ПРЕДМЕТ І ЗАВДАННЯ МІКРОБІОЛОГІЇ ТА ЗВ’ЯЗОК ЇЇ З ТОВАРОЗНАВСТВОМ

Розповсюдження і тиражування без офіційного дозволу КНТЕУ заборонено

УДК

Рудавська Г.Б., Леріна І.В., Демкевич Л.І.

Мікробіологія: Підручник. – К.: Київ. нац. торг.-екон. ун-т. 2001. – ______ с.

Рецензенти: В.І. Ципріян, д-р мед. наук, проф., зав. каф. гігієни харчування Київ. нац. мед. ун-ту,

Р.І. Сибіріна, д-р біол. наук, проф. каф. мікробіології Львів. нац. ун-т

Підручник висвітлює питання загальної мікробіології, а також питання мікробіології товарів народного споживання (продовольчих і непродовольчих). У ньому обґрунтовано питання корисної та шкідливої ролі мікроорганізмів з точки зору товарознавства.

Підручник призначений для студентів товарознавчих факультетів вищих навчальних закладів України ІІІ і ІV рівня акредитації.

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як підручник для студентів товарознавчих факультетів вищих навчальних закладів (Лист. № 2/88 від 15.05.2001).

ISBN	© Г.Б. Рудавська, І.В. Леріна, Л.І.Демкевич, 2001
	© Київський національний торговельно-економічний університет, 2001

З М І С Т

Предмет, завдання мікробіології та зв’язок її з товарознавством...... 5

Короткий нарис з історії розвитку мікробіології.................................. 7

Морфологія та систематика мікроорганізмів...................................... 11

Морфологія бактерій........................................................................... 11

Основи систематики бактерій.............................................................. 19

Морфологія дріжджів.......................................................................... 21

Морфологія плісеневих грибів............................................................ 24

Ультрамікроби..................................................................................... 30

Оптичний мікроскоп і робота з ним.................................................... 32

Фізіологія мікроорганізмів..................................................................... 39

Поняття про обмін речовин................................................................. 40

Хімічний склад мікроорганізмів......................................................... 42

Ферменти мікроорганізмів.................................................................. 44

Живлення мікроорганізмів – конструктивний обмін......................... 47

Енергетичний обмін мікроорганізмів................................................. 52

Вплив екологічних факторів на мікроорганізми................................ 58

Вплив фізичних факторів довкілля на мікроорганізми..................... 58

Вплив хімічних факторів довкілля на мікроорганізми...................... 73

Вплив біологічних факторів на мікроорганізми................................ 79

Культивування мікроорганізмів......................................................... 88

Розповсюдження мікроорганізмів у природі....................................... 94

Мікрофлора ґрунту............................................................................. 94

Мікрофлора води................................................................................. 97

Мікрофлора повітря............................................................................ 99

Кількісне визначення мікроорганізмів.............................................. 100

Найважливіші біохімічні процеси, збудниками яких є мікроорганізми 106

Спиртове бродіння............................................................................. 107

Молочнокисле бродіння.................................................................... 116

Пропіоновокисле бродіння................................................................ 122

Маслянокисле бродіння..................................................................... 123

Ацетонобутилове та ацетоноетилове бродіння................................ 126

Бродіння пектинових речовин і клітковини...................................... 127

Аеробні процеси................................................................................ 129

Оцтовокисле бродіння....................................................................... 129

Лимоннокисле бродіння.................................................................... 132

Перетворення азотистих речовин..................................................... 133

Процеси гниття............................................................................. 133

Нітрифікація та денітрифікація.................................................... 136

Розклад сечовини......................................................................... 137

Фіксація атмосферного азоту...................................................... 138

Роль мікробіологічних процесів у кругообігу речовин
у природі ........................................................................................... 139

Накопичувальні культури мікроорганізмів..................................... 139

Патогенні мікроорганізми.................................................................... 147

Біологічні особливості патогенних мікроорганізмів........................ 147

Загальні поняття про інфекцію та імунітет....................................... 151

Харчові захворювання ..................................................................... 159

Харчові інфекції........................................................................... 159

Харчові отруєння мікробного походження................................ 170

Санітарно-мікробіологічний контроль у системі профілактики харчових захворювань мікробного походження........................................ 197

Мікробіологія харчових продуктів..................................................... 206

Мікробіологія молока та молочних продуктів................................ 207

Мікробіологія м’яса та м’ясних продуктів....................................... 227

Мікробіологія риби і рибних продуктів........................................... 240

Мікробіологія плодоовочевих товарів............................................. 247

Мікрофлора квашених та солоних фруктів, овочів......................... 259

Мікробіологія зерноборошняних товарів........................................ 260

Мікробіологія смакових товарів....................................................... 267

Мікробіологія жирових продуктів.................................................... 272

Мікробіологія крохмалю, цукру та кондитерських виробів........... 275

Мікробіологія консервів.................................................................... 280

Мікробіологія непродовольчих товарів............................................. 285

Мікробіологія шкіри та шкіряних виробів....................................... 285

Мікробіологія гумових виробів........................................................ 288

Мікробіологія текстильних товарів.................................................. 289

Мікробіологія паперу та паперових виробів................................... 293

Мікробіологічна корозія заліза та сталі........................................... 295

Біодеградація синтетичних матеріалів, малярського покриття, асфальту, палива та мастильних матеріалів...................................................... 296

Біодеградація косметичних, фармацевтичних
та оптичних виробів........................................................................... 299

Список літератури................................................................................. 306

Додатки................................................................................................... 308

ПРЕДМЕТ І ЗАВДАННЯ МІКРОБІОЛОГІЇ ТА ЗВ’ЯЗОК ЇЇ З ТОВАРОЗНАВСТВОМ

Мікробіологія – біологічна наука, яка вивчає будову та життєдіяльність найпоширенішої групи живих організмів, невидимих для неозброєного ока. Назва її походить від грецьких слів:

Mikros – малий

Bios – життя

logos – вчення (слово)

Світ мікробів (мікроорганізмів) дуже різноманітний. Більшість з них одноклітинні.

В побуті слово "мікроб" звичайно пов’язується зі злом. Однак це не так. Мікроорганізми "вездесущи", вони постійно супроводжують людину і входять в її життя як друзі або як вороги (В.Л.Омелян­ський).

Уяву про корисну та шкідливу роль мікроорганізмів у житті людини дає рис. 1.

Рис. 1. Значення мікроорганізмів у житті людини.

Не дивлячись на те, що мікробіологія одна з наймолодших біологічних наук, за останні десятиріччя вона розрослася у величезну галузь знань. З неї як окремі дисципліни виділилися: медична, вете­ринарна, сільськогосподарська, технічна, геологічна та ін. (рис. 2). В окрему науку виділилась вірусологія.

Рис. 2. Дисципліни, які поєднує наука мікробіологія.

Для товарознавця найбільш важливими є знання технічної, товарознавчої та санітарної мікробіології, а саме питань мікробіології харчових продуктів і непродовольчих товарів (рис. 2). Разом з тим, вивчення цих питань можливе тільки після засвоєння основ мікробіології. Саме тому в курсі товарознавчої мікробіології поєднані питання основ мікробіології з питаннями мікробіології най­важливіших товарів народного споживання, а також з питаннями санітарної мікробіології, що гарантують безпеку споживання цих товарів.

Зв’язок мікробіології з товарознавством здійснюється по лінії:

· виробництва високоякісних товарів;

· товарообігу та зберігання товарів;

· хвороб і дефектів товарів;

· безпечності товарів;

· втрат товарів;

· експертизи якості товарів.

КОРОТКИЙ НАРИС З ІСТОРІЇ РОЗВИТКУ МІКРОБІОЛОГІЇ

Нижченаведений нарис дозволить чіткіше з’ясувати значення мікробіології як науки та її місце в підготовці висококваліфікованих спеціалістів-товарознавців.

Людина з незапам’ятних часів вико­ристовує діяльність мікроорганізмів. Ще
4 тисячі років тому в Єгипті виготовляли пиво, а в Греції були відомі захворювання на чуму, віспу. Однак ніхто не пов’язував ці явища з існуванням живих істот.

Вперше побачив мікроорганізми гол­ландський комерсант Антоні ван Левенгук (1632–1723). Він виготовив систему лінз, які нагадували мікроскоп зі збільшенням у 300 разів, і виявив, що в краплі води, у зубному нальоті, в м’ясному бульйоні є величезна кількість дрібних "звіряток". Про свої спостереження у 1673 р. А. Левенгук повідомив Лондонське Королівське товариство, а в 1695 р. зібрав їх і описав у книзі "Таємниці природи, відкриті Антонієм Левенгуком".

У середині XIX ст. заслуговує особливої уваги діяльність вели­кого французького вченого Луї Пастера (1822–1895), праці якого стали початком фізіологічного періоду розвитку мікробіології. З ім’ям Л. Пастера пов’язано становлення мікробіології як науки.

Першими працями Л. Пастера з мікро­біології були дослідження бродінь. Він до­вів, що бродіння (спиртове, молочнокисле, маслянокисле) є результатом діяльності певних груп мікроорганізмів і виявив збуд­ників цих процесів. Вивчаючи маслянокисле бродіння, Л. Пастер виявив, що існують мікроорганізми, які можуть жити лише за умови відсутності молекулярного кисню.
Л. Пастер ввів терміни "аеробний" і "анае­робний" для позначення життя за наявності кисню або без нього.

На прохання виноробів Л. Пастер почав вивчати проблеми скисання вина й пива. Він показав, що "хвороби" цих продуктів викликають оцтовокислі бактерії, і розробив ефективний метод боротьби з ними. Пастер запропонував нагрівати вино до температури 70–80^оС. При цьому продукт не втрачав якості, а більшість бактерій, зокрема оцтовокислі, гинула. Цей прийом одержав назву "пас­теризація" і сьогодні широко застосовується в харчовій про­мисловості.

Л. Пастер дослідив хворобу шовкопряда і встановив, що вона також викликається мікроорганізмами. Він прийшов до висновку, що багато захворювань людей і тварин мають мікробне походження. Виявивши збудників курячої холери, сибірки, сказу та інших хвороб, Пастер розробив ефективний метод боротьби з ними шляхом профі­лактичного щеплення послабленою культурою збудника. Запропо­но­ваний Л. Пастером метод вакцинації і сьогодні є основним способом боротьби з інфекційними захворюваннями.

Таким чином, Л. Пастера можна вважати засновником загальної, промислової, ветеринарної та медичної мікробіології. Праці
Л. Пастера мали велике значення ще й тому, що розроблені ним методи фізіологічних досліджень мікроорганізмів допомагали іншим вченим знаходити шляхи до подальшого вивчення їхньої природи.

Велике значення для розвитку мікробіології мали праці німецького вченого Р. Коха (1843–1910), який відкрив збудників туберкульозу (Нобелівська премія, 1905 р.) і холери, дослідив збудника сибірки. Р. Кох розробив ряд спеціальних методів дослідження мікроорганізмів (виділення бактерій у чисту культуру на твердому поживному середовищі, забарвлення мікробних препаратів аніліновими барвниками, метод мікрофотографування).

Роботи Л. Пастера і Р. Коха дали значний поштовх розвитку медичної мікробіології. За 25 років було відкрито й описано більшість хвороботворних бактерій, одержані ефективні вакцини проти багатьох збудників захворювань. Це був найзначніший переворот у медицині за всю історію людства.

Великі заслуги в розвитку медичної мікробіології належать І.І.Мечникову (1845–1916). Він розробив фагоцитарну теорію імунітету (Нобелівська премія, 1908 р.), досліджував антагонізм мікроорганізмів, зокрема молочнокислих бактерій та гнильної мікрофлори кишечнику людини.

Проблеми медичної мікробіології розв’язував у своїх працях М.Ф. Гамалія (1859–1949). Йому належать оригінальні теорії щодо інфекції та імунітету, дослідження туберкульозу, холери, віспи, чуми, сепсису. М.Ф. Гамалія одним із перших описав явище бактеріофагії, організував в Одесі першу пастерівську станцію для боротьби зі сказом.

Видатні досягнення в галузі загальної та ґрунтової мікробіології належать С.М. Виноградському (1856–1953), який використав еко­логічний принцип дослідження мікрофлори ґрунту і розробив метод елективних поживних середовищ. С.М. Виноградський відкрив здатність деяких мікроорганізмів використовувати енергію окиснення неорганічних сполук (явище хемосинтезу), виділив з ґрунту вільноіснуючий анаеробний азотфіксатор та інші мікроорганізми.

Голландський вчений М. Бейєринк (1851–1931) успішно застосував мікроекологічний принцип і розробив методику одержання нагромаджувальних культур. Він перший одержав чисті культури бульбочкових бактерій, вільноіснуючого аеробного азотфіксатора. М.Бейєринк зробив значний внесок у з’ясування ролі мікроорганізмів в кругообігу речовин у природі.

Значний вклад у розвиток мікробіології вніс український вчений Д.К. Заболотний (1866–1929), який відкрив носіїв чумної інфекції в природних умовах, вивчав збудника холери. Його праці присвячені вивченню газової гангрени, дифтерії, тифу. Д.К. Заболотний керував численними протиепідемічними експедиціями, брав участь у ліквідації чуми в Індії, Монголії, Аравії, Шотландії. У 1929 р.
Д.К. Заболотний заснував в Україні науково-дослідний інститут мікробіології, який сьогодні носить його ім’я.

Розвиток екології ґрунтових мікроорганізмів пов’язаний з ім’ям В.Л. Омелянського (1867–1928), який дослідив нітрифікуючі, азот­фіксуючі, пектино- й целюлозоруйнуючі бактерії. В.Л. Омелянський є автором першого підручника з мікробіології (1926 р.).

Подією в науці стало відкриття Д. Й. Івановським (1864–1920) у 1892 р. віруса – збудника мозаїчної хвороби тютюну. З того часу встановлено вірусну природу захворювань багатьох рослин, тварин і людей, а віруси стали об’єктом дослідження нової науки – вірусології.

Дослідження В.С. Буткевича (1872–1942) в галузі фізіології гри­бів спричинили розробку мікробіологічного способу одержання цитринової кислоти. Широко відомі роботи В. С. Буткевича про роль мікроорганізмів в утворенні залізомарганцевих руд.

С.П. Костичев (1877–1931) при вивченні хімізму дихання та бродіння показав зв’язок між цими процесами. Важливі в теоретичному та практичному плані дослідження динаміки процесів бродіння були проведені В.М. Шапошниковим (1884–1968). Дослід­ження ним фізіології оцтовокислих, молочнокислих, маслянокислих і ацетонобутилових бактерій дозволили суттєво поліпшити технології одержання продуктів їх життєдіяльності.

Значні внески в розвиток мікробіології харчових продуктів зробили Б.С. Алеєв і Ф.М. Чистяков. Вони є авторами підручника "Мікробіологія консервного виробництва і холодильного зберігання продуктів". В.М. Шапошников видав підручник "Технічна мікро­біологія", а С.А. Корольову, А.С. Войкевичу і А.М. Скородумову на­лежить підручник "Мікробіологія молока і молочних продуктів".

Друга половина XX ст. характеризується великими відкриттями в галузі молекулярної біології, значна частина їх була зроблена при дослідженні бактерій. Описано фізико-хімічну структуру ДНК, природу й універсальність генетичного коду, механізм синтезу білка та його регуляції.

Багатоплановість досліджень, що проводяться сьогодні в мікробіології, обумовила диференціацію її на ряд самостійних наукових дисциплін: загальну, ветеринарну, сільськогосподарську, промислову, харчову, водну, геологічну, космічну мікробіологію, вірусологію і генетику мікроорганізмів. Усі вони успішно розв’я­зують конкретні проблеми відповідно до їх ролі в природі, медицині, народному господарстві, зокрема у виробництві й торгівлі продо­вольчими та непродовольчими товарами.