ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ

В результате изучения данной главы студент должен:

знать

  • • влияние различных факторов на жизнедеятельность микроорганизмов;
  • • возможности использования воздействий различной природы на микроорганизмы с целью снижения контаминации и обеспечения безопасности окружающей среды;

уметь

• анализировать влияние факторов внешней среды на жизнедеятельность микроорганизмов;

владеть

  • • пониманием механизма влияния на жизнедеятельность микроорганизмов факторов окружающей внешней среды;
  • • пониманием использования микроорганизмов в процессе формирования и сохранения качества товаров.

Кривая роста микроорганизмов

Развитие и жизнедеятельность микроорганизмов находятся в тесной взаимозависимости со средой их обитания. Изменения в среде могут способствовать развитию микробов, подавлять их развитие и даже приводить к гибели. Может произойти изменение свойств микроорганизмов и (или) направленности вызываемых ими биохимических процессов. Но и развитие микроорганизмов в свою очередь изменяет среду; из нее микроорганизмы берут необходимые для жизни вещества и в нее выделяют продукты своей жизнедеятельности.

Зависимость развития микроорганизмов от условий среды можно определить путем измерения прироста живой массы (биомассы) в культуре за определенный промежуток времени. Например, прирост биомассы плесневых грибов определяют взвешиванием отмытой от субстрата и отжатой сырой или высушенной до постоянной массы грибницы. Интенсивность развития гриба можно оценить и по увеличению размера его колонии, растущей на плотной питательной среде. Прирост биомассы бактерий и дрожжей определяется обычно путем подсчета количества клеток (в кубическом сантиметре или в грамме субстрата), образующихся в результате размножения микроорганизмов за определенное время.

Установлено, что если не изменять среду (не удалять и не добавлять вещества), где развиваются микроорганизмы, то развитие микробов будет происходить по определенной закономерности. Эта кривая роста, которой в той или иной мере подчинено развитие всего живого, была предложена в 1942 г. французским микробиологом Ж. Моно (рис. 4.1). Естественно, что для разных микроорганизмов эта зависимость будет различаться, но в любом случае можно отследить определенные закономерности. Условно кривую роста можно разделить на несколько стадий (но иногда выделяют значительно большее количество фаз развития культуры).

Кривая роста микроорганизмов

Рис. 4.1. Кривая роста микроорганизмов

  • 1. Начальная, или лаг-фаза. Это фаза задержки роста — лаг-фаза (от англ, lag — отставание, запаздывание). Бактерии, попав в новую среду, некоторое время не размножаются, приспосабливаясь к ней или привыкая. На этом этапе клетки немного увеличиваются, в них возрастает количество белковых веществ. В среднем лаг-фаза составляет 4—6 ч.
  • 2. Логарифмическая фаза. Бактерии начинают размножаться с возрастающей скоростью. Размножение идет с максимальной и характерной для каждого вида и данной среды скоростью. Эта фаза роста называется логарифмической (или экспоненциальной). Большинство клеток молодые, активные, выделяют большое количество различных веществ (продуктов своей жизнедеятельности). Время удвоения количества клеток называется продолжительностью генерации, и оно показывает скорость размножения бактерий. Время генерации является величиной, характерной для данного вида микроорганизмов и конкретных условий.
  • 3. Стационарная фаза. К концу логарифмической фазы количество клеток достигает максимума, и наступает фаза развития, когда в течение некоторого времени количество образующихся клеток примерно равно числу погибающих.
  • 4. Фаза гибели {отмирания). Это стадия, во время которой клетки постепенно начинают погибать. Полагают, что это происходит в связи с истощением питательной среды и накоплением в ней продуктов метаболизма микроорганизмов, которые неблагоприятны для них.

Кривая роста широко используется для изучения воздействия условий окружающей среды на микроорганизмы. Это позволяет изучать условия, влияющие на развитие возбудителей заболеваний макроорганизмов и порчи потребительских товаров. Регулируя эти условия существования, можно управлять развитием, подавлять или, наоборот, в случае необходимости активизировать биохимическую деятельность микроорганизмов.

Можно создавать условия, чтобы поддержать нахождение микроорганизмов на той или иной стадии развития (в соответствии с фазами роста микроорганизмов). Проточное культивирование микроорганизмов в специальных устройствах позволяет при непрерывной подаче среды и удалении продуктов отходов поддерживать постоянный прирост клеток. Это широко используется в различных биотехнологических производствах, когда целью является производство тех или иных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, которые служат сырьем или готовыми потребительскими товарами.

Далее рассмотрены факторы внешней среды, имеющие большое влияние па развитие микроорганизмов. К ним относятся влажность, температура, кислотность среды (pH), наличие кислорода, присутствие различных химических веществ, влияние себе подобных (других микробов) и др.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >