Надайте характеристику впливу ультразвуку та тиску на життєдіяльність мікроорганізмів. Опишіть їх використання у харчовій промисловості з метою регулювання чисельності мікроорганізмів.

При дії ультразвуку на мікроорганізми спостерігається розрив клітини або клітинної мембрани, відрив джгутиків від паличкоподібних форм. Під впливом ультразвукових хвиль в цитоплазмі мікробної клітини утворюється кавітаційна порожнина, заповнена парами рідини. Під дією ультразвуку швидше гинуть вегетативні клітини паличкоподібних бактерій, повільніше- кулясті бактерії та дріжджі. Ультразвук переважно використовують для стерилізації питної води,рідких харчових продуктів, таких як молоко, соки, вино, пиво, а також з метою виділення з клітин мікробних ферментів, вітамінів, токсинів.

По відношенню до тиску мікроорганізми поділяють на баротолерантні, які добре розмножуються при нормальному атмосферному тиску і переносять високий тиск та барофільні – стійкі до високого тиску. Спори бактерій переносять тиск 2000 МПа. Більшість мікроорганізмів гине при тиску 600-700 МПа. Дріжджі зберігають бродильні властивості при тиску 50 МПа, а життєздатність при 80 МПа.

 

 

Охарактеризуйте вплив активної кислотності та окисно-відновного потенціалу на життєдіяльність мікроорганізмів і механізми адаптації останніх до змін рН. Наведіть приклади їх використання у харчовій промисловості.

Якщо рН не відповідає оптимальній величині, то мікроорганізми не можуть нормально розвиватися навіть при наявності всіх необхідних поживних речовин, так як рН має великий вплив на активність ферментів клітини і проникливість її стінки. Мікроорганізми пристосовані до проживання в середовищах з різною кислотністю. Деякі з них краще розвиваються в кислому середовищі, інші – у нейтральному або слабо-лужному. Для більшості цвілевих грибів і дріжджів найбільш сприятлива слабо-кисле середовище. Бактерії потребують нейтрального або слабо-кислого середовища. Зміна середовища на мікроорганізми діє гнітюче. Підвищення кислотності середовища може викликати загибель бактерій, особливо згубна підвищена кислотність для гнильних бактерій. Спори бактерій більш стійкі до змін реакції середовища, ніж вегетативні клітини. Деякі бактерії в процесі життєдіяльності самі виробляють органічні кислоти. Такі бактерії (наприклад, молочнокислі) витриваліші за інших, однак і вони після накопичення в середовищі певної кількості кислоти поступово гинуть. Зустрічаються мікроорганізми, здатні регулювати кислотність середовища, доводячи її до потрібного рівня шляхом виділення речовин, які підкислюють у разі потреби(дріжджі). При квашенні (молочних продуктів, овочів) в продукті розвиваються молочнокислі бактерії, що утворюють молочну кислоту, яка пригнічує життєдіяльність гнильних бактерій. Для маринування в продукти (овочі, рибу) додають оцтову кислоту, яка також перешкоджає розвитку гнильних бактерій. При неправильному зберіганні продукту може утворитись середовище, що сприятливе для розвитку інших організмів. Розрізняють такі групи мікроорганізмів, за впливом на них кислотності:

рН Ацидофіли Нейтрофіли Алкалофіли

Min 1 4 9

Opt 2-4 6,8-7,3 9-10

Max 5-9 8 12

Приклад дріжджі, молочнокислі бактерії, тіонові бактерії та інші. Бактерії: гнійні, кишкова паличка, збудники харчових отруєнь холерний вібріон

 

 

Охарактеризуйте вплив осмотичного тиску та активності води на життєдіяльність мікроорганізмів і механізми адаптації останніх до змін осмотичного тиску. Наведіть приклади їх використання у харчовій промисловості.

Мікроорганізми, які зберігають життєздатність у середовищах з високим осмотичним тиском називають осмофілами. Мікроорганізми, які витримують високий осмотичний тиск, але краще розвиваються при нормальному тиску, називають осмотолерантними. У середовищі з низьким осмотичним тиском, відбувається надмірне насичення водою цитоплазми- плазмотип, призводить до розриву цитоплазматичної мембрани та клітинної стінки. При високому тиску, мікроорганізми втрачають здатність поглинати з середовища воду, протоплазма зневоднюється, об’єм клітини зменшується, обмін припиняється (плазмоліз). Мікроорганізми живуть за активності води 0,999-0,62. Нижча активність їх ріст затримує. Оптимальне значення активності води для багатьох мікроорганізмів складає 0.99-0,98. Більшість бактерій не розвивається за активності води у субстраті нижче 0,94-0,90, дріжджі- 0.88-0.85, плісеневі гриби- 0,8.

Активність води має значення для текстури продуктів, наприклад, максимальна активність води, допустима в сухих продуктах без втрати бажаних властивостей, може змінюватися в межах 0,35-0,5 в залежності від виду продукту (сухе молоко, крекери тощо). Ефективним засобом для попередження мікробіологічної псування і цілого ряду хімічних реакцій, що знижують якість харчових продуктів при зберіганні, є зниження активності води в харчових продуктах. Для зниження активності води використовують такі технологічні прийоми, як сушка, в'ялення, додавання різних речовин (цукор, сіль і ін); заморожування. З метою досягнення тієї чи іншої активності води в продукті можна застосовувати такі технологічні прийоми, як: адсорбція та сушка осмосом.