Condiciones y química de la descomposición de proteínas por microorganismos. Procesos pútridos. Características de la descomposición de proteínas, grasas y carbohidratos en la etapa de hidrólisis.

Cuando las proteínas se descomponen, así como cuando son destruidas por los álcalis, se forman varios productos de descomposición de las moléculas de proteínas, que están constantemente presentes en los alimentos en mal estado que contienen proteínas. Las enzimas proteolíticas de las bacterias putrefactas inicialmente descomponen las proteínas para formar proteosas, peptonas y aminoácidos. Los aminoácidos se destruyen aún más con la formación de varios productos de escisión, incluidos varios ácidos orgánicos y aminas. Los productos finales de la degradación de las proteínas son sulfuro de hidrógeno, mercaptano, compuestos de fenol y cresol, indol, escatol, etc.

El sulfuro de hidrógeno y los mercaptanos se forman a partir de la cistina, que es muy rica en azufre.

La escisión de aminoácidos por enzimas bacterianas puede proceder de diferentes formas, es decir, ocurre en el proceso:

1. Descarboxilación, en la que se forman aminas orgánicas a partir de aminoácidos, que tienen un olor penetrante y desagradable.
2. Desaminación, en la que se forman varios ácidos orgánicos, a veces con un olor desagradable (ácido butírico).
3. Descarboxilación y desaminación simultáneas, en las que se pueden formar hidrocarburos libres como resultado de la escisión de un radical ácido y un grupo amino del aminoácido.

Los hidrocarburos de esta degradación también tienen un olor desagradable. Durante estos procesos, el indol y el escatol se forman a partir del triptófano.

Ambas sustancias tienen un olor acre y desagradable característico de los excrementos.

Como resultado de la descarboxilación de aminoácidos, que se produce durante la descomposición bacteriana, se obtienen las aminas correspondientes. Éstas incluyen:

La metilamina (CH 3 Nf —b) es la amina orgánica más fuerte que se forma a partir de la glicina. Se encuentra en pescado podrido, arenques, levadura en mal estado, alimentos enlatados y es la causa del olor a pescado. La dimetilamina se forma cuando la malta se descompone. La trimetilamina se encuentra en la levadura podrida, la harina y es un líquido que huele a pescado.

Se forma etilamina (CH 3CH 2NH 2) a partir de alanina y se aisló de la harina podrida.

La feniletilamina (C 6 H 5 CH 2 CH NH 2) se forma a partir de la fenilalanina que se encuentra en la carne en descomposición. La putrescita (NH 2 CH 2 CH 2 CH 1 CH 2 NH 2) se forma a partir de ornitina, y esta última es un producto de la escisión de la arginina. Se encontró, como cadaverina, en carne podrida, y luego en levadura de cerveza, en hongos porcini, en cornezuelo de centeno, en agárico de mosca fresco.

Cadaverina es un derivado de lisina. Se aisló de la carne podrida.

La tiramina (OHS 6 H 4 CH 2 CH 2 NH 2) se forma a partir de tirosina. Se aisló de la carne podrida.

La histamina (C 3H 3N 2 - C 2 H 4 NH 2) se forma a partir de la histidina y es el ingrediente activo de la ergotina, que se forma durante el desarrollo del hongo Claviceps purpurea. Muchas bacterias, incluida la E. coli y otros microorganismos presentes en el intestino, poseen la capacidad de formar histamina a partir de histidina.

Muchas de las aminas orgánicas se denominan aminas biogénicas y son tóxicas cuando se introducen en el cuerpo en cantidades significativas. Sin embargo, en los productos en mal estado que todavía se pueden usar como alimento, con una demanda insuficiente de frescura, solo se pueden encontrar en cantidades tan insignificantes que prácticamente no tienen un efecto tóxico. Varias bases orgánicas formadas durante la descomposición se denominan dominios: animales, alcaloides cadavéricos, debido a su cierta similitud con el efecto tóxico de los alcaloides vegetales. Actualmente, la mayoría de los investigadores niegan su papel en la intoxicación alimentaria.

La descomposición es la descomposición de sustancias proteicas por microorganismos. Este es el deterioro de la carne, pescado, frutas, verduras, madera, así como procesos que ocurren en el suelo, estiércol, etc.

En un sentido más estricto, se considera que la descomposición es el proceso de descomposición de proteínas o sustratos ricos en proteínas, bajo la influencia de microorganismos.

Las proteínas son un componente importante del mundo orgánico vivo y muerto y se encuentran en muchos alimentos. Las proteínas se caracterizan por una gran variedad y complejidad de estructura.

La capacidad de destruir sustancias proteicas es inherente a muchos microorganismos. Algunos microorganismos provocan una degradación superficial de las proteínas, mientras que otros pueden degradarlas más profundamente. Los procesos de putrefacción ocurren constantemente en condiciones naturales y, a menudo, surgen en productos y artículos que contienen sustancias proteicas. La degradación de las proteínas comienza con su hidrólisis bajo la influencia de enzimas proteolíticas liberadas por microbios al medio ambiente. La pudrición tiene lugar en presencia de alta temperatura y humedad.

Decaimiento aeróbico... Fluye en presencia de oxígeno atmosférico. Los productos finales de la descomposición aeróbica son, además del amoníaco, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y mercaptanos (inodoro huevos podridos). El sulfuro de hidrógeno y los mercaptanos se forman durante la descomposición de aminoácidos que contienen azufre (cistina, cisteína, metionina). El bacilo también se encuentra entre las bacterias putrefactas que destruyen las sustancias proteicas en condiciones aeróbicas. mycoides. Esta bacteria está muy extendida en el suelo. Es una barra móvil formadora de esporas.

Decaimiento anaeróbico... Procede en condiciones anaeróbicas. Los productos finales de la putrefacción anaeróbica son los productos de la descarboxilación de los aminoácidos (eliminación del grupo carboxilo) con la formación de sustancias malolientes: indol, akatol, fenol, cresol, diaminas (sus derivados son venenos cadavéricos y pueden causar intoxicaciones) .

Los agentes causales más comunes y activos de la putrefacción en condiciones anaeróbicas son el bacillus putrificus y el bacillus sporogenes.

La temperatura óptima para el desarrollo de la mayoría de los microorganismos putrefactos está en el rango de 25 a 35 ° C. Las bajas temperaturas no provocan su muerte, solo detienen su desarrollo. A una temperatura de 4-6 ° C, se suprime la actividad vital de los microorganismos putrefactos. Las bacterias putrefactoras que no son esporas mueren a temperaturas superiores a 60 ° C, y las bacterias formadoras de esporas pueden resistir el calentamiento hasta 100 ° C.

El papel de los microorganismos putrefactos en la naturaleza, en los procesos de deterioro de los alimentos.

En la naturaleza, la descomposición juega un papel muy positivo. Es una parte integral del ciclo de sustancias. Los procesos de putrefacción aseguran el enriquecimiento del suelo con las formas de nitrógeno que necesitan las plantas.

Hace siglo y medio, el gran microbiólogo francés L. Pasteur se dio cuenta de que sin microorganismos de descomposición y fermentación, que convertirían la materia orgánica en no compuestos orgánicos, la vida en la Tierra se volvería imposible. El mayor numero Las especies de este grupo viven en el suelo - 1 g de suelo cultivable fértil contiene varios miles de millones de ellos La flora del suelo está representada principalmente por bacterias en descomposición. Descomponen los residuos orgánicos (cadáveres de plantas y animales) en sustancias que consumen las plantas: dióxido de carbono, agua y sales minerales... Este proceso a escala planetaria se denomina mineralización de residuos orgánicos, cuantas más bacterias haya en el suelo, más intensivo es el proceso de mineralización, por lo tanto, mayor es la fertilidad del suelo. Sin embargo, los microorganismos putrefactos y los procesos que provocan en la industria alimentaria provocan el deterioro de productos, especialmente de origen animal y materiales que contienen sustancias proteicas. Para evitar el deterioro de los productos por microorganismos putrefactos, debe preverse un régimen de almacenamiento que excluya el desarrollo de estos microorganismos.

Para proteger los alimentos de la descomposición se utilizan esterilización, salazón, ahumado, congelación, etc. Sin embargo, entre las bacterias putrefactoras se encuentran formas portadoras de esporas, halófilas y psicrófilas, formas que provocan el deterioro de los alimentos salados o congelados.

Tema 1.2. La influencia de las condiciones ambientales sobre los microorganismos. La propagación de microorganismos en la naturaleza.

Factores que afectan a los microorganismos (temperatura, humedad, concentración del ambiente, radiación)

Plan

1. Influencia de la temperatura: microorganismos psicrófilos, mesófilos y termófilos. Bases microbiológicas del almacenamiento de alimentos refrigerados y congelados. Estabilidad térmica de células vegetativas y esporas: pasteurización y esterilización. Influencia del procesamiento térmico de productos alimenticios en la microflora.

2. Influencia de la humedad del producto y ambiente sobre microorganismos. El valor de la humedad relativa del aire para el desarrollo de microorganismos en alimentos secos.

3. Influencia de la concentración de solutos en el hábitat de los microorganismos. Influencia de la radiación, uso de rayos UV para desinfección del aire.

Influencia de la temperatura: microorganismos psicrófilos, mesófilos y termófilos. Bases microbiológicas del almacenamiento de alimentos refrigerados y congelados. Estabilidad térmica de células vegetativas y esporas: pasteurización y esterilización. Influencia del procesamiento térmico de productos alimenticios en la microflora.

La temperatura es el factor más importante para el desarrollo de microorganismos. Para cada uno de los microorganismos existe un mínimo, un óptimo y un máximo régimen de temperatura para el crecimiento. Según esta propiedad, los microbios se dividen en tres grupos:

§ psicrófilos - microorganismos que crecen bien a bajas temperaturas con un mínimo de -10-0 ° C, un óptimo de 10-15 ° C;

§ mesófilos - microorganismos para los cuales se observa el crecimiento óptimo a 25-35 ° C, el mínimo es de 5-10 ° C, el máximo es de 50-60 ° C;

§ termófilos - microorganismos que crecen bien a temperaturas relativamente altas con un crecimiento óptimo a 50-65 ° C, un máximo a una temperatura de más de 70 ° C.

La mayoría de los microorganismos son mesófilos, para cuyo desarrollo la temperatura óptima es de 25-35 ° C. Por lo tanto, almacenar alimentos a esta temperatura conduce a la rápida multiplicación de microorganismos en ellos y al deterioro de los alimentos. Algunos microbios, con una acumulación significativa en los alimentos, pueden provocar intoxicación alimentaria en los seres humanos. Microorganismos patógenos, es decir que causan enfermedades infecciosas en humanos también se conocen como mesófilos.

Las bajas temperaturas ralentizan el crecimiento de microorganismos, pero no los matan. En los alimentos refrigerados, el crecimiento de microorganismos se ralentiza, pero continúa. A temperaturas inferiores a 0 ° C, la mayoría de los microbios dejan de multiplicarse, es decir, al congelar alimentos, el crecimiento de microbios se detiene, algunos de ellos mueren gradualmente. Se ha establecido que a temperaturas inferiores a 0 ° C, la mayoría de los microorganismos caen en un estado similar a la animación suspendida, retienen su viabilidad y continúan su desarrollo cuando la temperatura aumenta. Esta propiedad de los microorganismos debe tenerse en cuenta durante el almacenamiento y el procesamiento culinario posterior de los productos alimenticios. Por ejemplo, la salmonela puede persistir en la carne congelada durante mucho tiempo y, después de descongelarla, en condiciones favorables, se acumula rápidamente hasta una cantidad peligrosa para los humanos.

Cuando se exponen a altas temperaturas que superan la resistencia máxima de los microorganismos, mueren. Las bacterias que no tienen la capacidad de formar esporas mueren cuando se calientan en un ambiente húmedo hasta 60-70 ° С después de 15-30 minutos, hasta 80-100 ° С - después de unos segundos o minutos. La resistencia térmica de las esporas bacterianas es mucho mayor. Son capaces de soportar 100 ° C durante 1-6 horas, a una temperatura de 120-130 ° C, las esporas bacterianas en un ambiente húmedo mueren en 20-30 minutos. Las esporas de moho son menos resistentes al calor.

El procesamiento culinario térmico de productos alimenticios en la restauración pública, la pasteurización y la esterilización de productos en la industria alimentaria conducen a la muerte parcial o completa (esterilización) de las células vegetativas de los microorganismos.

Durante la pasteurización, el producto alimenticio está expuesto a un efecto de temperatura mínima. Dependiendo del régimen de temperatura, se distingue entre pasteurización alta y baja.

La pasteurización baja se realiza a una temperatura no superior a 65-80 ° C durante al menos 20 minutos para garantizar mejor la seguridad del producto.

La pasteurización alta es una exposición a corto plazo (no más de 1 min) del producto pasteurizado a una temperatura superior a 90 ° C, que conduce a la muerte de la microflora patógena que no lleva esporas y, al mismo tiempo, no implica cambios significativos. en las propiedades naturales de los productos pasteurizados. Los alimentos pasteurizados no se pueden almacenar sin frío.

La esterilización prevé la liberación del producto de todas las formas de microorganismos, incluidas las esporas. La esterilización de alimentos enlatados se lleva a cabo en dispositivos especiales: autoclaves (bajo presión de vapor) a una temperatura de 110-125 ° C durante 20-60 minutos. La esterilización brinda la posibilidad de almacenar alimentos enlatados a largo plazo. La leche se esteriliza mediante un método de tratamiento de temperatura ultra alta (a temperaturas superiores a 130 ° C) durante unos segundos, lo que le permite guardar todo características beneficiosas Leche.

Ya hemos examinado los procesos que tienen lugar la fermentación anaeróbica bajo la influencia de cinco grupos principales de bacterias. En esta ocasión veremos aspectos relacionados con los matices de la digestión anaeróbica. El exceso de lodo activado, formado durante el tratamiento biológico aeróbico, tiene características de composición determinadas por las condiciones de su contenido en el tanque de aireación. Con una alta carga de contaminación orgánica, aumenta el aumento de biomasa, respectivamente, mientras se produce una oxidación incompleta de la materia orgánica y aumenta la concentración de materia orgánica en los lodos activados, a menor carga aumenta el grado de autooxidación y el contenido de materia orgánica disminuye. El rendimiento y porcentaje de biogás formado durante la mineralización anaeróbica depende de la composición cualitativa y cuantitativa del sedimento sometido a mineralización. Los carbohidratos en los sedimentos de lodos activados pueden estar representados principalmente por celulosa, lignina y hemicelulosas, que están contenidas en las células vegetales. La celulosa es un polímero de glucosa con una estructura lineal, las hemocelulosas son polisacáridos complejos con una estructura ramificada o lineal y la lignina es un polímero transalcohólico complejo. En la primera etapa de descomposición bioquímica, durante la hidrólisis de las hemicelulosas, se descomponen en una mezcla compleja de polisacáridos y la celulosa se hidroliza para formar glucano, un polisacárido basado en un polímero D de glucosa. Además, los polisacáridos y el glucano en la segunda etapa, formación de ácido, o de otro modo, acitogénesis, pasan por oxidación bioquímica a ácidos grasos volátiles, alcoholes. Como resultado de estas reacciones, se desprenden hidrógeno y dióxido de carbono.

Características de la descomposición de proteínas, grasas y carbohidratos en la etapa de hidrólisis.

Durante la fermentación del metano, los compuestos proteicos insolubles se convierten primero en peptonas, luego en péptidos y, finalmente, en aminoácidos solubles de cadena lineal. En la etapa de acitogénesis, se convierten fácilmente bioquímicamente en ácidos grasos, que se oxidan fácilmente en las etapas posteriores de la fermentación del metano, así como en aminoácidos aromáticos como la tirosina, el triptófano y la fenilamina, que son más difíciles de descomponer aún más. Durante la descomposición de las proteínas, se forman amoníaco y dióxido de carbono que, al interactuar con otras sustancias, o entre sí, desplazan la reacción del medio hacia el lado alcalino.

En la etapa de hidrólisis, las bacterias convierten las grasas en glicerol y ácidos grasos. Ya simplemente pasan a las etapas de acitogénesis en complejo ácidos carboxílicos, que en etapas posteriores se transforman fácilmente en metano. Además de que la composición del biogás está determinada por las ecuaciones de reacción para la biodegradación de carbohidratos, proteínas y grasas, su producción también está influenciada por la participación de agua en ellos. Si la reacción de descomposición continúa con el consumo de agua, entonces la cantidad de gas desprendido aumenta, si con el desprendimiento, disminuye. La excepción a esta regla son los aminoácidos, cuya descomposición ocurre con la participación de agua, pero al mismo tiempo, parte de las sustancias gaseosas formadas pasa a forma encuadernada... Además, parte del carbono de los compuestos se gasta en el crecimiento de biomasa bacteriana. Todas estas disposiciones están confirmadas por estudios experimentales, que muestran que durante la descomposición del componente proteico, el biogás se libera en menor cantidad, debido a la unión de los productos gaseosos de su descomposición. Además, se encontró que las grasas durante la descomposición emiten una vez y media más gas que los sustratos de proteínas y carbohidratos. Como para composición cualitativa, luego se forma un mayor porcentaje de metano en el biogás durante la descomposición de proteínas y grasas.

Límites de digestión anaeróbica y cálculo de entrada y composición de biogás

Cabe señalar que los procesos de fermentación anaeróbica ocurren hasta ciertos límites, que ascienden al 70% para las grasas, al 62,5% para los carbohidratos y al 48% para las proteínas. Al mismo tiempo, la temperatura del proceso anaeróbico afecta solo la velocidad de descomposición del sustrato orgánico, mientras que las proteínas se descomponen más rápidamente, luego las grasas desaparecen y la fermentación de los carbohidratos es más lenta. Es decir, al fermentar residuos compuestos por grasas, se puede obtener una mayor cantidad de biogás que del lodo activado, compuesto principalmente por proteínas, así como una mezcla de estiércol y residuos vegetales, que son principalmente materias primas carbohidratos.

Durante la descomposición del sustrato orgánico, se forma una gran cantidad de sustancias húmicas, que precipitan durante una reacción ácida del medio, y están presentes en la fase de una solución coloidal durante una alcalina. Para determinar el rendimiento de biogás durante la fermentación anaeróbica de lodos orgánicos, se puede determinar analizando la DQO del lodo después de la descomposición. Se considera que un volumen molar de metano reacciona con dos volúmenes molares de oxígeno, es decir, el volumen calculado de metano liberado será igual al doble del valor de DQO. Además, el cálculo del dióxido de carbono liberado se lleva a cabo según la fórmula de McCarthy, según la cual 3,75 volúmenes molares de dióxido de carbono caen sobre 6,24 volúmenes molares de metano. Se realizan cálculos más precisos del rendimiento teórico y las relaciones volumétricas de los gases desprendidos según la fórmula de Baswell, para lo cual es necesario conocer la composición elemental del sedimento mineralizado. Pero en ambos casos no se tiene en cuenta el consumo de materia orgánica, que va a incrementar la biomasa, que interviene en el proceso de oxidación bioquímica. Por tanto, para un cálculo más preciso del funcionamiento de las instalaciones de tratamiento, así como de las instalaciones de mineralización de lodos y producción de biocombustibles, es necesario determinar los límites de descomposición de los lodos para cada caso concreto de su biocomposición.

Así, la composición cualitativa y cuantitativa del biogás resultante está estrechamente relacionada con el contenido de grasas, proteínas y carbohidratos en el sustrato orgánico sometido a fermentación anaeróbica. El volumen de gases emitidos y el porcentaje de rendimiento de metano depende también del consumo de nutrientes para el aumento de biomasa, y el límite de descomposición del sedimento mineralizado, determinado por su naturaleza orgánica.

V el metabolismo de los microorganismos, las sustancias que contienen nitrógeno sufren diversas transformaciones. Por semejanza accidentalmente superficial diferentes tipos el deterioro de los alimentos a menudo se denomina descomposición. Sin embargo, la descomposición es un proceso de descomposición profunda de sustancias proteicas por microorganismos.

La capacidad de descomponer sustancias proteicas en un grado u otro es característica de muchos microorganismos. Algunos de ellos descomponen las proteínas directamente, otros solo pueden actuar sobre productos de degradación más o menos simples de una molécula de proteína, por ejemplo, péptidos, aminoácidos, etc.

Los productos de descomposición de las proteínas son utilizados por los microbios para la síntesis de sustancias en su cuerpo, así como también como material energético.

Química de la descomposición de sustancias proteicas. La pudrición es un proceso bioquímico complejo, de múltiples etapas, cuya naturaleza y resultado final depende de la composición de las proteínas descompuestas, las condiciones del proceso y los tipos de microorganismos que lo causan.

Las sustancias proteicas no pueden ingresar directamente a las células de los microorganismos, por lo tanto, las proteínas solo pueden ser utilizadas por aquellos microorganismos que tienen enzimas proteolíticas, exoproteasas secretadas por las células al medio ambiente.

La degradación de las proteínas comienza con su hidrólisis. Los principales productos de la hidrólisis son las peptonas y los péptidos. Se descomponen en aminoácidos, que son los productos finales de la hidrólisis.

Varios aminoácidos formados durante la descomposición de las proteínas son utilizados por microorganismos o experimentan cambios adicionales por ellos, por ejemplo, desaminación, lo que resulta en la formación de amoníaco y varios compuestos orgánicos. El proceso de desaminación puede ocurrir de diferentes maneras. Distinguir entre hidrolítico , desaminación oxidativa y reductora.

La desaminación hidrolítica se acompaña de la formación de hidroxiácidos y amoniaco. Si también se produce la descarboxilación del aminoácido, se forman alcohol, amoníaco y dióxido de carbono:

1 Debido al hecho de que el amoníaco siempre está presente en los productos finales de la descomposición de las proteínas, el proceso de descomposición también se denomina amonificación de sustancias proteicas.

Durante el desminado oxidativo, se forman cetoácidos y amoníaco:

Durante la desaminación reductora, se forman ácidos carboxílicos y amoníaco:

De las ecuaciones anteriores puede verse que entre los productos de descomposición de los aminoácidos, dependiendo de la estructura de su radical (R), se encuentran varios ácidos orgánicos y alcoholes. Entonces, durante la descomposición de los aminoácidos grasos, los ácidos fórmico, acético, propiónico, butírico y otros, propilo, butilo, amilo y otros alcoholes pueden acumularse. En la descomposición de aminoácidos de la serie aromática, los productos intermedios son productos de descomposición característicos: fenol, cresol, escatol, indol: sustancias con un olor muy desagradable. La descomposición de aminoácidos que contienen azufre produce sulfuro de hidrógeno o sus derivados, mercaptanos (por ejemplo, metil mercaptano CH 3 SH). Los mercaptanos tienen un olor a huevo podrido que se puede sentir incluso en concentraciones insignificantes.

Los diaminoácidos formados durante la hidrólisis de proteínas se pueden descarboxilar sin eliminar el amoníaco, lo que da como resultado diaminas y dióxido de carbono. Por ejemplo, la lisina se convierte en cadaverina:

Asimismo, la ornitina se convierte en putrescina.

Cadaverina, putrescina y otras aminas formadas durante la putrefacción a menudo se combinan bajo el nombre general de ptomaínas (toxinas cadavéricas), algunas de las cuales tienen propiedades venenosas.

La conversión adicional de compuestos orgánicos nitrogenados y libres de nitrógeno, resultante de la descomposición de varios aminoácidos, depende de las condiciones ambientales y la composición de la microflora. Los microorganismos aeróbicos oxidan estos compuestos para que puedan mineralizarse por completo. En este caso, los productos finales de la putrefacción son amoníaco, dióxido de carbono, agua, sulfuro de hidrógeno, sales de ácido fosfórico. En condiciones anaeróbicas, no hay una oxidación completa de los productos de descomposición intermedios de los aminoácidos. En este sentido, además del amoníaco y el dióxido de carbono, se acumulan varios ácidos orgánicos, alcoholes, aminas y otros compuestos orgánicos, incluidas sustancias con propiedades venenosas y sustancias que dan un olor repugnante a un material en descomposición.

Agentes causantes de la putrefacción. Entre los muchos microorganismos,

capaces de descomponer las proteínas en un grado u otro, los microorganismos son de particular importancia, que causan una profunda descomposición de las proteínas, en realidad se descomponen. Estos microorganismos suelen denominarse putrefactos. De ellos mayor valor tiene bacterias. Las bacterias putrefactas pueden ser formadoras de esporas y no formadoras de esporas, aeróbicas y anaeróbicas. Muchos de ellos son mesófilos, pero los hay resistentes al frío y al calor. La mayoría son sensibles a la acidez del medio ambiente.

Los agentes causales más comunes y activos de los procesos de putrefacción son los siguientes.

Palitos de heno y papa 1: bacterias aeróbicas, móviles, grampositivas y formadoras de esporas

Arroz. 32. Tú. subtítulos:

a- palos y esporas ovaladas; b - colonia

(figura 32). Sus esporas son muy resistentes al calor. La temperatura óptima para el desarrollo de estas bacterias es 35–45 ° С, el crecimiento máximo es a una temperatura de aproximadamente 50–55 ° С; a temperaturas inferiores a 5 ° C, no se multiplican. Además de la descomposición de proteínas, tales bacterias pueden descomponer sustancias de pectina, polisacáridos de tejidos vegetales y fermentar carbohidratos. Los palitos de heno y patata son de naturaleza muy difundida y son los agentes causantes del deterioro en muchos productos alimenticios. Producen sustancias antibióticas que inhiben el crecimiento de muchas bacterias patógenas y saprofitas.

Las bacterias del género Pseudomonas son bacilos móviles aeróbicos, con un flagelo polar, que no forman esporas y son gramnegativas (Fig. 33, a). Muchas especies son resistentes al frío, la temperatura mínima de crecimiento es de –2 a –5 ° C, la óptima es de unos 20 ° C. Muchas pseudomonas, además de proteolíticas, tienen actividad lipolítica; son capaces de fermentar carbohidratos con la formación de ácidos, secretan moco.Desarrollo

1 De acuerdo con el Código Internacional de Nomenclatura de Bacterias, los palitos de heno y papa se consideran sinónimos de la misma especie: Bacillus subtilis.

y la actividad bioquímica de estas bacterias se inhibe significativamente a un pH por debajo de 5,5 y una concentración de NaCl del 5 al 6% en el medio. Las pseudomonas son de naturaleza generalizada, son antagonistas de una serie de bacterias y mohos, ya que forman sustancias antibióticas. Algunas especies de Psudomo-nas son agentes causantes de enfermedades (bacteriosis) de plantas, frutas y verduras cultivadas.

Proteus (Proteus vulgaris): pequeñas barras gramnegativas sin esporas con pronunciadas propiedades de putrefacción. Los sustratos proteicos adquieren un fuerte olor pútrido durante el desarrollo de Proteus en ellos. Dependiendo de las condiciones

Arroz. 33.

a - Pseudomonas; B - Proteus vulgaris

En la vida, estas bacterias pueden cambiar notablemente su forma y tamaño (Fig.33, B).

Proteus - anaerobio facultativo; fermenta los carbohidratos para formar ácidos y gases. Se desarrolla bien tanto a 25 ° C como a 37 ° C, dejando de multiplicarse solo a una temperatura de unos 5 ° C, pero puede persistir en alimentos congelados.

Un rasgo característico de Proteus es su movilidad muy enérgica. Esta propiedad forma la base del método para detectar proteus en los alimentos y separarlo de las bacterias acompañantes. Algunos tipos de proteus emiten sustancias tóxicas para los humanos (vea la pág. 159).

Clostridium putrificum (Fig.34, a)- barra anaeróbica móvil, formadora de esporas. Sus esporas relativamente grandes se encuentran más cerca del final de la celda, que al mismo tiempo adquiere un parecido con una baqueta. Las esporas son bastante estables térmicamente. Esta bacteria no fermenta los carbohidratos. Las proteínas se descomponen con la formación de una gran cantidad de gases (NH 3, H2S). La temperatura óptima para el desarrollo es 37–43 ° С, la mínima es 5 ° С.

Clostridium sporogertes (Fig.34, B)- Bacilo anaeróbico móvil portador de esporas. Las esporas son térmicamente estables, en la celda se encuentran más cerca de su extremo. Es característica la formación de esporas muy rápida (durante los primeros días de crecimiento). Esta bacteria fermenta los carbohidratos con la formación de ácidos y gases, tiene capacidad lipolítica. Durante la descomposición de las proteínas, se libera abundantemente sulfuro de hidrógeno. La temperatura óptima para el desarrollo es de 35–40 ° С, la mínima es de aproximadamente 5 ° С.

Se sabe que ambos tipos de clostridios causan deterioro en los alimentos enlatados (carne, pescado, etc.).

Arroz. 34.

a - Clostridium putrificum; b - Clostridium sporogenes

La importancia práctica de los procesos de descomposición. Los microorganismos putrefactos a menudo causan un gran daño a la economía nacional, provocando el deterioro de los productos alimenticios más valiosos y ricos en proteínas, por ejemplo, carne y productos cárnicos, pescado y productos pesqueros, huevos, leche, etc. Pero estos microorganismos tienen un gran impacto positivo papel en la circulación de sustancias en la naturaleza, mineralización de sustancias proteicas, penetración en el suelo, agua.

La mayoría de los alimentos contienen proteínas, grasas e hidratos de carbono que, en presencia de agua, son un buen caldo de cultivo para los microorganismos. Mientras se multiplican, descomponen las partes constituyentes de los productos alimenticios, formando productos de descomposición (intermedios y finales). Esto se debe a la actividad enzimática de los microorganismos, muchos de ellos. que producen fuertes enzimas proteolíticas, amilolíticas y lipolíticas. Su uso en diversos campos se basa en la capacidad de los microbios para secretar ciertas enzimas. economía nacional... Desde hace mucho tiempo se conoce y se utiliza ampliamente, por ejemplo, en la industria alimentaria y en la vida cotidiana, la capacidad de la levadura para descomponer los azúcares. Libera enzimas amilasa, maltasa y sacarosa, así como enzimas protiolíticas, la levadura descompone los carbohidratos y parcialmente las proteínas, formando alcohol y dióxido de carbono. Esta propiedad se utiliza en las industrias del vino, la elaboración de cerveza y la panadería. Debido a la formación de dióxido de carbono durante la fermentación de la masa, ésta se afloja, lo que permite obtener productos de pan porosos ("esponjosos") durante la cocción. El sabor y la digestibilidad del pan se mejoran como resultado del uso de levadura. Algunos microbios se utilizan ampliamente en la fabricación de productos de ácido láctico, lo que provoca la fermentación del ácido láctico, en la que el azúcar de la leche se descompone y se forma ácido láctico.

Esta capacidad la poseen los estreptococos del ácido láctico, los palos búlgaros y acidophilus. Al seleccionar cultivos de microbios de ácido láctico, puede torturar varios tipos de productos de ácido láctico con alto sabor y propiedades dietéticas. Cocinar chucrut y pepinos en escabeche también se basa en la capacidad de los microbios para inducir la fermentación del ácido láctico. En la preparación de arenque salado, kilka, anchoas, la propiedad de los microbios se usa para inducir cambios proteolíticos en los tejidos, para descomponer las proteínas. Debido a la división parcial de las moléculas de proteínas y los cambios en las propiedades fisicoquímicas de los productos bajo la influencia de estos microbios, se crea un aroma y un sabor específicos.

No solo se conocen las propiedades beneficiosas de los microbios, sino también su efecto negativo sobre los alimentos. Muchos microorganismos, que provocan la descomposición de las partes constituyentes de un producto alimenticio, no mejoran, sino que empeoran su calidad. Estos microorganismos incluyen principalmente putrefactos: Bact. Proteus vulgaries, Bact. Cloacae, Bact. Putrificus, sporogenes, etc. El crecimiento y reproducción de estos microbios va acompañado de la descomposición de sustancias proteicas y la acumulación de productos de descomposición, muchos de los cuales tienen un sabor desagradable o un olor fuerte y desagradable. Estos incluyen sustancias orgánicas como indol, escatol, cadaverina, histamina, gases: sulfuro de hidrógeno, amoníaco, fosfina, metilamina.

Muchos métodos de examen sanitario de productos alimenticios se basan en la determinación de productos de descomposición intermedios. Como resultado de la descomposición putrefacta, la superficie de los productos alimenticios con una consistencia densa se vuelve viscosa y pegajosa. Debido a un complejo de cambios durante la descomposición, los productos alimenticios pierden sus propiedades organolépticas originales y se vuelven de mala calidad.

Cuando se pudren, los microbios patógenos para los humanos, por ejemplo, la salmonela, el bacilo botulinus, pueden multiplicarse en los alimentos, ya que los microorganismos patógenos son especialmente buenos para su nutrición y asimilación de los productos de la descomposición parcial de las proteínas. En este sentido, los productos alimenticios con el fenómeno de descomposición putrefacta, si se consumen, representan un gran peligro en relación con la intoxicación alimentaria. Los trabajadores de la industria alimentaria, la restauración y el comercio están obligados a cumplir las condiciones necesarias para la protección de los productos contra la descomposición microbiana. Las condiciones favorables para la reproducción de microbios putrefactos son el calor, la presencia de proteína y humedad en el producto y la baja acidez. Alto contenido proteico en ambiente acuático proporciona un excelente caldo de cultivo para los microbios. Productos como la carne, la leche, el pescado, los huevos y las salchichas hervidas se exponen con especial rapidez a la descomposición putrefacta.

En condiciones de temperaturas elevadas, la reproducción de microbios se acelera significativamente. Junto con el crecimiento de microbios y la mejora de su actividad enzimática, se activan las enzimas que se encuentran en los propios tejidos. Estas enzimas también descomponen proteínas, grasas y carbohidratos para formar los mismos productos de descomposición que cuando se pudren. La mayor reproducción de microbios putrefactos y la acción de enzimas ocurren a una temperatura de 20-25 ° C (hasta 40-45 ° C). Baja temperatura y la baja humedad, por el contrario, crean condiciones desfavorables para el crecimiento de bacterias.

En consecuencia, la principal condición que se usa ampliamente en la práctica de las empresas alimentarias para conservar los alimentos es el uso de una temperatura baja (almacenamiento de alimentos perecederos en gabinetes refrigerados o refrigeradores especiales). Sin embargo, conviene recordar que el frío no provoca la muerte de los microbios, sino que solo retrasa o detiene su actividad vital y que en condiciones favorables pueden continuar. mala influencia sobre la calidad de los productos. Además, existen algunos tipos de bacterias que pueden multiplicarse en condiciones de bajas temperaturas, incluso cercanas a los 0 grados. (por ejemplo, Bact. Fluorescens) así como numerosos mohos.

Además de enfriar, secar o agregar sustancias que aumentan la concentración de iones de hidrógeno (decapado), así como otros métodos de conservación, que crean condiciones desfavorables para el desarrollo de microbios, se utilizan para proteger los productos de la multiplicación de microbios en ellos. . Bajo la influencia de los microbios durante el almacenamiento, las propiedades de los productos que contienen grasas también cambian: manteca de cerdo, mantequilla, chocolate. En este caso, los microbios como Bact juegan un papel importante. fluorescentes. Bact. pyocyaneum), así como algunos hongos (Penicillium aspergillus). Estos microbios secretan una enzima llamada lipasa, que descompone la grasa en sus partes constituyentes: glicerina y ácidos grasos. La acumulación de ácidos grasos libres en la grasa aumenta su acidez.

Sin embargo, las propiedades de las grasas cambian principalmente bajo la influencia de factores físicos: oxígeno en el aire y luz. Bajo la influencia del oxígeno atmosférico, la grasa se oxida. Acumula aldehídos, cetonas, ácidos oxidados, que provocan rancidez o salazón de los alimentos que contienen grasas. Cuando se quema, el sabor del producto se vuelve amargo; cuando se prueban, los alimentos que contienen grasas saben a vela de stearicum. La luz solar intensifica diez veces la oxidación. La calidad de los alimentos depende en gran medida de la humedad del aire ambiente. Con mucha humedad, algunos alimentos (frutas y verduras secas, azúcar, sal, confitería, galletas saladas, harina) absorben con avidez la humedad del aire y se humedecen, lo que contribuye al moho.

Además, el valor nutricional de los alimentos hidratados disminuye a medida que masa igual los alimentos húmedos contienen menos nutrientes. En habitaciones excesivamente secas, debido al aumento de la evaporación, los alimentos se encogen y su peso disminuye. Cuando las verduras se secan, junto con el deterioro de la presentación, el contenido de vitaminas en ellas disminuye. La combinación de alta humedad y alta temperatura estimula los procesos de respiración y crecimiento de los tejidos en alimentos como papas, remolachas, zanahorias, cebollas y otros cultivos de raíces.

Su germinación conlleva un gasto irracional de las reservas acumuladas en las plantas (carbohidratos, vitaminas, elementos minerales) y una disminución del valor nutricional de estos productos en estas condiciones. La calidad de los productos alimenticios puede verse reducida por una manipulación descuidada durante el transporte, la venta y el almacenamiento. Pueden ensuciarse, cambiar su forma original, adquirir un sabor u olor desagradable. Las impurezas mecánicas (tierra, arena, vidrio) o sustancias tóxicas (sales de metales pesados: plomo, cobre, zinc) pueden ingresar a los productos alimenticios desde el exterior (tierra, arena, vidrio).

La mezcla de tierra y arena con los alimentos no solo perjudica su sabor, sino que también representa un peligro epidemiológico, ya que las esporas de B. botulinus, los huevos de algunos helmintos, etc. pueden ingresar al cuerpo humano con los alimentos. Contaminación de los alimentos con B. botulinu las esporas durante su germinación, reproducción y formación de toxinas a menudo conducen a una intoxicación: botulismo. La presencia de huevos de helmintos en productos alimenticios puede causar enfermedades helmínticas entre las personas si no se siguen las reglas sanitarias e higiénicas durante el procesamiento de productos contaminados. Por lo tanto, durante el almacenamiento, transporte y venta, se deben observar estrictamente las condiciones que contribuyan a la preservación de la calidad original de los productos.

Los alimentos infectados con microbios patógenos (disentería, bacilos tifoideos, patógenos paratifoides, etc.) que ingresan al cuerpo humano pueden causar enfermedades infecciosas graves: disentería, fiebre tifoidea, fiebre paratifoidea. Ciertos microbios pueden causar enfermedades transmitidas por los alimentos. Dichos microbios incluyen salmonella, serotipos patógenos de Escherichia coli, agentes causantes del botulismo, una cepa enterotóxica de estafilococo.

El agente causante del botulismo B. botulinus y la cepa enterotóxica de estafilococo, cuando se multiplican en productos, son capaces de formar venenos: exotoxinas. El uso de tales productos provoca intoxicación del cuerpo humano. Los estafilococos patógenos son de naturaleza generalizada. Pueden llegar a los alimentos de las manos, especialmente en caso de enfermedades pustulosas, del tracto respiratorio superior (catarro, amigdalitis, enfermedad dental), en las condiciones insalubres del local donde se preparan los alimentos, de animales enfermos de mastitis.

Los alimentos contaminados con patógenos son especialmente peligrosos. enfermedades infecciosas e intoxicaciones alimentarias, para empresas de restauración pública y colectivos organizados (jardines de infancia, campamentos de pioneros, etc.), ya que en este caso las enfermedades se generalizan. Un ejemplo es la intoxicación alimentaria en uno de estos grupos, donde 186 niños enfermaron por consumir vinagreta, por lo que la noche anterior se hervían y pelaban patatas y remolachas, picadas y dejadas hasta la mañana sin enfriar lo suficiente. Por la mañana, se agregaron cebollas y repollo a las papas y remolachas. La vinagreta se les dio a los niños para el desayuno. Durante la investigación de esta intoxicación se aisló Staphylococcus aureus patógeno de la vinagreta, así como de la garganta de dos cocineros que participaron en la limpieza de patatas y remolachas hervidas, dándole todas las reacciones y muestras características.