Смрад выгребных ям и свалок, гниющие органические останки - все это вызывает у людей стойкое чувство отвращения. Но, когда первая реакция проходит, и включается здравый смысл, приходит понимание, что это обязательный процесс жизни. За любым гниением можно увидеть зарождающуюся новую жизнь. Это вечный круговорот веществ в природе. И как ни разнообразны живые организмы на планете, удивительно, что единственные из них, которые отвечают за разложение - это бактерии гниения.

Что разлагается

Процессы разложения - это весь спектр реакций, в результате которых сложные вещества разлагаются до простых и более стойких. Процессом гниения (аммонификацией) называют разложение до простых молекул органических веществ, содержащих азот и серу. Сходный процесс - брожение - это разложение безазотистых органических веществ - сахаров или углеводов. И тот и другой процессы осуществляют микроорганизмы. Выяснение механизма данных процессов началось с опытов Луи Пастера (1822-1895). Если же посмотреть на бактерии гниения исключительно с химической точки зрения, то мы увидим, что причинами этих процессов является нестойкость органических соединений и микроорганизмы выступают лишь как возбудители химических реакций. Но и белок, и кровь, и животные под воздействием бактерий подвергаются разным типам гниения, то главенствующая роль именно микроорганизмов неоспорима.

Изучение предмета продолжается

Гниение имеет огромное значение как в экономии природы, так и в человеческой деятельности: от технических производств до развития болезней. Прикладная бактериология родилась всего порядка 50 лет назад, трудности изучения и сегодня громадны. Но перспективы огромны:

Кто же они - эти деструкторы?

Бактерии - это целое царство одноклеточных прокариотических (не имеющих ядра) организмов, которое начитывает порядка 10 тысяч видов. Но это нам известных, а вообще предполагается существование более миллиона видов. Они появились на планете задолго до нас (3-4 миллиона лет назад), были первыми ее обитателями и во многом именно благодаря им Земля стала пригодной для развития других форм жизни. Впервые в собственноручно деланный микроскоп «анималькули» увидел в 1676 году голландский натуралист Антони ван Левенгук. Только в 1828 году они получили свое название благодаря работам Христиана Эренберга. Развитие увеличительной техники позволило Луи Пастеру в 1850 году описать физиологию и метаболизм бактерий гниения и брожения, в том числе болезнетворных. Именно Пастер, изобретатель вакцины против сибирской язвы и бешенства, читается основателем бактериологии - науки о бактериях. Второй выдающийся бактериолог - немецкий врач Роберт Кох (1843-1910), открывший холерный вибрион и туберкулезную палочку.

Такие простые и такие сложные

По форме бактерии могут быть шаровидные (кокки), прямые палочки (бациллы), выгнутые (вибрионы), спиральные (спириллы). Они могут объединяться - диплококки (два кокка), стрептококки (цепочка кокков), стафилококки (гроздь кокков). Клеточная стенка из муреина (полисахарида в соединении аминокислотами) придает форму организму и защищает содержимое клетки. Мембрана клетки из фосфолипидов может впячиваться и одержит комплексы органов движения (жгутиков). В клетках нет ядра, а в цитоплазме находятся рибосомы и кольцевая ДНК (плазмид). Органелл нет, а функции митохондрий, хлоропластов выполняют мезосомы - выпячивания мембраны. У некоторых имеются вакуоли: газовые выполняют функцию перемещения в толще воды, а в запасающих находятся гликоген или крахмал, жиры, полифосфаты.

Как они питаются

По типу питания бактерии бывают автотрофные (сами синтезируют органические вещества) и гетеротрофные (потребляют готовые органические вещества). Автотрофы могут быть фотосинтетиками (зеленые и пурпурные) и хемосинтетиками (нитрифицирующие, серобактерии, железобактерии). Гетеротрофы бывают сапротрофами (используют продукты жизнедеятельности, отмершие останки животных и растений) и симбионты (используют органику живых организмов). Гниение и брожение осуществляют сапротрофные бактерии. Для осуществления обмена веществ одним бактериям необходим кислород (аэробы), а другим он не нужен (анаэробы).

Армии нашей не счесть

Бактерии обитают везде. Буквально. В каждой капле воды, в каждой луже, на камнях, в воздухе и почве. Перечислим лишь некоторые группы:

Оптимальные условия

Для гниения необходимы определенные условия, и именно лишение бактерий этих условий лежит в основе нашей кулинарии (стерилизация, пастеризация, консервирование и так далее). Для интенсивного процесса гниения необходимо:

• Наличие самих бактерий.
• Внешние условия - влажная среда, температура +30-40 °С.

Варианты возможны различные. Но вода является неотъемлемым атрибутом гидролиза органических веществ. А ферменты работают только в определенном температурном режиме.

Главные аммонификаторы

Бактерии гниения, живущие в почве земли, это самая распространенная группа прокариот. Они играют важную роль в круговороте азота и возвращают в почву минеральные вещества (минерализуют) так необходимые растениям для процессов фотосинтеза. Форма бактерий, их отношение к наличию кислорода и способы питания разнообразны. Основные представители данной группы это спорообразующие клостридии, бациллы и неспорообразующие энтеробактерии.

Этапы разложения органики

Стадии разложения органических веществ бактериями гниения с химической точки зрения довольно сложны. В целом этот процесс осуществляется следующим образом:

Сенная палочка

Самая изученная бактерия - Bacillus subtilis, очень эффективный аммонификатор. Лучше нее изучена только кишечная палочка (Escherichia coli), наш кишечный симбионт. Сенная палочка - это аэробная бактерия гниения. На ее поверхности находятся ферменты-катализаторы протеазы, выработанные бактерией и используемые для получения жизненной энергии. Протеазы вступают в реакции гидролиза с белками внешней среды и разрушают его пептидные вязи с высвобождением начала крупных цепочек аминокислот, а потом все более мелких. Все, что ей необходимо, поступает в клетку, а что не нужно, отдается. И остаются токсичные вещества - сероводород и аммиак. Именно из-за этих газов места обитания сенных палочек так неприятно пахнут.

Наши соседи

В нашем кишечнике живет примерно 50 триллионов различных микроорганизмов, это где-то два килограмма. А это в 1,5 раза больше, чем общее количество клеток всего организма человека. И кто здесь хозяин, а кто симбионт? Это, конечно, шутка. Но среди этого многообразия соседей есть и бактерии гниения. Польза и вред для организма от них зависит от их количества и патогенности. В нашей ротовой полоти обитает до сорока тысяч бактерий. Кислую среду нашего желудка могут выдержать лактобациллы, некоторые стрептококки и сарцины. В двенадцатиперстную кишку выделяется сок поджелудочной железы с агрессивными пищеварительными ферментами (липазы и амилазы) и делают ее почти полностью стерильной.

В тонком и толстом кишечнике среда щелочная, тут сосредоточена вся масса микрофлоры. Именно тут бактерии помогают нам усваивать витамины (бифидобактерии), синтезировать витамины (К и В) и подавлять патогенную флору (кишечная палочка), расщеплять крахмал и целлюлозу, белки и жиры (аммонифицирующие бактерии) и это далеко не весь список полезных функций наших соседей. С калом каждый человек выделяет порядка 18 миллиардов бактерий, а это больше, чем людей на всей планете. Но те же бактерии могут при определенных условиях вызвать болезни. Именно поэтому многие из них считаются условно патогенными.

Значение бактерий гниения

Первые живые организмы этой планеты, самые эффективные в части занятия всех существующих на планете Земля экологических ниш - бактерии. Они минерализуют почву, делая ее плодородной. Возвращают в круговорот неорганические вещества. Утилизируют трупы и продукты жизнедеятельности всех живых организмов планеты. Обеспечивают человечество природными ресурсами. Делают нашу жизнь легче и помогают в усвоении пищевых компонентов. Этот список можно продолжать еще долго. Конечно, негативное значение гнилостных бактерий также велико. Но природа знала, что делала и наша задача на этой планете не нарушить то хрупкое равновесие, к которому пришел за эти почти четыре миллиона лет мир вокруг нас.

Бактерии, несомненно, производят процесс гниения, брожения, сопровождающей еся выделением газов, и это мы находим у всех хищных рыб в желудке. Это может быть даже вредным для организма, раздражая кишечник. Тем не менее, если даже признать за бактериями известную роль в процессе предварительного разложения кормовых веществ в кишечнике рыб, их совершенно нельзя считать заместителями ферментов, а потому надо признать заменяющими пепсин, о чем мы скажем ниже.[ ...]

Гниение (метановое брожение) представляет собой процесс, протекающий без доступа кислорода воздуха, при котором органические вещества под действием различных симбиотических организмов, переходя через большое число промежуточных пР°ДУктов, разлагаются до метана и углекислоты. Последняя стадия разложения происходит под действием метановых бактерий.[ ...]

Бактерии живут повсеместно - в почве, воде, воздухе, в организмах растений, животных и человека. Многие бактерии по способу питания являются гетеротрофными организмами, т. е. используют готовые органические вещества. Часть из них, являясь сапрофитами, разрушает остатки мертвых растений и животных, участвует в разложении навоза, способствуют минерализации почвы. Бактериальные процессы спиртового, молочнокислого брожения используются человеком. Есть виды, которые могут жить в организме человека, не принося вреда. Так, например, в кишечнике человека обитает кишечная палочка. Отдельные виды бактерий, поселяясь на продуктах питания, вызывают их порчу. К сапро-фитам относятся бактерии гниения и брожения.[ ...]

В процессе гниения трупов растений и животных денитрифицирующие бактерии превращают нитраты в свободный азот (Ж)2 -> Ж)а -» N20 -> N2, который уходит в атмосферу, но азотфиксирую-щие бактерии снова конвертируют атмосферный азот в органические соединения, доступные для усвоения растениями.[ ...]

Низшие организмы. Гниение шлама прекращается при концентрации формальдегида 100 мг /л. Аэробные процессы разложения останавливаются при концентрации формальдегида в 135-175 мг/л . Предельно вредная концентрация для ■бактерий Escherichia coli составляет 1 мг /л, для водорослей Scenedesmus- 0,3-0,5 мг/л и для рачков 2 мг/л . Организмы, участвующие в метановом брожении, могут привыкнуть к формальдегиду и тогда переносить 15%-ную концентрацию формальдегида. Образовавшийся газ имеет эквимолекулярные части СН4 и С02 .[ ...]

Низшие организмы. Для бактерий Escherichia coli предельно вредная концентрация составляет 0,1 мг/л . Процессы загнивания шлама сильно задерживаются, если концентрация никеля в сыром шламе превышает предел 500-1000 мг/л . По данным Рудольфса (Rudolfs), концентрация 500 мг/л Ni не оказывает влияния на процесс гниения; концентрация 1000 мг/л Ni снижает гниение на 35%, концентрация 2000 мг/л - на 95%. Рост водорослей Scenedesmus задерживается, если концентрация превышает 0,9 мг/л Ni; предельно вредная концентрация для рачков составляет 6 мг/л .[ ...]

Кроме того, анаэробные бактерии Spirillum desulfuricans при гниении растительных элементов и в присутствии сернокислых солей выделяют сероводород, который в Черном море, за отсутствием циркуляции, скоплен в глубин«; от 150 саж. в таком количестве, что всякая жизнь там прекращается.[ ...]

С жизнедеятельностью анаэробных бактерий связаны процессы гниения компонентов растительных и микробных клеток с образованием также простых, но недоокисленных органических, а затем минеральных соединений (см. общую схему этих процессов на с. 126).[ ...]

Бактериальные болезни вызываются бактериями с высокой инфекционной способностью. В связи с переходом на механизированную уборку, вызывающую механические повреждения клубней, поражение картофеля бактериозами усилилось. В результате поражения этими болезнями наблюдается гибель растений в поле, загнивание посадочных клубней и нового урожая в поле, гниение их в период хранения. Потери урожая могут достигать 50%.[ ...]

Вследствие деятельности термофильных бактерий, температура навоза поднимается до 50-70°. Выделяющиеся при гниении углекислота и пары воды принимают участие в реакциях образования свинцовых белил. В результате процессов, протекающих в горшках, около 70-80% свинца превращаются в белила. После разгрузки горшков основной карбонат отделяют от металлического свинца. Эту операцию раньше производили вручную, а в настоящее время производят специальными машинами и на мокрых мельницах. От остатков свинца белила отделяют отмучиванием, после чего их отмывают от избытка уксуснокислого свинца, фильтруют и сушат. Свинцовые белила по указанному способу производили раньше не в зданиях, а в кучах, и поэтому этот способ называют также кучным, а белила называют иногда лаговыми (испорченное голландское слово loog - помещение для производства свинцовых белил).[ ...]

В обоих случаях, как при тлении, так и при гниении, образуется аммиак. Этот аммиак подвергается затем при помощи других аэробных бактерий окислению и переходит сперва в азотистую, а затем в азотную кислоты. Соответственно процессы эти называются аммонификацией и нитрификацией.[ ...]

Микрофлора почв весьма разнообразна. Здесь бактерии выполняют различные функции и подразделяются на следующие физиологические группы: бактерии гниения, нитрофи-цирующие, азотофиксирующие, серобактерии и др. Среди них есть аэробные и анаэробные формы.[ ...]

В животноводческих комплексах аммиак образуется от гниения органических соединений под действием уреазоактивных анаэробных бактерий. Активность названных бактерий возрастает при повышении температуры. Поэтому летом, как правило, концентрация аммиака значительно выше, чем зимой.[ ...]

Азот возвращается в атмосферу вновь с выделенными при гниении газами. Роль бактерий в цикле азота такова, что если будет уничтожено только 12 их видов, участвующих в круговороте азота, жизнь на Земле прекратится. Так считают американские ученые.[ ...]

РЕДУЦЕНТЫ - организмы, основной результат питания которых гниение или иное разложение сложных соединений до более простых. Прежде всего грибы и бактерии.[ ...]

Фенольные гликозиды клеток мхов, лишайников предотвращают их гниение, а после отмирания способствуют образованию торфа. Фенольные лишайниковые кислоты угнетают размножение многих бактерий и плесеней, поэтому многие лишайники практически стерильны и применялись в северных госпиталях в период Великой Отечественной войны как прокладочный материал при перевязке рай.[ ...]

Процессы минерализации совершаются при обязательном участии бактерий: в первом случае аэробных, развивающихся в присутствии воздуха (кислорода) и способствующих процессу окисления и образования кислот, а в соединении с калием и натрием - минеральных солей (углекислых, азотнокислых, сернокислых или фосфорнокислых, а также углекислоты СОг); во втором случае анаэробных, развивающихся при отсутствии воздуха и способствующих процессам гниения - расщепления сложных органических веществ, которые сопровождаются выделением дурно пахнущих газов, взрывоопасных (метана) и незначительных количеств углекислоты С02, переходом серы в сероводород Н/;-. азота - в аммиак ЫН3. Кроме того, создается среда, способствующая распространению заразных микробов.[ ...]

Выживают только те бактерии, которые вызывают гниение и не нуждаются в кислороде для разложения органических веществ, продукт их жизнедеятельности - выделяемый сероводород. Таким образом, гибнет не только озеро, но и смежные экосистемы в результате отравления сероводородом.[ ...]

Широкое распространение имеют инфекционные заболевания растений, вызываемые бактериями, грибами, 51 вирусами. Наиболее часто встречающиеся формы этих болезней: налеты на поверхности листьев, побегов (серая гниль и др.), скручивание листьев, гниение корней и стеблей.[ ...]

Мягкая гниль корневой шейки вызывается б акте рией Erwinia cartovora. Болезнь обнаруживается в период жаркой погоды. Бактерии живут в земле; проникают в растения при поражении корней в результате обработки почвы. Гниение корневой шейки сопровож дается неприятным запахом.[ ...]

При брожении происходит частичное выпадение хлопьев белковых веществ. Однако кислая реакция и наличие молочнокислых бактерий препятствуют развитию гнилостных бактерий, способствующих дальнейшему процессу распада веществ. Только после нейтрализации образовавшихся кислот сточные воды могут быть подвергнуты процессу гниения. Для сохранения тепла сточных вод необходимо предусмотреть отепленное помещение.[ ...]

БАКТЕРИАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ - удобрения, содержащие полезные для с.-х. растений почвенные микроорганизмы (напр., нитрагин). БАКТЕРИИ [гр. bakleria - палочка] - группа микроскопических одноклеточных микроорганизмов, обладающих клеточной стенкой, но не имеющих оформленного ядра, лишенных хлорофилла и пластид, размножающихся делением. Б. широко распространены в природе (вызывают гниение, брожение и т. д.), участвуют в биоге-охимическом круговороте всех биологически важных химических элементов, выполняя функцию редуцентов. Многие ключевые процессы круговорота осуществляются только с помощью Б. (напр., нитрификация, денитрификация, азотфиксация, окисление и восстановление соединений серы и др.). Б. - возбудители многих болезней человека, животных и растений (тиф, холера, туберкулез). БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ - см. в ст. Загрязнение биологическое, а также Коли-индекс и Микробное число.[ ...]

Биологические пруды (осветлители) используются для слабо концентрированных сточных вод, содержащих легко разлагаемые бактериями органические вещества. Они применяются также в качестве вторичных осветлителей для химически обработанных или неполностью биологически очищенных сточных вод. Размеры их должны быть подобраны таким образом, чтобы сточные воды в них ни в какое время не подвергались процессу гниения. Эти размеры рассчитываются на основании биохимической потребности кислорода, покрытие которого должно происходить за счет воздуха, а иногда и за счет разбавления богатыми кислородом водами. Если эти естественные пополнения кислорода оказываются недостаточными, то его недостаток устраняют добавкой нитратов. В основу расчета можно класть эквивалент населенности, причем на каждого жителя нужно считать 20 м? площади пруда. Для того чтобы ассимиляция под влиянием света могла полностью протекать, необходимо, чтобы глубина пруда не превышала 1,20 ж.[ ...]

В практике большое значение имеет "биохимический распад белков. Процесс распада белков или их производных под влиянием гнилостных бактерий называется гниением. Процессы гниения могут происходить аэробно и анаэробно. Гниение сопровождается выделением резко пахнущих веществ: аммиака, сероводорода, скатола, индола, меркаптанов и др.[ ...]

Минерализация - процесс разрушения (распада) органических веществ, т. е. переход их в минеральные, протекает в природе под воздействием бактерий и микроорганизмов, носящих название аэробных. Если кислорода в водотоке или почве достаточно много, то отдельные составные элементы органических веществ - азот, углерод, сера, фосфор - окисляются до минеральных солей азотной, угольной, серной и фосфорной кислоты. При недостаточном количестве или отсутствии кислорода происходит медленное разложение (гниение) органических веществ. В итоге образуются метан СШ, сероводород ЬЬЭ, аммиак К]Н3. Процесс протекает под воздействием бактерий, носящих название анаэробных.[ ...]

Цианэтилированный хлопок обладает высокой гнило- и плесе-нестойкостью. При выдерживании в течение очень длительного времени в почве, зараженной бактериями, вызывающими гниение целлюлозы, этот продукт полностью сохраняет прочность (а в некоторых случаях наблюдалось даже некоторое ее повышение). Циан-этилпрованные хлопок и манильская пенька также не подвергаются гниению, длительно находясь в воде . Гнилостойкость возрастает с увеличением содержания азота и становится абсолютной, когда оно достигает 2,8-3,5%. Однако присутствие даже незначительных количеств карбоксильных групп (образующихся в результате омыления цианэтильных групп) отрицательно сказывается на устойчивости целлюлозных материалов к действию гнилостных бактерий. Поэтому очень важно проводить цианэтилирование в наиболее мягких условиях. Следует также уменьшать интенсивность щелочных обработок или совсем избегать их при промывке, отбелке и крашении цианэтилированного хлопка .[ ...]

При заболевании растений до цветения клубни, как правило, не образуются. При более позднем заболевании клубни образуются, но больные черной ножкой, гниение их при хранении продолжается. Они создают очаг инфекции в хранилище. В почве бактерии черной ножки долго не сохраняются.[ ...]

При разбавлении в 1: 100 000 сулема препятствует гниению. Прорастанию спор сибирской язвы препятствует концентрация 3 мг/л. Сулема наносит вред спирогирам даже в разбавлении 1: 100 000 000 . Предельно вредная концентрация для бактерий Escherichia coli составляет 2 мг/л, для водорослей See-nedesmus и для рачков Daphnia magna - 0,03 мг/л .[ ...]

Газы метан, водород, сероводород и другие, скапливаясь в сооружениях, построенных на закрытых свалках, образовывают взрывоопасные смеси, фильтрат содержит продукты гниения мусора. Например, на свалке Ростова-на-Дону степень бактериального загрязнения грунтовых вод превышала средние значения для городской канализации: в 1 мл воды содержалось до 1,5 млн. бактерий, в том числе 34 000 кишечных.[ ...]

При сбросе в водоемы сточных вод некоторых химических производств, загрязненных сероводородом, наблюдается обильное развитие нитчатых серобактерий, относящихся к родам ТЫоШпх. и Ведд1а1:оа- Эти бактерии образуют обрастания на дне й у берегов водоема. Загрязнение водоемов сточными водами, содержащими закисные соли железа, сопровождается развитием обрастаний нитчатых железобактерий - Ьер1оШпх, СЫатусЫЬпх и С1ас1оШпх. Отмирая, такие обрастания осаждаются в более глубоких котлованах и, подвергаясь процессам гниения, вызывают вспышки вторичного загрязнения.[ ...]

Но значительная часть мертвого органического вещества, в том числе и собственно детрита, например остатки растительности - древесина, не может быть употреблена в пищу детритофагами, а подвергается гниению и разлагается в процессе питания грибов и бактерий.[ ...]

Кроме повышения эффективности работы хлопкоуборочных машин, предуборочное удаление листьев способствует более раннему созреванию урожая (на 15- 20 дней). Под действием дефолиантов также ограничивается распространение болезнетворных бактерий, грибов, насекомых, которые нередко вызывают гниение хлопка-сырца на облиственных растениях в позднеосенний период.[ ...]

Мы видели выше, какие громадные массы разных органических веществ вносятся в водоем с суши, но наверное еще большее количество их происходит от водных растений и животных. Посмотрим же, каким процессам подвергаются они, чтобы вновь войти в круговорот жизни. Гниение, обусловливаемое микробами, начинается с растворения белка и образования альбумозов и пептонов, быстро разлагающихся и в конце концов дающих аммиак, углекислоту, водород, метан, сероводород, воду и прочее. Таким образом, весь процесс происходит помощью жизнедеятельности трех групп.[ ...]

Сирп; указывает, что при спуске в водоем предварительно неочищенных стоков очень интенсивно произрастают 8рЬЬего1у1и51 ап8. Мак Гаухей показал, что сброс 260 м3 стоков в 1 сек. в реку Роанакс в Виргинии (США) вызвал в ней помутнение, образование сульфидного запаха, желтого ила на дне реки, возникновение процессов гниения, значительное повышение БПК5 и углекислоты, уменьшение количества бактерий в реке и исчезновение рыбы.[ ...]

Полисапробные организмы характерны для очень загрязненных вод, в которых содержится много белковых веществ, сероводорода, метана и углекислоты. Растворенный кислород в таких водах отсутствует. В этой группе организмов отдельных видов немного, но каждый вид развивается очень интенсивно. В основном группа включает бактерии (миллионы в 1 мл воды), инфузории, бесцветные жгутиковые, серные бактерии. В донных отложениях много органического детрита; водные цветковые растения отсутствуют. Для полисапробной зоны характерны восстановительные процессы гниения и распада.[ ...]

Чрезмерно развитая растительность препятствует правильной эксплуатации прудов, способствует ухудшению гидрохимического и газового режимов, особенно в ночные часы, когда кислород потребляется всеми водными организмами на дыхание и создается его дефицит. При разложении отмирающей растительности выделяются токсичные продукты гниения (аммиак, сероводород и др.), а ее остатки являются субстратом для сохранения и размножения сапрофитных и патогенных грибов, бактерий.[ ...]

Различают три вида пыли: минеральную (неорганическую), органическую и космическую. Выветривание и разрушение горных пород, извержение вулканов, степные и торфяные пожары, испарения с поверхности морей служат причиной образования минеральной пыли. Органическая пыль в воздухе представлена аэропланктоном - организмами, живущими в атмосфере (бактерии, споры грибов, пыльца растений и др.), и продуктами гниения, брожения и разложения растений и животных. Космическая пыль образуется из остатков сгоревших метеоритов при их прохождении в атмосфере.[ ...]

Но если в водоем попадает слишком большое количество биогенных элементов (например, систематически сбрасываются стоки завода минеральных удобрений), происходит нарушение цикла. Начинается бурный рост водорослей, толщина их слоя резко увеличивается, снижается поступление света в нижние слои водоема, замедляются процессы фотосинтеза. Одновременно усиливается гниение большой массы отмерших клеток. На их разложение уходит весь растворенный в воде кислород и тогда погибают не только животные, но и разлагающие детрит бактерии. Цепь разрывается. Если вредные для водоема стоки не прекратить, то природный механизм самоочищения придет в упадок.[ ...]

С. возможно и в популяциях видов с вторичной стратегией поведения, однако он выражен в меньшей степени и сочетается с миниатюризацией (при высокой плотности популяции часть особей выпадает, а оставшиеся имеют меньший размер). САМООЧИЩЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД (С.п.в.) - вариант биотической трансформации среды, процесс очищения воды от загрязняющих веществ путем их разложения и осаждения. С.п.в. происходит как в анаэробной среде (гниение), так и в аэробной. В последнем случае С.п.в. происходит тем более активно, чем выше содержание в воде кислорода. В С.п.в. кроме бактерий принимают участие также грибы, водоросли, животные. В проточной воде С.п.в. происходит активней, чем в стоячей. При поступлении в водоемы большого количества сточных вод (это имеет место в крупных городах РФ) способность к С.п.в. водоемов оказывается недостаточной. Необходимы специальные очистные сооружения и уменьшение сбросов за счет использования малоотходных технологий. САНИТАРНО-ЗАЩИТНАЯ ЗОНА -территория, засаженная лесом и отделяющая предприятия, загрязняющие атмосферу, от жилой части населенного пункта.[ ...]

Таким образом, антибиотики обладают всеми свойствами, которые необходимы для лечебных препаратов, применяющихся в растениеводстве. В литературе имеются многочисленные сообщения об успешном использовании антибиотиков в борьбе с различными заболеваниями растений. При этом показапо, что антибиотики не только предохраняют растение от поражений, но и оказывают лечебное действие при наличии различных инфекций (фитопатогенные грибы, бактерии и актиномицеты). Антибиотические препараты испытаны при лечении заболеваний фруктовых деревьев, хлопчатника, зерновых и овощных культур, декоративных растений как в лабораториях, так и в производственных условиях. Например, хорошие результаты получены при использовании аурео-фунгина в борьбе с грибковыми заболеваниями семян и ложной мучнистой росой. Предпосевная обработка семян хлопчатника антибиотиком позволила в 5-6 раз снизить заболевания хлопчатника гоммозом и вертициллезным увяданием. Перспективно использование антибиотиков в окулировке растений. Черенки, обработанные антибиотиком, практически стерильны, и растения после прививки не заболевают, в то время как контрольные, не обработанные антибиотиком, часто погибают от внесения инфекции. Очень эффективно применение антибиотиков при заболеваниях растений бактериального происхождения: бактериоз яблони и груш, гниль грецкого ореха, бактериальная пятнистость томатов и перца, мокрая гниль картофеля, бактериальная пятнистость бобовых, бактериоз табака, гниение посадок картофеля, бурая гниль кочерыжек капусты, бактериальная пятнистость хризантем и т. д.[ ...]

В процессе эксплуатации целлюлозные материалы подвержены действию целлюлолитических ферментов. При действии этих ферментов достаточно легко разрушаются хлопок, древесина, бумага, целлофановая пленка, вискозный шелк; ацетатные волокна и пленка устойчивы к деструкции благодаря высокой степени замещения гидроксильных групп в макромолекуле этого эфира целлюлозы. Модификация целлюлозы, направленная на улучшение ее основных свойств, часто повышает и устойчивость к гниению. Так, обработка различными реагентами с целью придания целлюлозным материалам несминаемости одновременно вызывает устойчивость материала к гниению. Иногда возникают неожиданные проблемы. Например, создание бумаги, обладающей повышенной прочностью в мокром состоянии, привело к тому, что использованная бумага не разлагалась в обычных очистных сооружениях. Новые водорастворимые краски содержат в качестве загустителя карбоксиметил-целлюлозу или метилцеллюлозу. Поэтому достаточно незначительного роста гриба или бактерий для того, чтобы вызвать деструкцию этих загустителей, в результате чего краски разжижаются и: разрушаются.[ ...]

В начале нашего века возникла микробиологическая теория старения, творцом которой был И. И. Мечников, который различал физиологическую старость и патологическую. Он считал, что старость человека является патологической, т. е. преждевременной. Основу представлений И. И. Мечникова составляло учение об ортобиозе (Orthos - правильный, bios - жизнь), в соответствии с которым основной причиной старения является повреждение нервных клеток продуктами интоксикации, образующимися в результате гниения в толстом кишечнике. Развивая учение о нормальном образе жизни (соблюдение правил гигиены, регулярный труд, воздержание от вредных привычек), И. И. Мечников предлагал также способ подавления гнилостных бактерий кишечника путем употребления кисломолочных продуктов.[ ...]

Начальная стадия порчи рыбы - автолиз мышц, выражающийся в размягчении тканей под влиянием ферментов, а далее - распад белков до аминокислот. Под воздействием микрофлоры может произойти и дальнейший их распад, вплоть до окончательной порчи мяса рыбы и появления аммиака и сероводорода. Ферментов, вызывающих автолиз, в рыбе в среднем значительно больше, чем в тканях теплокровных животных. Так, в теплое время года в непотрошеной салаке быстрота, с которой наступает автолиз, может показаться ошеломляющей. Поскольку деятельность бактерий, находящихся в рыбе, оживляется одновременно с изменениями, наступившими под влиянием ферментов, то эти изменения надо по возможности отдалить. Правда, в процессе автолиза в рыбе еще не появляются плохо пахнущие и неприятные на вкус вещества, как это наблюдается при гниении, вызванном бактериями. Но с точки зрения хранения рыбы и автолиз, бесспорно, - негативное явление.[ ...]

В хорошо организованной компостной куче происходит полное разложение органических веществ. При этом температура внутри компостной кучи достигает 70 °С. В процессе перепревания содержимое компостной кучи пронизывается большим количеством грибковых нитей. Высокие температуры и вырабатываемые грибковыми образованиями антибиотики убивают болезнетворных микробов, находящихся в куче. Компостные кучи должны хорошо проветриваться. Содержимое кучи следует время от времени перелопачивать. При этом верхние слои попадут внутрь кучи и, таким образом, все содержимое кучи хорошо и равномерно прогреется. При обеспечении доступа воздуха внутрь кучи не возникает процессов гниения, и бактерии, грибки и другие организмы разлагают отбросы. Отверстия для доступа воздуха внутрь компостной кучи легко сделать, втыкая в середину кучи деревянные колья. Такая вентиляция наряду с происходящим при перелопачивании проветриванием способствует надлежащему перепреванию содержимого кучи.

Материал из Судебно-медицинская энциклопедии

Гниение - сложный процесс разложения органических соеди­нений, прежде всего белков, под воздействием микробов. Начи­нается оно обычно на вторые - третьи сутки после смерти. Раз­витие гниения сопровождается образованием ряда веществ: биогенных диаминов (птомаинов), газов (серово­дород, метан, аммиак и др.), обладающих специфическим, не­приятным запахом. Интенсивность процесса гниения зависит от многих причин. Наиболее существенны температура окружающей среды и влажность. Гниение наступает быстро при температуре окружающей среды +30 - +40С. На воздухе оно развивается бы­стрее, чем в воде или почве. Еще более медленно загнивают тру­пы в гробах, особенно при их герметизации. Процесс гниения резко замедляется при температуре 0-1°С, при более низкой температуре он может совсем приостановиться. Значительно ус­коряются гнилостные процессы в случаях смерти от сепсиса (за­ражения крови) или при наличии других гнойных процессов.

Гниение обычно начинается в толстом кишечнике. Если труп находится в обычных комнатных условиях (+16 - +18°С), то на коже, в местах толстого кишечника ближе к передней брюшной стенке (подвздошные области - нижние боковые час­ти живота) на 2-й-3-й день появляются пятна зеленого цвета (трупная зелень), которые затем распространяются по всему телу и покрывают его целиком на 12-й-14-й день.

Образующиеся при гниении газы пропитывают подкожную клетчатку и раздувают ее (трупная эмфизема). Особенно раздутыми оказываются лицо, губы, мо­лочные железы, живот, мошонка, конечности. Тело при этом значительно увеличивается в объеме. Вследствие загнивания крови в сосудах венозная сеть начинает просвечивать через кожу в виде ветвистых фигур грязно-зеленого цвета, хорошо видимых при наружном осмотре трупа. Под действием газов язык может быть вытолкнут из полости рта. Под поверхностным слоем кожи образуются гнилостные пузыри, наполненные кровянистой жидкостью, которые со временем лопаются. Образующиеся при гниении в брюшной полости газы способны даже вытолкнуть плод из матки беременной женщины и одновременно вывернуть ее (посмертные роды).

В процессе гниения кожа, органы и ткани постепенно раз­мягчаются и превращаются в зловонную кашицеобразную массу, обнажаются кости. Со временем все мягкие ткани расплавляются и от трупа остается один скелет. В зависимости от условий захо­ронения (характер почвы и др.) полное разрушение мягких тка­ней и скелетирование трупа наступает примерно в течение 3-х- 4-х лет. На открытом воздухе этот процесс заканчивается значи­тельно быстрее (в летнее время - в течение нескольких месяцев). Кости скелета могут сохраняться десятки и сотни лет. У трупов, находящихся в земле, меняется цвет волос.

Ориентировочные сроки развития гнилостных изменений

1. Разрешение трупного окоченения	Начало 3-х суток
2. Трупная зелень в подвздошных областях
А) летом на открытом воздухе	2-3 суток
Б) при комнатной температуре	3-5 суток
3. Трупная зелень всей кожи живота	3-5 суток
4. Трупная зелень всей кожи трупа (если нет мух)	8-12 суток
5. Гнилостная веноз­ная сеть	3-4 суток
6. Выраженная гнилостная эмфизема	2-я неделя
7. Появление гнилостных пузырей	2-я неделя
8. Гнилостная деструкция (если нет мух)	3 мес.

Скорость развития гнилостных процессов во многом определяется условиями среды. Каспером было предложено правило (см. Правило Каспера), согласно которому одного и того же состояния труп достигает в трех средах в определенной закономерности. Так, регистрируемые процессы гниения через неделю после наступления смерти при нахождении трупа на воздухе соответствуют двухнедельной давности трупа, находящегося в воде, и восьминедельной давности при нахождении трупа в земле.

При условии температуры трупа равной или незначительно превышающей температуры окружающей среды (на 1-1,5°С) решение вопроса определения продолжительности интервала времени, необходимого для появления признаков гниения при той или иной конкретной температуре тканей осуществляется по формуле:

τ = 512 / (T C - 16,5)

где τ – продолжительность гниения исследуемого объекта, час; T С – температура среды, °С.

Гниением называется разложение белковых веществ микро­организмами. Это порча мяса, рыбы, плодов, овощей, древесины, а также процессы, происходящие в почве, навозе и др.

В более узком понимании гниением принято считать процесс разложения белков или субстратов, богатых белком, под влиянием микроорганизмов.

Белки являются важной составной частью жи­вого и отмершего органического мира, содержатся во многих пищевых продуктах. Белки характеризуются большим разнооб­разием и сложностью строения.

Способность разрушать белковые вещества присуща многим микроорганизмам. Одни микроорганизмы вызывают неглубокое расщепление белка, другие могут разрушать его более глубоко. Гнилостные процессы постоянно протекают в природных усло­виях и нередко возникают в продуктах и изделиях, содержащих белковые вещества. Разложение белка начинается с его гидролиза под влиянием протеолитических ферментов, выделяемых микробами в окружающую среду. Гниение протекает при наличии высокой температуры и влажности.

Аэробное гниение . Протекает в присутствии кислорода воздуха. Конечными продуктами аэробного гниения являются, кроме аммиака, диоксид углерода, сероводород и меркаптаны (обладающие запахом тухлых яиц). Сероводород и меркаптаны образуются при разложении серосодержащих аминокислот (цистина, цистеина, метионина). К числу гнилостных бактерий, разрушающих белковые ве­щества в аэробных условиях, относится также бациллус. микоидес. Эта бактерия широко распространена в почве. Она представляет собой подвижную спорообразующую палочку.

Анаэробное гниение . Протекает в анаэробных условиях. Конечными продуктами анаэробного гниения являются продукты декарбоксилирования аминокислот (отнятие карбоксильной группы) с образованием дурно пахнущих веществ: индола, акатола, фенола, крезола, диаминов (их производные являются трупными ядами и могут вызывать отравления).

Наиболее распространенными и активными возбудителями гниения в анаэробных условиях являются бациллус путрификус и бациллус спорогенес.

Оптимальная температура развития для большей части гни­лостных микроорганизмов находится в пределах 25-35°С. Низ­кие температуры не вызывают их гибели, а лишь приостанавли­вают развитие. При температуре 4-6°С жизнедеятельность гни­лостных микроорганизмов подавляется. Бесспоровые гнилостные бактерии погибают при температуре выше 60°С, а спорообразующие бактерии выдерживают нагревание до 100°С.

Роль гнилостных микроорганизмов в природе, в процессах порчи пищевых продуктов.

В природе гниение играет большую положительную роль. Оно является составной частью круговорота веществ. Гнилост­ные процессы обеспечивают обогащение почвы такими формами азота, которые необходимы растениям.

Еще полтора века назад великий французский микробиолог Л. Пастер понял, что без микроорганизмов гниения и брожения, превращающих органику в неорганические соединения, жизнь на Земле стала бы невозможной. Наибольшее количество видов этой группы обитают в почве – в 1 г плодородной пахотной почвы их содержится несколько млрд. Почвенная флора в основном представлена бактериями гниения. Они разлагают органические остатки (отмершие тела растений и животных) до веществ, которые потребляют растения: углекислого газа, воды и минеральных солей. Этот процесс в масштабах планеты называется минерализацией органических остатков, чем больше бактерий в почве, тем интенсивнее идет процесс минерализации, следовательно, тем выше плодородие почвы. Однако гнилостные микроорганизмы и вызываемые ими процессы, в пищевой промышленности вызывают порчу продуктов и в особенности животного происхождения и материалов, содержащих белковые вещества. Для предотвращения порчи продуктов гнилостными микроорганизмами следует обеспечивать такой режим их хра­нения, который исключал бы развитие этих микроорганизмов.

Для предохранения продуктов питания от гниения применяют стерилизацию, засолку, копчение, замораживание и др. Однако среди гнилостных бактерий есть спороносные, галофильные и психрофильные формы, формы, вызывающие порчу засоленных или замороженных продуктов.

Тема 1.2. Влияние условий внешней среды на микроорганизмы. Распространение микроорганизмов в природе.

Факторы, влияющие на микроорганизмы (температура, влажность, концентрация среды, излучения)

План

1. Влияние температуры: психрофильные, мезофильные и термофильные микроорганизмы. Микробиологические основы хранения пищевых продуктов в охлажденном и замороженном виде. Термоустойчивость вегетативных клеток и спор: пастеризация и стерилизация. Влияние тепловой обработки пищевых продуктов на микрофлору.

2. Влияние влажности продукта и окружающей среды на микроорганизмы. Значение относительной влажности воздуха для развития микроорганизмов на сухих продуктах.

3. Влияние концентрации растворенных веществ в среде обитания микроорганизмов. Влияние излучений, использование УФ-лучей для дезинфекции воздуха.

Влияние температуры: психрофильные, мезофильные и термофильные микроорганизмы. Микробиологические основы хранения пищевых продуктов в охлажденном и замороженном виде. Термоустойчивость вегетативных клеток и спор: пастеризация и стерилизация. Влияние тепловой обработки пищевых продуктов на микрофлору.

Температура - важнейший фактор для развития микроорганизмов. Для каждого из микроорганизмов существует минимум, оптимум и максимум температурного режима для роста. По этому свойству микробы подразделяются на три группы:

§ психрофилы - микроорганизмы, хорошо растущие при низких температурах с минимумом при -10-0 °С, оптимумом при 10-15 °С;

§ мезофилы - микроорганизмы, для которых оптимум роста наблюдается при 25-35 °С, минимум - при 5-10 °С, максимум - при 50-60 °С;

§ термофилы - микроорганизмы, хорошо растущие при относительно высоких температурах с оптимумом роста при 50-65 °С, максимумом - при температуре более 70 °С.

Большинство микроорганизмов относится к мезофилам, для развития которых оптимальной является температура 25-35 °С. Поэтому хранение пищевых продуктов при такой температуре приводит к быстрому размножению в них микроорганизмов и порче продуктов. Некоторые микробы при значительном накоплении в продуктах способны привести к пищевым отравлениям человека. Патогенные микроорганизмы, т.е. вызывающие инфекционные заболевания человека, также относятся к мезофилам.

Низкие температуры замедляют рост микроорганизмов, но не убивают их. В охлажденных пищевых продуктах рост микроорганизмов замедленно, но продолжается. При температуре ниже О °С большинство микробов прекращают размножаться, т.е. при замораживании продуктов рост микробов останавливается, некоторые из них постепенно отмирают. Установлено, что при температуре ниже О °С большинство микроорганизмов впадают в состояние, похожее на анабиоз, сохраняют свою жизнеспособность и при повышении температуры продолжают свое развитие. Это свойство микроорганизмов следует учитывать при хранении и дальнейшей кулинарной обработке пищевых продуктов. Например, в замороженном мясе могут длительно сохраняться сальмонеллы, а после размораживания мяса они в благоприятных условиях быстро накапливаются до опасного для человека количества.

При воздействии высокой температуры, превышающей максимум выносливости микроорганизмов, происходит их отмирание. Бактерии, не обладающие способностью образовывать споры, погибают при нагревании во влажной среде до 60-70 °С через 15-30 мин, до 80-100 °С - через несколько секунд или минут. У спор бактерий термоустойчивость значительно выше. Они способны выдерживать 100 °С в течение 1-6 ч, при температуре 120-130 °С споры бактерий во влажной среде погибают через 20-30 мин. Споры плесеней менее термостойки.

Тепловая кулинарная обработка пищевых продуктов в общественном питании, пастеризация и стерилизация продуктов в пищевой промышленности приводят к частичной или полной (стерилизация) гибели вегетативных клеток микроорганизмов.

При пастеризации пищевой продукт подвергается минимальному температурному воздействию. В зависимости от температурного режима различают низкую и высокую пастеризацию.

Низкая пастеризация проводится при температуре, не превышающей 65-80 °С, не менее 20 мин для большей гарантии безопасности продукта.

Высокая пастеризация представляет собой кратковременное (не более 1 мин) воздействие на пастеризуемый продукт температуры выше 90 °С, которая приводит к гибели патогенной неспороносной микрофлоры и в то же время не влечет за собой существенных изменений природных свойств пастеризуемых продуктов. Пастеризованные продукты не могут храниться без холода.

Стерилизация предусматривает освобождение продукта от всех форм микроорганизмов, в том числе и спор. Стерилизация баночных консервов проводится в специальных устройствах - автоклавах (под давлением пара) при температуре 110-125°С в течение 20-60 мин. Стерилизация обеспечивает возможность длительного хранения консервов. Молоко стерилизуется метолом ультравысокотемпературной обработки (при температуре выше 130 °С) в течение нескольких секунд, что позволяет сохранить все полезные свойства молока.