Вплив на мікроорганізми вологи

На життєдіяльність мікроорганізмів впливає вологість середовища. Вона входить у склад їх клітин (до 85%) і підтримує тургорний тиск у них. Крім того, більшість з поживних речовин можуть проникати всередину клітини лише в розчиненому вигляді і в цьому ж вигляді виводяться із клітин продукти обміну. Всі хімічні реакції, які проходять в клітинах, потребують також наявності водного середовища. Тому зневоднення продукту і клітин мікроорганізмів призводить до затримки їх розвитку, вони не розвиваються, хоча і можуть зберігати життєдіяльність. При збільшенні вологості життєдіяльність мікроорганізмів налагоджується.

Мікроорганізми в залежності від їх відношення до вологості середовища діляться на три групи:

Гідрофіти (вологолюбиві мікроорганізи),мезофіти (середньовологолюбиві мікроорганізми) іксерофіти (сухолюбиві). Більшість бактерій і дріжджів гідрофіти, багато міцеліальних грибів – мезофіти, але серед них зустрічаються як і гідрофіти, так і ксерофіти. Для бактерій мінімальна вологість субстрату, а також харчових продуктів, при якій вони ще можуть розвиватися становить 20-30%, для міцеліальних грибів –11-13%, вони можуть рости на ледве вологих субстратах.

Існують різні шляхи зниження води, з метою зберігання харчових продуктів від мікробного псування: сушка, в’ялення, додавання у продукт різних розчинних речовин (цукор, сіль), а також заморожування.

До двох років зберігають свою активність сушені хлібопекарські дріжджі. Сушать фрукти, овочі, рибу, м’ясо. При зберіганні цих продуктів необхідно підтримувати сталу температуру і вологість.

Вплив на мікроорганізми осматичного тиску

Для життєдіяльності мікроорганізмів велике значення має осмотичний тиск середовища, який визначає концентрацію розчинених у ньому речовин. В залежності від середовища існування внутрішньоклітинний осмотичний тиск у різних мікроорганізмах коливається в широких межах. У багатьох бактерій, в тому числі і збудників псування харчових продуктів, він становить 0,5-1,5 МПа, у ґрунтових бактерій –5-8 МПа, у мешканців солоних озер і солоних ґрунтів – 10 МПа, у деяких міцеліальних грибів він доходить до 20-25 МПа. Осмотичний тиск всередині клітини мікроорганізму дещо вищий, ніж у зовнішньому середовищі. Це являється умовою нормальної життєдіяльності мікроорганізмів.

Підтримання клітинами оптимального для життєдіяльності даного мікроорганізму осмотичного тиску проходить завдяки їх здатності до осморегуляції. В результаті осморегуляції зберігається його життєздатність, навіть якщо осмотичний тиск у зовнішньому середовищі коливається в широких межах. При попаданні мікроорганізму у субстрат з дуже малою концентрацією речовин (наприклад, у дистильовану воду) у клітинах спостерігається плазмоптиз (велике насичення цитоплазми водою), що приводить до розриву цитоплазматичної мембрани, кліткової стінки і клітина гине.

При попаданні мікроорганізму у субстрат з концентрацією речовин вище оптимальних значень у їх клітинах наступає плазмоліз(зневоднення цитоплазми), її об’єм зменшується, що призводить до пошкодження ЦПМ.

При плазмолізі в клітинах припиняється обмін речовин, вони переходять в стан анабіозу, в якому одні мікроорганізми можуть довго зберігатися, а інші гинуть.

Мікроорганізми, які ростуть у субстратах з високими осмотичним тиском, називаються осмофілами.

Мікроорганізми, які ростуть у таких середовищах з великою концентрацією солі називаються галофілами.

Більшість мікроорганізмів мають стійкість до підвищення (більше 5%) вмісту солі в середовищі. Розмноження багатьох мікроорганізмів припиняється вже при концентрації NaCI1-3%, а припинення розмноження настає у кишкової палички при вмісту солі 4-5%, у гнилісних бактерій – при 5-10%. Розмноження деяких патогенних мікроорганізмів (наприклад, збудника ботулізму) припиняється при концентраціїNaCI6-10%, але навіть при вмісту солі в середовищі 20%, більшість з них зберігають життєдіяльність, перейшовши в стан анабіозу.

Неспроможність більшості мікроорганізмів рости на середовищах з високою концентрацією солі або цукру успішно використовується в харчовій промисловості для консервування різних продуктів. На відміну від солі, розчини цукру являються для багатьох мікроорганізмів добрим поживним середовищем і гинуть мікроорганізми лише при концентрації цукру в розчині більше 65-70%.

Застосування концентрованих розчинів цукру або солі для зберігання ягід, овочів, фруктів, м’яса, риби, фактично являється процесом сушки продукту осмосом. При цьому одночасно виникає дві протитечії: із розчину в продукт дифундує розчинена речовина (сіль, цукор), а із продукту в розчин – вода. В продукті проходить зниження активності води, що робить середовище несприятливим для розвитку мікроорганізмів і попереджує псування продукту. Але мікробне псування можливе і в цих випадках. Так, псування меду, варення, джему і інших цукровмістких продуктів викликають осмофільні дріжджі і міцеліальні гриби. Щоб попередити псування меду, джему і інших продуктів, необхідно поставити до цих продуктів жорсткі санітарно – гігієнічні вимоги і зберігати готову продукцію при пониженій температурі.