Знание физиологии микроорганизмов дает возможность понять, какие изменения происходят в пищевых продуктах, промышленных товарах и материалах при переработке или порче их под действием микробов.

Обмен веществФерменты микроорганизмовХимический состав клетки

Питание микроорганизмовДыхание микроорганизмов

Метаболизм

Основу жизнедеятельности микроорганизмов, как и всех живых существ, составляет обмен веществ. Обмен веществ (метаболизм) - это совокупность химических превращений веществ, которые протекают в клетке в тесном взаимодействии с окружающей средой. Обмен веществ у микроорганизмов слагается из процессов двух типов: процессов конструктивного обмена (питание) и энергетического (дыхание).

Конструктивный обмен (питание)

Энергетический обмен (дыхание)

Ферменты (энзимы)

• Простые (протеины) - по химической природе ферменты бывают однокомпонентные - состоящие только из белка, называемые протеинами.
• Сложные (протеиды) - двухкомпонентные ферменты, состоящие из белковой и небелковой частей. Небелковая часть (простетическая группа) у ряда ферментов представлена тем или иным витамином.
• Конституитивные - ферменты, присущие данному микроорганизму и входящие в число компонентов его клетки, называются конститутивными.
• Адаптивные - ферменты индуцируемые (адаптивные),вырабатываются клеткой только при добавлении к среде вещества (индуктора), стимулирующего синтез данного фермента. В этих условиях микроорганизм синтезирует фермент, которым он не обладал.
• Экзоферменты - ферменты, которые выделяются клеткой во внешнюю среду.
• Эндоферменты - ферменты, которые прочно связаны с внутренними структурами клетки и действуют внутри нее.

· Химический состав клетки микроорганизмов

·

· По составу веществ клетки микроорганизмов мало чем отличаются от клеток животных и растений. В них содержится 75-85% воды, остальные 15-25% составляет сухое вещество. Вода в клетке находится в свободном и в связанном состоянии. Связанная вода входит в состав коллоидов клетки (белки, полисахариды и др.) и с трудом высвобождается из них. Свободная вода участвует в химических реакциях, служит растворителем для различных соединений, образующихся в клетке в процессе обмена веществ.

· Сухое вещество клетки состоит из органических и минеральных веществ. Если содержание сухого вещества принять за 100 %, то на долю минеральных веществ приходится 2-14%, остальная часть сухого вещества представлена органическими соединениями: белки - до 52%, полисахариды - до 17%, нуклеиновые кислоты: РНК до 16% и ДНК до 3% липиды - до 9%.

· Эти соединения входят в состав различных клеточных структур микроорганизмов и выполняют важные физиологические функции. В клетках микроорганизмов находятся и другие вещества - органические кислоты, их соли, пигменты, витамины и др.

Питание микроорганизмов

Микроорганизмы не имеют специальных органов питания. Поступление питательных веществ и воды в клетку и выделение продуктов обмена во внешнюю среду происходит через всю поверхность клеток.
Вещества питательной среды могут поступать в клетку только в растворенном состоянии и в растворенном же состоянии из нее выделяются продукты жизнедеятельности.

Клеточная стенка (оболочка) проницаема и задерживает лишь макромолекулы. Цитоплазматическая мембрана обладает полупроницаемостью. Проникновение питательных веществ в клетку всегда осуществляется однотипно за счет явлений осмоса и диффузии. Явление осмоса всегда возникает там, где есть два раствора с разной концентрацией веществ, разделенных между собой полупроницаемой мембраной.

Проникновение через полупроницаемую перегородку воды и растворенных в ней веществ происходит по-разному. Вода всегда стремится в сторону большей концентрации, чтобы разбавить раствор. Скорость движения будет тем больше, чем больше будет разность концентраций растворенных веществ по обе стороны по полупроницаемой мембраны. Каждое растворенное вещество движется в ту сторону, где его концентрация ниже. Движущей силой будет возникшее осмотическое давление - т. е. та энергия, с какой оба вещества будут стремиться выравнять свою концентрацию.