Концентрация растворенных веществ в среде

В природе микроорганизмы встречаются в субстратах с разнообразным содержанием растворенных веществ, а следовательно, и с различным осмотическим давлением. Соответственно среде обитания внутриклеточное осмотическое давление у разных микроорганизмов колеблется в широких пределах. У одних, например у многих возбудителей порчи пищевых продуктов, оно составляет 5–15 атм, у других – значительно больше. Величина осмотического давления клеточного сока некоторых плесеней из рода Aspergillus достигает 200 атм, у почвенных бактерий – 50–80 атм. Даже у представителей одного вида, живущих в разных условиях, внутриклеточное осмотическое давление может значительно колебаться.

Нормальное развитие микроорганизма происходит лишь при определенной концентрации растворенных в субстрате веществ. Обычно внутриклеточное осмотическое давление несколько выше, чем в питательном субстрате.

Многие микроорганизмы весьма чувствительны даже к небольшому повышению концентрации среды. Если она и не превышает внутриклеточного осмотического давления, то неблагоприятным может оказаться снижение водной активности среды. В то же время при попадании микроорганизма в субстрат с ничтожно малым содержанием веществ (например, в дистиллированную воду) цитоплазма быстро переполняется водой, происходит разрыв клеточной стенки (плазмоптис) и клетка погибает.

Повышение концентрации среды выше определенного предела вызовет обезвоживание (плазмолиз) клеток, при этом поступление в них питательных веществ приостановится. В таком состоянии одни микроорганизмы могут длительно сохраняться, не теряя жизнеспособности, другие же быстро погибают. Высокие концентрации NaCl не только вызывают плазмолиз клеток, но и отрицательно влияют на их биохимическую деятельность (подавляются процесс дыхания, протеолитическая активность и др.), а также нарушают функции клеточных мембран.

Большинство бактерий не очень чувствительны к концентрации поваренной соли в пределах 0,5–2%, но 3 %-ное содержание ее в среде неблагоприятно для многих микроорганизмов.

Размножение многих гнилостных бактерий подавляется при концентрации поваренной соли около 3–4%, а при 7–10% оно прекращается. (Палочковидные гнилостные бактерии менее стойки, чем кокки." Развитие некоторых возбудителей пищевых отравлений (ботулинуса, сальмонелл) приостанавливается при 6–10% соли, однако даже при 20 % многие из них долго сохраняются жизнеспособными, находясь в инактивированном состоянии.

Наряду с микробами, которые чувствительны к изменению осмотического давления в среде, имеются приспосабливающиеся виды. Некоторые плесени, дрожжи, а также бактерии, живущие обычно в условиях невысокого осмотического давления, растут и на продуктах с относительно высоким содержанием соли или сахара; их называют осмотолерантными.

Существуют и такие микроорганизмы, которые нормально развиваются только в субстратах с высоким осмотическим давлением; их называют осмофильными.

Таблица 3

Осмофильные микроорганизмы, нормально развивающиеся при высоких концентрациях поваренной соли (20% и выше), принято называть галофилами (солелюбивыми). Размножение их приостанавливается при снижении NaCl даже до 13-10%.

В табл. 3 приведены литературные данные, характеризующие устойчивость некоторых микроорганизмов к поваренной соли.

Концентрация соли, необходимая для подавления развития микроорганизмов, меняется в зависимости от других условий среды, в частности от ее реакции (рН). Развитие дрожжей в соленых продуктах подавляется в кислой среде при содержании 14 % соли, в нейтральной – только при 20 %.

Для повышения стойкости против микробной порчи при хранении и переработке различных продуктов широко используют поваренную соль и сахар. Консервирующее действие определяется в основном изменением осмотического давления и a_w продукта. Однако многие находящиеся в продуктах микроорганизмы, в том числе возбудители ряда пищевых заболеваний, не погибают, а приостанавливается лишь их активная жизнедеятельность. Поэтому к перерабатываемому сырью должны предъявляться строгие санитарно-гигиенические требования.

Порча соленых товаров (рыбы, бекона и др.) под влиянием галофильных и солеустойчивых микроорганизмов – явление нередкое. Примером может служить покраснение крепкосоленой рыбы – дефект, называемый фуксином, который вызывается бесспоровой бактерией Halobacterium salinarium, обладающей красным пигментом. Эта галофильная бактерия заносится в продукт с солью. Соленые товары следует хранить при низких температурах, чтобы задержать развитие на них микроорганизмов.

Известны различные виды порчи (плесневение, забраживание) меда, варенья, джема, фруктовых сиропов и других сахарсодержащих продуктов за счет осмофильных плесеней и дрожжей. Порчу многих из этих продуктов, прошедших тепловую обработку, вызывают осмофильные теплоустойчивые (выдерживающие пастеризацию продуктов) дрожжи; порча может явиться и результатом вторичного инфицирования продуктов микробами извне. Чтобы это предотвратить, следует проводить розлив продукта в горячем виде в стерильную тару, герметично закрывать и хранить при пониженной температуре.