившиеся около трёх миллиардов лет назад. Бактерии микроскопически малы, но их скопления или колонии видны невооружённым глазом. В природе бактерии встречаются повсюду, и выполняю на планете гигантскую работу.

Бактерии являются разрушителями органического вещества, очищая планету от остатков погибших животных и растений. Встречаются бактерии-симбионты, которые живут в организмах растений и животных, принося им пользу (клубеньковые бактерии). Известны и хищные бактерии, поедающие других бактерий.

Цель работы: используя методику получения культуры гнилостных бактерий и культуры сенной палочки, вырастить и пронаблюдать указанные микроорганизмы.

Задачи работы:

составить представление о гниении;

изучить методику выращивания культуры гнилостных бактерий и сенной палочки;

выполнить и описать лабораторные работы, наблюдение культур.

Метод работы: теоретический и экспериментальный

Практическая значимость:

научимся ставить микробиологические опыт, работать с электронным микроскопом, писать небольшие исследовательские работы.

I. ГНИЕНИЕ

Гниение – распад белковых и других азотистых веществ под влиянием гнилостных бактерий сопровождающийся образованием зловонных продуктов. Развитию процессов гниения способствуют: влажности , надлежащая t°. Белки под влиянием гниения подвергаются глубоким и сложным изменениям, в результате которых белковая молекула распадается на длинный ряд мелких молекул. Начало изучению процессов гниения белков было положено Ненцким, Бауманом, братьями Зальковскими, Готье, Этаром и Бригером. Гнилостное расщепление вызывается разложением белковых веществ микроорганизмами. Белки являются важнейшей составной частью живого и отмершего органического мира, содержатся во многих пищевых продуктах.

Способность разрушать белковые вещества присуща многим микроорганизмам. Одни микроорганизмы вызывают неглубокое расщепление белка, другие могут разрушать его более глубоко. Гнилостные процессы постоянно протекают в природных условиях и нередко возникают в продуктах и изделиях, содержащих белковые вещества. Конечными продуктами гниения являются аминокислоты и газообразные зловонные продукты (аммиак , сероводород, индол, скатол, меркаптаны и др.).

Чаще других гниение вызывают следующие аэробные бактерии (живут в кислородной среде): бациллус субтилис (сенная палочка) и бациллус мезентерикус (картофельная палочка). Обе эти бактерии подвижны и образуют споры, отличающиеся устойчивостью к высоким температурам.

Сенная палочка постоянно обитает на сене, благодаря чему и получила своё название. Развивается на сенном настое в виде пленки. Сенная палочка способна вырабатывать антибиотические вещества, подавляющие жизнедеятельность многих болезнетворных и неболезнетворных бактерий. При разложении ею белков выделяется много аммиака.

Картофельная палочка обладает большей активностью в разрушении белков, чем сенная. Картофельная палочка (сенная палочка в меньшей мере) способна вызывать картофельную болезнь печеного хлеба, вследствие чего он становится тягучим и липким. Такой хлеб в пищу непригоден. Обе бактерии могут вызывать порчу многих других продуктов – молочных и кондитерских изделий, картофеля, плодов и др.

Оптимальная температура развития для большей части гнилостных микроорганизмов находится в пределах 25-35°С. Низкие температуры не вызывают их гибели, а лишь приостанавливают развитие. При температуре 4-6° С жизнедеятельность гнилостных микроорганизмов подавляется.

II. ВЫРАЩИВАНИЕ КУЛЬТУРЫ ГНИЛОСТНЫХ БАКТЕРИЙ И СЕННОЙ ПАЛОЧКИ

1. Лабораторные работы «Выращивание культуры микроорганизмов»

А) Методика приготовления элективной накопительной культуры гнилостных бактерий

Ход работы

1) В простерилизованную баночку положить кусочек любого мяса, кусочек вареной колбасы

2) Плотно закрыть крышкой, пробкой.

3) Поставить в тёплое место

4) По окончании опыта микроскопировать культуру.

В соответствии с описанием работы были выполнены все действия, в течение недели проводились наблюдения за ростом колоний сенной палочки и гнилостных бактерий.

Таблица 1. Наблюдения Мхитарян Арпине

	Наблюдения Мхитарян Арпине
Куриное мясо	Варёная колбаса
	Заложен опыт	Заложен опыт
	Изменений нет	Колбаса стала белой. Неприятный запах.
	Мясо почернело. На поверхности появилась плёнка. Неприятный запах.	Колбаса стала белой. Неприятный запах.
	Мясо почернело, вздулось. На поверхности мяса появилась плёнка. Неприятный запах.	Колбаса стала белой. Неприятный запах.
	Почерневшее мясо плавает в дурно пахнущей жидкости, появилась серая плёнка	На поверхности дурно пахнущей колбасы появилась серая плёнка
	Микроскопирование

Таблица 2. Наблюдения Мхитарян Арама.

	Наблюдения Мхитарян Арама
Мясо рыбы	Варёная колбаса
	Заложен опыт	Заложен опыт
	Изменений нет	Колбаса стала белой. Неприятный запах.
	Мясо побелело, неприятный запах	Баночку с гниющей колбасой вынесли на холод
	Баночку с гниющим мясом вынесли на холод
	Баночку с гниющим мясом вынесли на холод	Баночку с гниющей колбасой вынесли на холод
	Микроскопирование

Таблица 3. Наблюдения Коноватниковой Александры.

	Наблюдения Коноватниковой Александры
Куриное Мясо	Варёная колбаса
	Заложен опыт	Заложен опыт
	Изменений нет	Колбаса стала белой. Неприятный запах.
	Мясо вздулось, выделяется жёлтая жидкость	Колбаса стала белой. Неприятный запах.
	Мясо вздулось, выделяется жёлтая жидкость, сильный гнилостный запах	Колбаса стала белой. Неприятный запах. Образовалась белая плёнка
	На кусочке мяса образовалась плёнка
	Баночку с гниющим мясом вынесли на холод	Баночку с гниющей колбасой вынесли на холод
	Микроскопирование

Таким образом, процессы гниения во всех опытах протекают одинаково, сопровождаются выделением дурно пахнущих веществ, образованием налёта и жидкости

Б) Методика приготовления элективной накопительной культуры сенной палочки (Bacillus subtilis)

Накопительными элективными культурами называются такие, в которых создаются условия для роста микроорганизмов одного вида и подавляется рост других видов. В данной работе кипячение является фактором, убивающим неспороносные формы, вследствие чего сенная палочка образует настоящую колонию

Оборудование и материалы: колба термостойкая на 250 мл, стеклянная палочка, ватно-марлевая пробка, сенная труха или солома, толченый мел, электроплитка или водяная баня, кипяток, стеклограф, ножницы.

Ход работы:

Получение культуры сенной палочки

1) Простерилизовать посуду.

2) Отвесить навеску 10-15 г сена или соломы.

3) Поместить в колбу. Залить кипятком, так, чтобы солома была полностью покрыта водой.

4) Засыпать 0,5 ч. л. мела. Кипятить 15 мин.

5) Закрыть пробкой и поставить в шкаф.

6) По окончании микроскопировать.

На поверхности сенного отвара через 5 дней появилась сероватая пленка, состоящая из особей сенной палочки.

2. Наблюдение микроорганизмов

Приготовление микропрепаратов

Оборудование:

1. Предметные стёкла, покровные стёкла, пипетка, салфетка, стакан.

2. Вычистили покровные стёкла.

3. Из колбы, где находились культуры, слили раствор с микроорганизмами в стакан.

4. Капельку с культурой наносили на предметное стекло, окрашивали лакмусом, метиловым оранжевым накрывали покровным стеклом.

Рисунок 2. 1, 2 – гнилостных бактерии. Альтами школьный.

Увеличение в 400 раз. Выполнила Мхитарян Арпине

https://pandia.ru/text/78/151/images/image008_26.gif" width="236" height="15">

Рисунок 3. 1, 2 - гнилостные бактерии. Фото Альтами школьный.

Увеличение в 400 раз. Выполнил Мхитарян Арам

Вывод: работа с микропрепаратами позволяет сделать вывод о том, что гнилостные бактерии и бактерии сенной палочки имеют одинаковую форму, движение. Установлено сходство бактерий с картофельной палочкой, что позволяет предположить, что мы получили культуры микроорганизмов сходные и, возможно, одинаковые.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведённой исследовательской работы мы научились выращивать культуры микроорганизмов гнилостных бактерий и сенной палочки, готовить окрашенные микропрепараты, наблюдать бактерии в микроскоп, делать фотографии, описывать результаты работы.

В процессе работы поняли, что гниение в природе играет большую положительную роль. Оно является составной частью круговорота веществ. Гнилостные процессы обеспечивают обогащение почвы такими формами азота, которые необходимы растениям. Однако гнилостные микроорганизмы могут вызывать порчу многих пищевых продуктов и материалов, содержащих белковые вещества. Для предотвращения порчи продуктов гнилостными микроорганизмами следует обеспечивать такой режим их хранения, который исключал бы развитие этих микроорганизмов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Соколов, животных, первый том [Текст] / . – М.: Просвещение, 1984. – 463 с.

2. Гиляров, словарь юного биолога [Текст] / . – М.: Педагогика, 1896. – 352 с.

3. Википедия [Электронный ресурс] /

В процессе обмена веществ микроорганизмы не только осуществляют синтез сложных белковых веществ собственной цитоплазмы, но и производят глубокое разрушение белковых соединений субстрата. Процесс минерализации органических белковых веществ микроорганизмами, протекающий с выделением аммиака или с образованием аммонийных солей, получил в микробиологии название гниения или аммонификации белков.

Таким образом, в строгом микробиологическом смысле гниение - это минерализация органического белка, хотя в повседневной жизни «гниением» называют целый ряд разнообразных процессов, имеющих чисто случайное сходство, объединяя в этом понятии и порчу пищевых продуктов (мяса, рыбы, яиц, плодов, овощей), и разложение трупов животных и растений, и разнообразные процессы, протекающие в навозе, растительных отбросах, и т.д.

Аммонификация белка - сложный многоступенчатый процесс. Его внутренняя сущность заключается в энергетических превращениях микроорганизмами аминокислот с использованием их углеродного скелета в синтезе цитоплазменных соединений. В естественных условиях разложение богатых белками веществ растительного и животного происхождения, возбуждаемое различными бактериями, плесенями, актиномицетами, протекает необычайно легко как при широком доступе воздуха, так и в условиях полного анаэробиоза. В связи с этим химизм разложения белковых веществ и природа возникающих продуктов распада могут сильно варьировать в зависимости от вида микроорганизма, химической природы белка, условий протекания процесса: аэрации, влажности, температуры.

При доступе воздуха, например, процесс гниения протекает очень интенсивно, вплоть до полной минерализации белковых веществ - образуется аммиак и даже частично элементарный азот, образуются либо метан, либо углекислый газ, а также сероводород и соли фосфорной кислоты. В анаэробных условиях, как правило, полной минерализации белка не происходит, и часть возникающих (промежуточных) продуктов гниения, имеющих обычно неприятный запах, сохраняется в субстрате, придавая ему тошнотворный запах гниения.

Препятствует аммонификации белков низкая температура. В вечномерзлых слоях земли Крайнего Севера находили, например, трупы мамонтов, пролежавшие десятки тысячелетий, но не подвергшиеся разложению.

В зависимости от индивидуальных свойств микроорганизмов - возбудителей гниения - происходит либо неглубокий распад белковой молекулы, либо глубокое ее расщепление (полная минерализация). Но есть и такие микроорганизмы, которые принимают участие в гниении лишь после того, как в субстрате в результате жизнедеятельности других микробов появляются продукты гидролиза белковых веществ. Собственно «гнилостными» называют тех микробов, которые возбуждают глубокий распад белковых веществ, обусловливая полную их минерализацию.

Белковые вещества в процессе питания не могут быть непосредственно усвоены микробной клеткой. Коллоидная структура белков препятствует их поступлению в клетку через клеточную оболочку. Лишь после гидролитического расщепления более простые продукты гидролиза белков проникают внутрь микробной клетки и используются ею в синтезе клеточного вещества. Таким образом, гидролиз белков протекает вне тела микроба. Микроб для этого выделяет в субстрат протеолитические экзоферменты (протеиназы). Такой способ питания обусловливает в субстратах разложение огромных масс белковых веществ, тогда как внутри микробной клетки в белковую форму превращается лишь сравнительно небольшая часть продуктов гидролиза белка. Процесс расщепления белковых веществ в данном случае в большой степени преобладает над процессом их синтеза. В силу этого общебиологическая роль гнилостных микробов как агентов разложения белковых веществ огромна.

Механизм минерализации сложной белковой молекулы гнилостными микробами можно представить следующей цепью химических превращений:

I. Гидролиз крупной белковой молекулы до альбумоз, пептонов, полипептидов, дипептидов.

II. Продолжающийся более глубокий гидролиз продуктов расщепления белка до аминокислот.

III. Превращения аминокислот под действием микробных ферментов. Разнообразие аминокислот и ферментов, имеющихся в ферментативном комплексе различных микробов, те или иные условия протекания процесса обусловливают и чрезвычайное химическое разнообразие продуктов превращения аминокислот.

Так, аминокислоты могут подвергаться декарбоксилированию, дезаминированию как окислительному, так и восстановительному и гидролитическому. Энергичная карбоксилаза вызывает декарбоксилирование аминокислот с образованием летучих аминов или диаминов, имеющих тошнотворный запах. Из аминокислоты лизина при этом образуется кадаверин, из аминокислоты орнитина - путресцин:

Кадаверин и путресцин получили название «трупных ядов» или птомаинов (от греческого ptoma - труп, падаль). Ранее считалось, что птомаины, возникающие при распаде белков, вызывают пищевые отравления. Однако в настоящее время выяснено, что ядовитыми являются не сами птомаины, а сопутствующие им их производные - нейрин, мускарин, а также некоторые вещества неизвестной химической природы.

При дезаминировании от аминокислот отщепляется аминогруппа (NH2), из которой образуется аммиак. Реакция субстрата при этом становится щелочной. При окислительном дезаминировании, кроме аммиака, образуются еще и кетонокислоты:

При восстановительном дезаминировании возникают предельные жирные кислоты:

Гидролитическое дезаминирование и декарбоксилирование приводят к возникновению спиртов:

Кроме того, могут образоваться при этом и углеводороды (например, метан), непредельно жирные кислоты, водород.

Из ароматических аминокислот в анаэробных условиях возникают дурнопахнущие продукты гниения: фенол, индол, скатол. Индол и скатол образуются обычно из триптофана. Из аминокислот, содержащих серу, в аэробных условиях гниения возникают сероводород или меркаптаны, также обладающие неприятным запахом тухлых яиц. Сложные белки - нуклеопротеиды - распадаются на нуклеиновые кислоты и белок, которые в свою очередь расщепляются. Нуклеиновые кислоты при распаде дают фосфорную кислоту, рибозу, дезоксирибозу и азотистые органические основания. В каждом конкретном случае возможно протекание только части указанных химических превращений, а не полностью всего цикла.

Появление в пищевых продуктах, богатых белком (таких, как мясо или рыба), запаха аммиака, аминов и других продуктов распада аминокислот является показателем их микробной порчи.

Микроорганизмы, возбуждающие аммонификацию белковых веществ, очень широко распространены в природе. Они встречаются повсеместно: в почве, в воде, в воздухе - и представлены чрезвычайно разнообразными формами - аэробными и анаэробными, факультативноанаэробными, спорообразующими и бесспорозыми.

Аэробные гнилостные микроорганизмы

Сенная палочка (Bacillus subtilis) (рис. 35) - широко распространенная в природе аэробная бацилла, обычно выделяемая из сена, очень подвижная палочка (3-5 х 0,6 мкм) с перитрихиальным жгутованием. Если выращивание производить на жидких средах (например, на сенном отваре), то клетки бациллы получаются несколько крупнее и соединяются в длинные цепочки, образуя на поверхности жидкости морщинистую и сухую серебристо-беловатую пленку. При развитии на твердых средах, содержащих углеводы, образуется мелкоморщинистая сухая или зернистая, срастающаяся с субстратом колония. На ломтиках картофеля колонии сенной палочки всегда получаются слегка морщинистыми, бесцветными или слегка розоватыми, напоминающими бархатистый налет.

Развивается сенная палочка в очень широком диапазоне температур, являясь практически космополитом. Но вообще считается, что наилучшей температурой для ее развития является 37-50 °С. Споры у сенной палочки овальные, располагаются эксцентрально, без строгой локализации (но все же во многих случаях ближе к центру клетки). Прорастание спор экваториальное. Грамположительна, углеводы разлагает с образованием ацетона и уксусного альдегида, обладает очень высокой протеолитической способностью. Споры сенной палочки весьма термоустойчивы - нередко сохраняются в консервах, стерилизованных при 120°С.

Картофельная палочка (Bac. mesentericus) (рис. 36) - распространена в природе не менее широко, чем сенная. Обычно картофельная палочка встречается на картофеле, попадая сюда из почвы.

Морфологически картофельная палочка очень сходна с сенной: ее клетки (3-10 х 0,5-0,6 мкм) имеют перитрихиальное жгутование; встречаются как одиночные, так и соединенные в цепочку. Споры картофельной палочки, как и сенной, овальные, иногда встречаются продолговатые, крупные; располагаются они в любой части клетки (но чаще центрально). При формировании спор клетка не раздувается, споры прорастают экваториально.

При выращивании на ломтиках картофеля картофельная палочка образует обильный желтовато-бурый складчатый влажно блестящий налет, напоминающий брыжейку, благодаря чему микроб и получил свое название. На агаровых белковых средах образует тонкие, сухие и морщинистые колонии, не срастающиеся с субстратом.

По Граму картофельная палочка окрашивается положительно. Оптимальная температура развития, как и у сенной палочки, 35-45 °С. При разложении белков образует много сероводорода. Споры картофельной палочки очень термоустойчивы и подобно спорам сенной палочки выдерживают длительное кипячение, часто сохраняясь в консервированных продуктах.

Bac. сеreus. Это - палочки (3-5 х 1-1,5 мкм) с прямыми концами, одиночные или соединенные в запутанные цепочки. Встречаются варианты и с более короткими клетками. Цитоплазма клеток заметно зернистая или вакуолистая, по концам клеток часто образуются блестящие жироподобные зерна. Клетки бациллы подвижные, с перитрихиальным жгутованием. Споры Вас. cereus образует овальные или эллипсоидные, обычно располагающиеся центрально и прорастающие полярно. При развитии на МПА (мясопептонном агаре) бацилла образует крупные компактные колонии со складчатым центром и ризоидными волнистыми краями. Иногда колонии бывают мелкобугристыми с бахромчатыми краями и жгутиковидными выростами, с характерными крупинками, преломляющими свет. Bac. cereus является аэробом. Однако в некоторых случаях развивается и при затрудненном доступе кислорода. Встречается эта бацилла в почве, в воде, на растительных субстратах. Желатину разжижает, молоко пептонизирует, крахмал гидролизует. Температурный оптимум развития Bac. cereus 30 °С, максимум 37-48 °С. При развитии в мясопептонном бульоне образует обильную однородную муть с легко распадающимся мягким осадком и нежной пленкой на поверхности.

Из других аэробных гнилостных микробов можно отметить земляную палочку (Вас. mycoides), Вас. megatherium, а также бесспоровые пигментные бактерии - «чудесную палочку» (Bact. prodigiosum), Pseudomonas fluorescens.

Земляная палочка (Bac. mycoides) (рис. 37) - одна из очень распространенных гнилостных почвенных бацилл, имеет довольно крупные (5-7 х 0,8-1,2 мкм) одиночные или соединенные в длинные цепочки клетки. На твердых средах земляная палочка образует весьма характерные колонии - пушистые, ризоидные или мицелиевидные, стелющиеся по поверхности среды, как грибной мицелий. За это сходство бацилла и получила название Bac. mycoides, что значит «грибовидная».

Bac. megaterium - бацилла, имеющая крупные размеры, за что и получила свое название, означающее «большое животное». Она постоянно встречается в почве и на поверхности гниющих материалов. Молодые клетки обычно толстые - до 2 мкм в поперечнике, длиной от 3,5 до 7 мкм. Содержимое клеток грубозернистое с большим количеством крупных включений жироподобного или гликогеноподобного вещества. Нередко включения заполняют почти сплошь всю клетку, придавая ей весьма характерное строение, по которому легко распознают данный вид. Колонии на агаровых средах гладкие, грязно-белые, жирно-блестящие. Края колонии резко обрезаны, иногда волнисто-бахромчатые.

Пигментная бактерия Pseudomonas fluorescens мелкая (1-2 х 0,6 мкм) грамотрицательная бесспоровая палочка, подвижная, с лофотрихиальным жгутованием. Бактерия образует зеленовато-желтый флюоресцирующий пигмент, который, проникая в субстрат, окрашивает его в желто-зеленый цвет.

Пигментная бактерия Bacterium prodigiosum (рис. 38) широко известна под названием «чудесная палочка» или «палочка чудесной крови». Очень маленькая грамотрицательная бесспоровая подвижная палочка с перитрихиальным жгутованием. При развитии на агаровых и желатиновых средах образует колонии темно-красного цвета с металлическим блеском, напоминающие капли крови.

Появление таких колоний на хлебе и картофеле в средние века вызывало у религиозных людей суеверный ужас и связывалось с злокознями «еретиков» и «дьявольским наваждением». Из-за этой безвредной бактерии святейшая инквизиция сожгла на кострах не одну тысячу совершенно невинных людей.

Факультативноанаэробные бактерии

Палочка протея, или вульгарный протей (Proteus vulgaris) (рис. 39). Этот микроб является одним из наиболее типичных возбудителей гниения белковых веществ. Он часто встречается на самопроизвольно загнившем мясе, в кишечнике животных и человека, в воде, в почве и пр. Клетки этой бактерии отличаются большой полиморфностью. В суточных культурах на мясо- пептонном бульоне они мелкие (1-3 х 0,5 мкм), с большим количеством перитрихиально расположенных жгутиков. Затем начинают появляться извитые нитевидные клетки, достигающие в длину 10-20 мкм и более. Благодаря такому разнообразию в морфологическом строении клеток бактерия и была названа по имени морского бога Протея, которому древнегреческая мифология приписывала способность менять свой образ и превращаться по желанию в различных животных и чудовищ.

Как мелкие, так и крупные клетки протея обладают сильным движением. Это придает колониям бактерии на твердых средах, характерную особенность «роения». Процесс «роения» заключается в том, что из колонии выходят отдельные клетки, скользят по поверхности субстрата и на некотором расстоянии от нее останавливаются, размножаются, давая начало новому росту. Получается масса мелких, едва видимых простым глазом беловатых колоний. От этих колоний снова отделяются новые клетки и на свободной от микробного налета части среды образуют новые центры размножения и т.д.

Вульгарный протей - грамотрицательный микроб. Оптимальная температура его развития 25-37°С. При температуре около 5 °С он прекращает свой рост. Протеолитическая способность протея очень велика: он разлагает белки с образованием индола и сероводорода, вызывая резкое изменение кислотности среды - среда становится сильнощелочной. При развитии на углеводных средах протей образует много газов (CO2 и H2).

В условиях умеренного доступа воздуха при развитии на пептонных средах некоторой протеолитической способностью обладает кишечная палочка (Escherichia coli). Характерно при этом образование индола. Но кишечная палочка не является типичным гнилостным микроорганизмом и на углеводных средах в анаэробных условиях вызывает нетипичное молочнокислое брожение с образованием молочной кислоты и целого ряда побочных продуктов.

Анаэробные гнилостные микроорганизмы

Clostridium putrificum (рис. 40) - энергичный возбудитель анаэробного разложения белковых веществ, осуществляющий это расщепление с обильным выделением газов - аммиака и сероводорода. Cl. putrificum довольно часто встречается в почве, воде, в полости рта, в кишечнике животных и на разных гниющих продуктах. Иногда может быть обнаружен и в консервах. Cl. putrificum - подвижные палочки с перитрихиальным жгутованием, удлиненные и тонкие (7-9 х 0,4-0,7 мкм). Встречаются и более длинные клетки, соединенные в цепочки и одиночные. Температурный оптимум развития клостридия 37 °С. Развиваясь в глубине мясопептонного агара, он образует хлопьевидные рыхлые колонии. Споры шаровидные, расположены терминально. При спорообразовании в месте возникновения споры клетка сильно раздувается. Спороносящие клетки Cl. putrificum напоминают спороносящие клетки бациллы ботулизма.

Термоустойчивость спор Cl. putrificum довольно высокая. Если при производстве консервов споры не будут уничтожены, при хранении готовой продукции на складе они могут развиться и вызвать порчу (микробиологический бомбаж) консервов. Сахаролитическими свойствами Cl. putrificum не обладает.

Clostridium sporogenes (рис. 41) - по морфологическим признакам представляет собой довольно крупную палочку с закругленными концами, легко образующую цепочки. Микроб очень подвижен благодаря перитрихиально расположенным жгутикам. Название Clostridium sporogenes, данное И. И. Мечниковым (1908 г.), характеризует способность этого микроба быстро образовывать споры. Через 24 ч под микроскопом можно видеть много палочек и свободно лежащих спор. Через 72 ч процесс спорообразования заканчивается и вегетативных форм совсем не остается. Споры микроб образует овальные, расположенные центрально или ближе к одному из концов палочки (субтерминально). Капсул не образует. Оптимум развития 37 °С.

Cl. sporogenes - анаэроб. Токсическими и патогенными свойствами не обладает. В анаэробных условиях на агаровых средах образует поверхностные мелкие, неправильной формы, вначале прозрачные, а затем превращающиеся в непрозрачные желтовато-белые колонии с бахромчатыми краями. В глубине агара колонии образуются «мохнатые», круглые, с плотным центром. Аналогично в анаэробных условиях микроб вызывает быстрое помутнение мясопептонного бульона, газообразование и появление неприятного гнилостного запаха. В ферментативном комплексе Clostridium sporogenes содержатся очень активные протеолитические ферменты, способные расщеплять белок, до последней его стадии. Под действием Clostridium sporogenes молоко пептонизируется уже через 2-3 дня и рыхло свертывается, желатина разжижается. На средах с печенью иногда образуется черный пигмент с выделяющимися белыми кристаллами тирозина. Микроб вызывает почернение и переваривание мозговой среды и резкий гнилостный запах. Кусочки ткани быстро перевариваются, разрыхляются и расплавляются почти до конца в течение нескольких дней.

Clostridium sporogenes обладает также и сахаролитическими свойствами. Распространенность этого микроба в природе, резко выраженные протеолитические свойства, высокая термоустойчивость спор характеризуют его как одного из главных возбудителей гнилостных процессов в пищевых продуктах.

Cl. sporogenes является возбудителем порчи мясных и мясо-овощных консервов. Чаще всего подвергаются порче консервы «Мясо тушеное» и первые обеденные блюда с мясом и без мяса (борщ, рассольник, щи и др.). Наличие небольшого количества спор, оставшихся в продукте после стерилизации, может вызвать порчу консервов при хранении в условиях комнатной температуры. Наблюдается сначала покраснение мяса, затем почернение, появляется резкий гнилостный запах, при этом часто наблюдается бомбаж банок.

В гнилостном разложении белков принимают участие и различные плесневые грибы и актиномицеты - Penicillium, Mucor mucedo, Botrytis, Aspergillus, Trichoderma и др.

Значение процесса гниения

Общебиологическое значение процесса гниения огромно. Гнилостные микроорганизмы являются «санитарами земли». Вызывая минерализацию громадного количества белковых веществ, попадающих в почву, осуществляя разложение трупов животных и растительных отбросов, они производят биологическую очистку земли. Глубокое расщепление белков вызывают споровые аэробы, менее глубокое - споровые анаэробы. В природных условиях этот процесс совершается поэтапно в содружестве многих видов микроорганизмов.

Но в пищевом производстве гниение является вредным процессом и наносит большой материальный ущерб. Порча мяса, рыбы, овощей, яиц, фруктов и других продуктов питания наступает быстро и протекает очень энергично, если хранить их незащищенными, в условиях, благоприятных для развития микробов.

Лишь в отдельных случаях в пищевом производстве гниение может быть использовано как полезный процесс - при созревании соленой сельди и сыров. Используется гниение в кожевенном производстве для швицевания шкур (удаление шерсти со шкур животных при выработке кож). Зная причины процессов гниения, люди научились защищать пищевые продукты белкового происхождения от их распада путем применения самых разнообразных методов консервирования.