Mikrobiologia

Budowa komórki bakteryjnej:
• Ściana komórkowa: -jest sztywna i porowata, nadaje kształt komórce i stanowi warstwę ochronną. U gram (-): cienka warstwa peptydoglikanu, białka, lipopolisacharydy, fosfolipidy; u granm (+)polisacharydy, kwasy tejchonowe, tejchouronowe i lipotejchonowe oraz gruba warstwa peptydoglikanu. Stanowi ona ochronę bakterii przed wniknięciem szkodliwych związków.
• Błona cytoplazmatyczna: - wykazuje strukturę trójwarstwową; jest zbudowana z białek, lipidów i kwasów nukleinowych. W komórce pełni wybiórczą transportowo-wydzielniczą role. Transportuje pierwiastki, substancje odżywcze oraz produkty metabolizmu. Wydala produkty przemiany matem, reguluje wartość i osmotyczną odczyn cytoplastu. Błona stanowi barierę przepuszczalności.
• Cytoplazma: - Jest koloidem, którego fazą rozproszoną są białka wolne jak i połączone z lipidami, węglowodanami, kwasami nukleinowymi. Zawiera ona w stanie wolnym pewne ilości aminokwasów, cukrów, kwasów tłuszczowych związków wysokoenergetycznych ATP, ADP.AMP). Fazę rozpraszającą stanowi woda.
• Rybosomy: - zawierają ok. 60 % RNA i 40 % białek, przede wszystkim o charakterze zasadowym. Występują w cytoplazmie. Spełniają funkcję centrów, w których odbywa się synteza białek.
• Mezosomy: - są to uwypuklenia błony cytoplazmatycznej do wnętrza komórki. Są miejscem przyczepiania nukleoidu do błony, zawierają enzymy biorące udział w syntezie składników ściany komórkowej i enzymy oddechowe. Są również obszarem procesów oksydoredukcyjnych.
• Nukleoid: - materiał chromosomowy, w którym zawarta jest informacja genetyczna dotycząca podstawowych funkcji życiowych komórki. Występuje w postaci DNA, nie zawiera jąderek prawdziwych chromosomów i nie jest osłonięty błoną jądrową. DNA ma postać podwójnej spirali, zwiniętej w kłębek i złożonej z dwóch komplementarnych łańcuchów polinukleotydowych. Nukleoid jest przyklejony do mezosomu lub do ściany komórkowej.
• Otoczki: - są zbudowane z polimerów cukrów, aminocukrów lub kwasów uronowych. Są dobrym antygenem indukującym wytwarzanie swoistych przeciwciał, biorących udział w niszczeniu bakterii. Chronią one bakterie przed wysychaniem, zwiększają ich chorobotwórczość oraz uczestniczą w przyczepianiu się bakterii do powierzchni.
• Rzęski: - są narządem aktywnego ruchu bakterii. Są to cylindryczne, nitkowate wypustki, zaczepione w błonie cytoplazmatycznej i zbudowane z kurczliwego białka- flageliny. Pojedyncza rzęska składa się ze: spiralnie zwiniętej pustej w środku nici, struktur mocujących w błonie i ścianie komórkowej ( haka) i ciała podstawowego(ciała bazalnego).
• Fimbrie: - są proste i krótsze niż rzęski. Zbudowane z białka-; są dwa typy fimbrii: zwykle ( mają zdolność zlepiania krwinek i są wyznacznikiem chorobotwórczości bakterii) i płciowe( biorą udział w procesie koniugacji)
• Przetrwalniki: - endospory. Najlepiej są poznane u form cylindrycznych ( Bacillus, Clostridium). Ich położenie w komórce może być różne.
• Plazmidy: - elementy po za chromosowego dziedziczenia. W plazmidach zlokalizowane są cechy: zdolność do fermentacji laktozy i glukozy, zdolność do tworzenia substancji aromatycznych. Plazmidy koniugacyjne: plazmid F u Escherichia coli: plazmid K u Pseudomonas sp Plazmidy niekonugacyjne: plazmid col E II- hamujący syntezę DNA, plazmid col EI - receptor przy pobieraniu wit B12.
Na metabolizm składają się endoenergetyczne procesy syntezy( anabolizm) i reakcje, które dostarczają energii- procesy rozkładu( katabolizm).
• Anabolizm - to reakcje syntezy biologicznej z wytworzeniem prostych substancji takich jak cukry proste, aminokwasy, kwasy tłuszczowe, zasady purynowe i
pirymidowe.
• Kataboliżm —_to reakcje chemiczne prowadzące do rozkładu związków nieorganicznych i organicznych, dostarczające energii prekursorów do procesu biosyntezy.
• Amfibolizm -to szlaki metaboliczne, w których w zależności od aktualnych potrzeb komórki, zachodzą procesy dysymilacyjne, dostarczające energii lub produktów pośrednich, bezpośrednio wtaczanych w drogi anaboliczne np. szlak glikolizy.
Biorąc pod uwagę mechanizm przemiany energii w ATP organizmy można podzielić na dwa typy metaboliczne- fototrofy i chemotrofy. Organizmy, które potrafią wykorzystywać promieniowanie elektromagnetyczne( światło) jako źródło energii do wzrostu, są nazywane fototrofami( organizmy fotosyntetyzujące). U chemotrofów energia jest uzyskiwana w drodze reakcji oksydo-redukcyjnej przeprowadzanej na substracie odżywczym. Naturalne warunki bytowania poszczególnych drobnoustrojów kształtują możliwości przyswajania pewnych związków. Rozróżnia się typy pobierania pierwiastka biogennego, czyli węgla: samożywny( autotrofy), autotrofizm to przyswajanie węgla w postaci związku nieorganicznego np. CO2 z wykorzystaniem energii świetlnej lub chemicznej, cudzożywny( heterotrofy)
• Heterotrofizm - to przyswajanie i przetwarzanie organicznych połączeń węgla do budowy własnej żywej
substancji. Wśród heterotrofów wyróżnia się prototrofy i auksotrofy. Prototrofami nazywamy drobnoustroje zdolne do wzrostu na podłożach zawierających jeden prosty związek organiczny i zestaw soli mineralnych( np. E. coli). Auksotrofy wymagają do wzrostu podłoży o bardziej złożonym, bogatym składzie substancji odżywczych.
Typy oddychania:
• Oddychanie tlenowe- drobnoustroje wykorzystujące tlen atmosferyczny, jako ostateczny akceptor elektronów i protonów w reakcjach utleniania biologicznego, nazywamy tlenowcami (aerobami). Ze względu na rodzaj związków chemicznych stanowiących dla nich źródła energii oraz donatory elektronów i protonów drobnoustroje te dzielimy na chemoorganotrofy i chernolitotrofy( to organizmy zdobywające energię poprzez utlenianie prostych związków nieorganicznych, nie występuje u nich cykl Krebsa).
• Fermentacja- to proces utleniania biologicznego, w którym ostatecznym akceptorem elektronów i protonów jest związek organiczny. Proces ten zachodzi w warunkach beztlenowych.
• Oddychanie beztlenowe- jest sposobem oddychania biologicznego, w którym końcowym akceptorem elektronów i protonów jest związek nieorganiczny. Może to być oddychanie siarczanowe( dysymilacyjna redukcja siarczanów) oraz oddychanie azotanowe( redukcja azotanów do amoniaku, lub azotu- denitryfikacja), Bakterie zdolne do oddychania azotowego to np.: E. coli, Pseudomonas sp. Micrococcus sp.
Bakterie ze względu na zróżnicowane zapotrzebowanie na tlen dzieli się na:
• bezwzględne tlenowce - (do wzrostu wymagają tlenu atmosferycznego) np.: Pseudomonas G(-) pałeczki, Micrococcus, Serratia marcestens, Bacillus
• względne beztlenowce - ( mogą rosnąć w warunkach tlenowych i beztlenowych) np.: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, paciorkowce: Lactococcus, Enterococcus. Streptococcus
• beztlenowce: a) ściśle, bezwzględnie beztlenowce( niezdolne do wzrostu gdy zawartość tlenu w atmosferze = 0.5%, tlen jest dla nich toksyczny. Są tu gatunki powodujące wady pochodzenia mikrobiologicznego i drobnoustroje chorobotwórcze, b) umiarkowanie bezwzględne beztlenowce( mają większą tolerancję na tlen)
Lactobacillus. Bifidobacterium. Propionibacterium
Bakterie beztlenowe wchodzą w skład mikroflory przewodu pokarmowego. Występują też w głębszych warstwach gleby., mikroaerofile( wymagają do wzrostu tlenu jako końcowego akceptora elektronów), Campylobacterjejuni- chorobotwórczy, Helicobacter- powoduje owrzodzenie żołądka
Krzywa wzrostu:
• I Faza adaptacyjna (zastoju, przygotowawcza)- liczba komórek utrzymuje się na tym samym poziomie lub nieznacznie wzrasta. Trwa od momentu wprowadzenia inocullum do podłoża do czasu rozpoczęcia podziałów. Pod koniec drobnoustroje zaczynają wykazywać szybszy metabolizm, zwiększają się wymiary ich komórek, ale drobnoustroje się nie dzielą. Faza ta nie ma wpływu na dalsze fazy wzrostu hodowli.
• II Faza logarytmicznego wzrostu- najbardziej intensywny podział komórek i przyrost ich liczby w jednostce czasu jest stały, nie zmieniają się także wiek osobniczy i częstość podziałów. Występują najaktywniejsze komórki młode i żywe, od 16 do 20 godzin.
• III Faza równowagi- liczba komórek żywych i martwych jest na tym samym poziomie.
• IV Faza wymierania- liczba żywych komórek zmniejsza się wzrasta zaś z upływem czasu hodowli, w stopniu coraz większym, liczba komórek martwych. Pojawiają się też formy inwolucyjne, tj. komórki o zmienionych kształtach.
• V Faza śmierci (śmierci logarytmicznej)- szybkie obumieranie drobnoustrojów i spadek ich liczby w jednostce czasu jest stały. Okres trwania tej razy zależy przede wszystkim od wrażliwości drobnoustrojów na toksyczne związki, występujące w tym czasie w dużym stężeniu e środowisku wzrostu. Hodowle drobnoustrojów bardzo wrażliwych na trujące metabolity komórkowe mogą ulec nawet samowvjałowieniu.
Wpływ czynnika fizy. i chem. na drobnoustroje
• Aktywność wody: - możliwość przejawiania funkcji życiowych przy dostępie wody. Większość drobnoustrojów namnaża się w zakresie aktywności 0,95-0.99 jest to optimum przy którym szybkość wzrostu jest największa. Obniżenie aktywności możemy uzyskać dodając NaCl, glukozę, sacharozę lub przez odwodnienie.
Obniżenie aktywności prowadzi do zahamowania ich wzrostu w środowisku. Proces wysychania prowadzi do denaturacji białek. Gronkowce mają zdolność do wzrostu przy najniższej aktywności wynoszącej 0.85.

• Ciśnienie hydrostatyczne: - pod wpływem wysokich ciśnień, działających przez dłuższy czas na drobnoustroje dochodzi do zmian składu chemicznego komórki dochodzi do zmniejszenia zawartości związków polisacharydowych. fosfolipidowvch oraz do zaburzeń w cvtoplazmie. Szczególna wytrzymałością na wysokie ciśnienie charakteryzują się formy przetrwalne drobnoustrojów, przetrwalniki Bacillus subtilis, nie tracą zdolności do kiełkowania, nawet po zadziałaniu na nie ciśnienia 900 Mpa. Bakterie gram (-) ulegają inaktywacji przy ciśnieniu 300 Mpa.
• Ciśnienie osmotyczne: - Optymalne warunki osmotyczne wzrostu dla bakterii zapewnia środowisko 0,85% NaCl. W środowisku naturalnym stężenie substancji rozproszonych na zewnątrz jest mniejsze niż wewnątrz bakterii, co ułatwia przechodzenie wody do komórki. W warunkach hipertonicznych zachodzi plazmotyza a hipotonicznych
plazmoliza. Bakterie osmofilne wykazują zdolność do wzrostu na podłożu zawierającym w dużym stężeniu sacharozę. Bakterie rosnące na podłożu zawierającym powyżej 10% NaCl to halofile. W roztworze hipertonicznym ( bardziej stężony roztwór soli i cukru) nie ulegają zabiciu, lecz zahamowany jest wzrost bakterii. Bakterie osmofilne to np. Pseudomonas( rosną tylko w wysokim stężeniu soli w podłożu)
• Antybiotyki: - Mechanizm działania jest zróżnicowany. Aktynomycyna- uszkadza błonę komórkową. Inne antybiotyki takie jak penicylina uniemożliwia syntezę nukleopeptydu, a w konsekwencji tworzenie nowej ściany komórkowej. Powstają twory podobne do skleroplastów, ulegające Lizie i zabiciu. Antybiotyki te działają więc jedynie na komórki aktywnie metabolizujące i rosnące. Mitomycyna hamuje replikacje DNA. Chloramfenikol wstrzymuje syntezę białek.
• Potencjał oksydoredukcyjny: - danego układu określa jego zdolność do oddawania lub przyjmowania elektronów, towarzyszącą reakcjom utleniania i redukcji. Pod względem zapotrzebowania na tlen bakterie dzielmy na: 1. tlenowce ( aeroby) rozwijają się w obecności tlenu ( Eh +0,2 do +0,4) Bacillus, Pseudomonas sp. 2. względne beztlenowce (mikroaerofile) rosną dobrze przy obniżonym Eh, ale również zdolne do wzrostu przy dodatnim potencjale red-oks; E.coli. 3. beztlenowce (anaeroby) bezwzględne: nie rosną w obecności tlenu, rozwijają się dobrze przy Eh poniżej -0,2 ; Clostridium,
• pH: - każdy drobnoustrój jest zdolny do wykonywania swoich funkcji życiowych tylko w określonych warunkach pH środowiska. Przedział pH, w którym drobnoustroje mogą się rozwijać wyznaczają wartość minimalną, optymalną i maksymalną. Neutrofile- rozwijają się w środowisku o pH obojętnym. Acydofile (kwasolubne)- zdolne do wzrostu w niskim pH (drożdże i grzyby, bakterie siarkowe). Alkalifilne (zasadolubne)-wyrastające w pH zasadowym (Nitrosomonas, Nitrobacter). Bakterie fermentacji mlekowej rosną dobrze w środowisku o niskim pH. Wrażliwość bakterii na pH zależy od składu podłoża, np. zwiększenie soli umożliwia wzrost bakteriom przy dość niskim pH.
• temperatura: - drobnoustroje są zdolne do wzrostu w zakresie temperatur od O do ponad 100C.Zarówno niska jak i wysoka temp. wpływa na wzrost drobnoustrojów co przejawia się działaniem statyczny lub letalnym.
- jako czynnik wzrostu:
•psychrofile: są zimnolubne, zamieszkują chłodne miejsca, min 0-4, opt do 15, max 20-22C; np.: Pseudomonas Fluorescens, Seratia marcesnes, Flavobactenum.
•mezofile: zdolne do wzrostu w temp. umiarkowanej, min 10-25, opt 20-37, max 35-50; np.: prawie cala rodzina Enterobacteriaeae, chorobotwórcze w żywności
Bacillus, Clostridium i inne bytujące w przewodzie pokarmowym ludzi i zwierząt
•termofile: są to drobnoustroje występujące w środowiskach ciepłych, gorących, min 25-45, opt 45-65, max 60-90; Streptococcus temophilus, Bulgaricus thennophilus, Lactococcus bulgarious.
- jako czynnik zabójczy: - umożliwia niszczenie drobnoustrojów spoza drobnoustrojów ciepłoopomych (przeżywają proces pasteryzacji w temp 63,5 przez 30 minut; Bacillus, Streptococcus thennophilus). Oddziaływanie zabójcze ciepła zależy od czasu, wartości temp. Wysoka- powoduje denaturację białek enzymatycznych enzymatycznych uszkodzenie błony cytoplazmatycznej oraz kwasów nukleinowych bakterii. Czynnikiem statycznym lub zabójczym jest również zimno, Bakterie schłodzone do temp. 0C nie giną, lecz występuje jedynie zahamowanie podziału komórki. Obniżenie temp. poniżej 0''C powoduje śmierć drobnoustrojów. Przyczyną śmierci jest mechaniczne uszkodzenie komórek powstającymi w nich kryształkami lodu.
• promieniowanie: - promienie X, UV, widzialna część światła słonecznego do podczerwieni i fal radiowych. Działanie tych rodzajów promieniowania polega na pochłanianiu ich przez niektóre struktury komórkowe co prowadzi do zniszczenia komórek. Ma to charakter wybiórczy ponieważ poszczególne składniki komórki
np. DNA białka absorbują promienie o określonej długości fali. Najsłabiej na drobnoustroje działa światło widzialne. Zwiększenie jego efektu można uzyskać stosując np. błękit metylenowy, safraninę. Najbardziej bakteriobójcze działanie ma promieniowanie z zakresu 230- 270 nm.
• Barwniki: - zasadowe barwniki anilinowe( fiolet krystaliczny, zieleń malachitowa, fuksyna) hamują wzrost bakterii G(+)
• konserwanty: - mechanizm działania polega na oddziaływaniu na procesy komórkowe, a zwłaszcza na mszczącym działaniu ściany komórkowej, błony cytoplazmatycznej, działa mutagennie na kom doprowadzając do śmierci lub hamująco na pewne enzymy komórkowe lub niezbędne składniki kom.
Chlorek sodu ( sól kuchenna)obniża aktywność wody, zmniejsza rozpuszczalność tlenu. Nizyna: graniczą rozwój bakterii gram (+), niszczy błonę cytoplazmatyczną przetrwalników, w podwyższonej temp. Kwas sorbowy: - ogranicza rozwój pleśni i drożdży, ogranicza aktywność enzymów. Kwas benzoesowy: - skuteczność działania zwiększa się w obecności cukru i soli, hamuje system enzymatyczny.
Mutacje i czynniki mutagenne — Mutantem – nazywamy nagle spontanicznie pojawiającego się w populacji osobnika o zmienionych cechach, które przekazuje on swojemu potomstwu.
• Mutacje spontaniczne: w populacji bakteryjnej powstaje pewna liczba mutacji, nie mających określonej zewnętrznej przyczyny. Nazywamy je mutacjami spontanicznymi. Prawdopodobieństwo wystąpienia mutacji w

przeliczeniu na jedną komórkę i jeden czas generacji nazywamy tempem mutacji.
• Mutacje ciche: Na poziomie molekularnym każda dziedziczna, stabilnie utrzymująca się zmiana DNA jest mutacją. Nie wszystkie mutacje wyrażają się fenotypowo, co wynika z niejednoznaczności kodu genetycznego( np. zmiana trzeciej zasady w wielu kodonach trójkowych nie pociąga za sobą zmian genotypowych- mutacje ciche). Poszczególne mutacje w genie strukturalnym dla danego enzymu w różny sposób wpływają ja jego aktywność, od ledwie zauważalnych zmian do całkowitej utraty jego aktywności.
• Mutacje powrotne lub rewersje: wiele mutantów może mutować wstecznie, z przywróceniem cech dzikiego rodzica. Odróżnia się dwa rodzaje mutacji powrotnych:, rewertanty( prawdziwe), gdy druga mutacja w tym samym genie odtwarza genotyp pierwotny, tj. genotyp typu dzikiego istniejący zanim zaszła pierwsza z mutacji, rewertanty funkcjonalne z zachowaną oryginalną mutacją, lecz fenotypowo dzikie w wyniku powstania drugiej mutacji w innym obrębie tego samego lub innego genu.
• Mutacje indukowane: powstają w następstwie działania na drobnoustroje czynnikami mutagennymi.
Typy mutacji:
• Mutacje punktowe — prowadzi do zmiany sensu kodonu, a w związku z tym do syntezy łańcucha polipeptydowego zawierającego zmieniony aminokwas. Czasami jednak podstawianie jednej z zasad mną prowadzi do powstawania nonsensownego terminującego kodonu, co pociąga za sobą przedwczesne zakończenie translacji, z wytworzeniem niekompletnego białka. Mutacje punktowe charakteryzują się dużą częstotliwością rewersji.
• Delecje i inercje - terminem delecji określa się utratę jednej lub większej liczby zasad w DNA. Delecja może obejmować duże odcinki DNA, wielkości kilku genów. Dlatego też efekt delecji nie może być zahamowany przez inną mutację. Dotyczy to również mutacji inercyjnych, prowadzących do wstawienia jednej lub większej liczby zasad w jeden lub więcej genów, czego wynikiem jest inaktywacja.
• Mutacje S→R - mutacja tego typu polega na zmianie dzikich form gładkich bakterii w formy szorstkie. Formy gładkie rosną na podłożach stałych w postaci kolonu gładkich, lśniących, o równym brzegu i konsystencji mazistej. Mutanty R lub naturalnie fenotypowo szorstkie bakterie wytwarzają na pożywce stałej kolonie szorstkie, pomarszczone, matowe, suche, o nieregularnych brzegach- Zmiana morfologii kolonii wiąże się z różnicami w budowie zewnętrznych osłon komórkowych bakterii. U mutantów szorstkich może brakować otoczki lub śluzu powierzchniowego.
Typy mutantów:
• mutanty żywieniowe, auksotroficzne - mutacje w genie kodującym enzym z jakiegoś szlaku metabolicznego, utrata zdolności do syntezy produktu tego szlaku
• mutanty regulatorowe - mutacja zachodzi iv genie regulatorowym lub operonie; zakłócenie szlaku metabolicznego, nadprodukcja metabolitu,
• mutanty oporne na toksyczne produkty,
• mutanty z blokadą syntezy prekursora
Czynniki mutagenne: - promieniowanie jonizujące oraz nadfioletowe, - czynniki chemiczne wpływające na DNA lub proces replikacji DNA, - kwas azotowy III -HN02, który powoduje dezaminację (usuwa grupy NH2) zasad azotowych co prowadzi do zmiany zasad cytozyny na uracyl, itp.. - związki alkilujące (związki mające grupy alikilowe) np. pochodne iperytu. - analogi zasad np. 5 bromouracyl analog tyminy, - barwniki akrydynowe np. proflawina, akryflawina, oranż akrylowy, których działanie polega na deformacji helisy - powodując delecje lub inercje, - alkaloidy - kolchicyna prowadzące do poliploidalności, - czynniki metaboliczne np. deficyt jonów Ca i Mg, - wysoka temperatura, - sole met. ciężkich
• Transformacja- zachodzi spontanicznie, polega na pobraniu przez komórkę fragmentu nici DNA ze środowiska. Fragmenty DNA powstają po pocięciu DNA po śmierci komórki. Fragment ten może być pobrany przez komórkę w stanie kompetencja np. ma uszkodzoną ścianę komórkową). Fragment ten musi być zrekombinowany z nicią gospodarza- Powstaje nowa cecha, która ujawnia się po jakimś czasie.
• Koniugacja-rozróżnia się bakterie F(+)- dawcy- mają one plazmid F. U G(-) koduje wytworzenie białkowego pilusa, który powoduje zaczepienie się o komórkę
F(-). Przekazanie plazmidu zachodzi przez ścianę komórkową-
U bakterii G<+) peptyd nawarstwia się na komórce co umożliwia sklejanie dwóch komórek. Komórka dawcy, po przekazaniu plazmidu jest biorcą. Może też ona odbudować plazmid i znów być dawcą.
• Transdukcja- to mechanizm, w którym następuje przekazywanie DNA z jednej komórki do innej za pośrednictwem cząsteczek fagowych. Fag pobiera fragment chromosomu lub plazmidu DNA jednej komórki( dawcy) i przekazuje do komórki biorcy. W komórce biorcy może on na drodze rekombinacji zostać wbudowany do
jej genomu. Proces transdukcji występuje wśród wielu drobnoustrojów. Ma on znaczącą role w transferze informacji genetycznej w naturze.
Wyróżnia się :
transdukcja ogólna- to przeniesienie jakiegokolwiek odcinka DNA gospodarza do komórki biorcy przez cząstkę bakteriofaga. Wynika to z tego, że pewne bakteriofagi w momencie składania cząstki fagowcj mogą przypadkowo
umieścić( zapakować) do główki bakteriofagi zamiast genomu bakteriofagowego zbliżony do niego wielkością jakikolwiek kawałek DNA swojego gospodarza. Te transdukujące bakteriofagi po uwolnieniu się z komórki są zdolne przyłączyć się do innych komórek i przekazać do niej DNA- Nie jest to fagowy DNA, nie jest on zdolny do replikowania się. Może on przeżyć, gdy poprzez rekombinację zostanie włączony do chromosomu nowego gospodarza.
transdukcja specyficzna-jest cechą charakterystyczną fagów lizogennych, które mają zdolność integracji do chromosomu, gdzie przebywają pewien czas w formie profana. Podczas indukcji zamiast precyzyjnego wycięcia z chromosomu genomu fagowego wycinany jest genom fagowy łącznie z przylegającym do niego fragmentem chromosomu. Cząstki fagowe zawierające geny zlokalizowane w tym fragmencie będą infekowały komórki biorców.
Wirusy w żywności: - objawami wirusów roślin są przede wszystkim: hamowanie wzrostu, pasiastość lub plamistość zabarwienia, zwijanie liści, więdniecie.
Występują one głównie u ziemniaków, pomidorów, sałacie, zbożu, drzewach owocowych. Bakteriofagi mogą wywoływać także szkody w kulturach bakterii stosowanych w przemyśle np. w zakwasach( kultury starterowi) używanych do wyrobu masła lub serów. Wśród mykofagów, które wywołują w organizmie gospodarza wyraźne objawy chorobowe, najbardziej znane są wirusy pieczarek, drożdży piekarskiej Saccharomyces cerevisiae).
• Wyizolowane z żywności wirusy: (Polio, ECHO, Coxsackie, Hog cholera), (Adeno, Hermes simplex, Influenca, Newcastle, Reo), (Coxsackie, Folio, ECHO,
Hepatis)
• Źródłem infekcji jest kał( brak higieny, zwierzęta), przenoszone do wody, która używana jest do mycia.
• Wirusy spotykane w żywności to zazwyczaj wirusy RNA( zawierają one ten kwas). Powodują one choroby takie jak: żółtaczki typu A i E. Choroba spowodowana jest przez wirusy przenoszone przez żywność, Polio wirusy mogą pochodzić z mleka lub z mięczaków, Coxsackie powodują pryszczycę u zwierząt, która zaraża człowieka po spożyciu mleka chorego zwierzęcia, ECHO- powodują stany zapalne jelita
Drobnoustroje chorobotwórcze przenoszone przez żywność:
• Escherichia coli G(-)- stanowi stały składnik mikroflory przewodu pokarmowego człowieka i zwierząt. Na powierzchni ściany komórkowej występują 4 antygeny: somatyczny( lipopolisacharyd), o właściwościach endotoksyn, - rzęskowy, - otoczkowy, -fimbriowy. Szczepy enteropatogenne produkują 2 toksyny: ciepłostałą, która nie traci aktywności w 100C i ciepłochwiejną, która jest aktywowana w 60C. Toksyny te mogą być wytworzone w jelitach. E. coli może wywoływać biegunki. Przyczyną zachorowań bywa często zanieczyszczona żywność lub woda.



• Salmonella: G(-)to pałeczka chorobotwórcza dla ludzi i zwierząt typy ludzkie to: - Salmonella typhi, - Salmonella paratyphi. Typy odzwierzęce: - Salmonella emteritidis.
U ludzi można spotkać 2 typy chorób wywołanych przez pałeczki Salmonella, ostre choroby zakaźne, gorączkowe: dur brzuszny, zatrucia pokarmowe typu zakaźnego. Bardzo częstym zjawiskiem jest bezobjawowe nosicielstwo pałeczek Salmonella. Nosiciele są bardzo częstym źródłem zanieczyszczeń żywności.
Pałeczki Salmonella spotyka się najczęściej w żywności pochodzenia zwierzęcego, tj. w mięsie, jajach, deserach, ciastkach z kremem, rozwój 5 - 45C
• Shigella: G(-)bakterie te nie namnażają się poza organizmem człowieka. Jedynym źródłem zakażenia jest chory lub nosiciel. Bakterie przenoszone są przez pokarm. Silna biegunka jest objawem choroby- czerwonki. Objawy występują po około 12 godzinach. Bakterie czerwonki mogą żyć w wodzie jednak się nie namnażają. Rozwijać się mogą w mleku, masie, śmietanie, serze.
• Yersinia enterocolitica: G(-) optymalna temp. rozwoju to 22- 30C. Powoduje biegunki i wymioty. Występuje w wodzie, glebie. Zanieczyszczenia przenoszone są na warzywa przez gryzonie. Zatrucie występuje po wypiciu surowego mleka, spożyciu surowego mięsa. Bakteria może rozwijać się z żywności przechowywanej chłodniczo, w warunkach beztlenowych.
• Staphylococcus aureus:G(+) występuje na powierzchni skóry ludzkiej, w gonach śluzowych gardła, migdałków. Dobrze rozwija się poza organizmem np. w żywności( mięso mielone, roztopione lody, twarogi). Wywołują stany zapalne, ropne wszystkich możliwych narządów np. zapalenie opon mózgowych, płuc, anginy, zapalenie kości. Mogą być przenoszone przez nosiciela i mogą się namnażać w żywności. Działają drażniąco na śluzówkę jelita. Rozwój 0,5 - 45C
Listeria monocytogenes: pałeczka G(+), ma rzęski, nie ma otoczek, nie tworzy przetrwalników. Może powodować zaburzenia przewodu pokarmowego listeriozę prowadzącą do poronień. Bakterie rosną w temp. 18-37C. W niższych temp. czyli od 18-20 tworzą rzęski. Optymalne pH to 7,4, są też szczepy, które rosną w pH= 5,6. Giną w temp. 60C po 30 minutach. Środowisko występowania: przewód pokarmowy ludzi i zwierząt, gleba, na rozkładających się resztkach roślinnych.
Środowisko do rozwoju to produkty pochodzenia zwierzęcego( sery, surowe mięso i poddane obróbce (cieplnej), a także marchew, kapusta, sałata, czekolada,

Przegląd ogólny bakterii mających znaczenie dla żywności
-Pseudomonas ; pałeczki występujące w glebie i wodzie. Wchodzą one często w skład mikroflory produktów chłodzonych i mrożonych, powodując ich psucie się.
Rozkładają cukry, białka, tłuszcze.
-Acetobacter, bakterie octowe. W produkcji octu wykorzystywane są te gatunki, które wytwarzają estry aromatyczne i nie powodują zjawiska nadoksydacji.
-Escherichia; pałeczki okrężnicy stanowią normalną mikroflorę jelita grubego i zwierząt. Niektóre szczepy mogą być chorobotwórcze. Stopień zakażenia produktu tymi bakteriami świadczy o stanie higienicznym produktu. Wywołują wady, jak np. wczesne wzdęcie serów.
-Shigella; pałeczki chorobotwórcze dla człowieka, wywołujące czerwonkę oraz zatrucia pokarmowe.
-Salmonella; pałeczki chorobotwórcze dla człowieka i zwierząt, wywołujące ostre choroby zakaźna oraz zatrucia pokarmowe.
-Serratia; pałeczki saprofityczne o właściwościach gnilnych. Wywołują wady produktów, np. Serralia marcescens (pałeczka cudowna) powoduje krwistość pieczywa.
-Proteus; pałeczki odmieńca, często występujące w żywności, powodują jej psucie się z wyraźnymi zmianami organoleptycznymi. Mają właściwości gnilne. Mogą też przyczyniać się do zatruć pokarmowych.
-Micrococcus; bakterie kuliste, tlenowe, liczne gatunki są ciepłooporne. Są one niepożądane w mleczarstwie, powodują też psucie się kwaszonek warzywnych. Niektóre biorą udział w dojrzewaniu serów (np. Micrococcus caseolyticus).
-Staphylococcus; gronkowce. Rozkładają cukry i białka- Niektóre gatunki są chorobotwórcze. Gronkowiec złocisty (S. aureus) wytwarza toksynę powodującą zatrucia pokarmowe.
-Streptococcus; paciorkowce homofermentatywne fermentujące laktozę. Do tego rodzaju należą paciorkowce mlekowe S. lactis i S. cremoris, stanowiące główną florę dobrze ukwaszonego mleka, oraz S. thermophilus, wchodzący w skład flory jogurtów. Do tego samego rodzaju należą również paciorkowce chorobotwórcze takie jak: S. agalactiae (paciorkowiec bezmleczności) oraz S.faecalis (paciorkowiec kałowy).
-Leuconostoc; paciorkowce heterofennentatywne. Gatunek L. citrowrum wchodzi w skład zakwasów czystych kultur mleczarskich. Gatunek L. mesenteroides jest szkodnikiem w cukrownictwie (powoduje śluzowacenie soków dyfuzyjnych).
-Sarcina; pakietowce. Rozkładają one cukry i białka. Są przyczyną psucia się piwa. Niektóre są chorobotwórcze dla człowieka i zwierząt
-Bacillus; laseczki tlenowe, przetrwalnikujące. Mają właściwości gnilne. Bardzo rozpowszechnionym gatunkiem jest B. subtiiis (laseczka sienna), wywołująca śluzowacenie pieczywa. Niektóre są chorobotwórcze.
-Lactobacillus; pałeczki mlekowe homo- i heterofennenlatywne. Określone gatunki stanowią pożądaną mikroflorę kefiru, jogurtu, mleka acidofilnego, sera ementalskiego, kwaszonej kapusty i ogórków, zacierów ziemniaczanych i zbożowych.
-Propionibacterium; bakterie propionowe występujące w mleku, serze, zakwasach chlebowych. Biorą udział w dojrzewaniu niektórych serów podpuszczkowych (np. sera ementalskiego).
Fizjologia i warunki wzrostu pleśni i drożdży
Warunki wzrostu pleśni: wilgotność: l3o, temperatura: 7-40C, optimum 20-25''C, pH 3,5
Warunki wzrostu drożdży: wilgotność: 30%, temperatura: 5-37C, optimum 25C, pH: 4,5-6,5, źródło węgla; cukry proste, źródło azotu: pepton, ekstrakt drożdżowy
Rozmnażanie pleśni:
- Bezpłciowe: polega na podziale poprzecznym lub pączkowaniu, oraz na tworzeniu się różnego rodzaju zarodników. Na komórce tworzy się uwypuklenie, które rozrasta się nowa komórka oddziela się od macierzystej lub pozostaje z nią złączona. Zarodniki wytwarzane to: endospory, konidia, artrospory, sklerocje, chlamydospory, gemmy.
Endospory- wytwarzane są w sporangium, np. u rodzaju Mucor. Z grzybni wyrasta trzonek zarodnikonośny, rozszerzony na końcu. Na sporangioforze wyrasta zarodnia oddzielona od niego błoną. Część strzępki wnika do zarodni, tworząc podstawkę.
Konidia- powstają egzogenicznie. Tworzą się na trzonkach konidialnych- konidioforach. Konidiofory mogą być rozgałęzione (Penicillium) lub pojedyncze (Aspergillus).
Artrospory lub oidia- to komórki oderwane od strzępki, pełniące funkcję zarodników. Mogą być otoczone grubą błoną komórkową
• Płciowe: polega na kopulacji dwóch komórek o haploidalnej liczbie chromosomów i powstaniu komórek diploidalnych zawierających 2n chromosomów. Jako wynik kopulacji powstaje zygota, w której następują podziały mejotyczne i powstaje faza dikariotyczna. W grzybni dikariotycznej powstają komórki- worki (Ascomycetes) lub podstawki (Basidiomycetes).

U rodzaju Mucor rozmnażanie płciowe rozpoczyna się wyrośnięciem ze strzępki krótkich wypustek, które łączą się tworząc zygosporę otoczoną grubą błoną i zabierającą jednojądrowe, haploidalne komórki, z których po wykiełkowaniu powstaje nowa grzybnia.
Rozmnażanie drożdży:
• Bezpłciowo; paczkowanie (tworzy się uwypuklenie; następuje podział jądra na dwa potomne i jedna jego część przemieszcza się do uwypuklenia; uwypuklenie rośnie i zaokrągla się, oddziela błoną i staje się nowym organizmem) i rozszczepianie ( przez podział poprzeczny komórki; dojrzała komórka rośnie, wydłuża się przewęża w jednym kierunku, tworząc następnie poprzeczną przegrodę oddzielającą komórkę nowo powstałą),
• Wegetatywne/ płciowe: zarodnikowanie ( zarodniki u większości drożdży tworzą się bezpłciowo, w zarodnikujących komórkach powstają wówczas wokół dzielącego się jądra skupienia cytoplazmy, które rozdzielają się otaczają własnymi błonami, tworząc zarodniki. Zarodniki mogą powstawać także płciowo- po uprzedniej kopulacji. Podczas kopulacji komórki łączą się ze sobą poprzez utworzone wyrostki, ich jądra zlewają się i dzielą kilkakrotnie, przy czym każda część otacza się plazma i błoną.),
• Płciowo: kopulacja
Charakterystyka klas Deuteromycetes, Ascomycetes, Zygomycetes:
• Klasa Zygomycetes: Są to inaczej sprzężai. Mają grzybnie wielojądrowa, niesteptowana lub steptowana nieregularnie. Rozmnażają się bezpłciowo przez nie urzęsione spory oraz płciowo przez zlewanie się gametangiów (płciowo zróżnicowanych strzępek). Skutkiem tego powstaje zygota, z której rozwija się zygospora. Spośród Zygomycetes w mikrobiologii żywności ma rząd Mucorales. Grzyby te mają luźna grzybnię, złożoną z grubych słabo rozgałęzionych strzępek oraz tworzą kuliste sporangia( zarodnie). Rozmnażają się płciowo przez gametangiogamię. Mucor i Rhizopus nigricans wywołują psucie się artykułów żywnościowych podczas ich przechowywania.
• Klasa Ascomycetes: - są to workowce, tworzą komórki pączkujące lub ciała wegetatywne ze strzępek stepowanych. Główna formę owocowania stanowi worek sporonośny, najczęściej z 4 lub 8 askosporami. Rozmnażanie bezpłciowe następuje przez tworzenie konidiów o różnych kształtach i w bardzo dużych ilościach.
Przedstawicielami są: Byssochlamys fula, Monilia sitophila.
• Klasa Deuteromycetes: wstępują tu grzyby nie tworzące głównej formy owocowania. Grzyby tej klasy nie są zdolne do rozmnażania płciowego. Grzybnia ich jest zwykle haploidalna, a jedynym poznanym sposobem rozmnażania się są zarodniki konidialne. Do tej klasy należą: Penicillum, Aspargillus, Botrytis, Fusarium,
Geotrichum.
Zastosowanie drożdży i pleśni w przemyśle
• W przemyśle piekarskim - Celem produkcji drożdży piekarskich jest otrzymanie żywe) masy organicznej zdolnej do przeprowadzania alkoholowej. Następuje spulchnienie ciasta pod wpływem wytworzonego CO2. Ilość wytworzonego CO2 zależy od ilości zawartych w mące węglowodanów czyli cukrów prostych i skrobi. Aby otrzymać w cieście odpowiednią ilość C02 należy zapewnić drożdżom następujące warunki:, Odpowiedni dostęp tlenu w pierwszej fazie wyrabiania ciasta. Kwaśny odczyn środowiska. Temperatura 25-30
Wady pieczywa: - Śluzowacenie pieczywa - wada ta spowodowana jest rozwijaniem się laseczki Bacillus Subtiiis. Miękisz pieczywa staje się szary mazisty a po jego przełamaniu ciągnie się nitka śluzu, pieczywo ma nieprzyjemny zapach, - Krwistość pieczywa - wada ta wywołana jest rozwojem bakterii z gatunku Serratia, Marcescens. Wytwarza ona czerwony barwnik na powierzchni pieczywa, - Białe plamy na miękiszu chleba - spowodowane są rozwojem dzikich drożdży, plamy te po wyrwaniu kruszą się a pieczywo nadaje się do spożycia, - Pleśnie pieczywa - występują wówczas gdy jest ono przetrzymywane w podwyższonej temperaturze przy znacznej wilgotności. powietrza. Pieczywo nie nadaje się do spożycia. Najgorsza jest pleśń z rodzaju Fusarium, która wytwarza toksyny.
• W przemyśle gorzelniczym, piwowarskim i winiarskim — Produkcja spirytusu opiera się na działaniu drożdży, które przetwarzają cukier na etanol i C02 Piwo -jest produkowane ze słodu jęczmiennego, szyszki chmielowej i wody. Po dodaniu drożdży do składników zachodzi fermentacja alkoholowa. W piwowarstwie stosuje się drożdże fermentacji dolnej Saccharomyces Carisbergensis, po zakończeniu fermentacji opadają one na dno kadźi oraz drożdże górnej fermentacji Saccharomyces Cerevisae, po zakończeniu fermentacji wypływają na powierzchnię.
Wady piwa: - kwaśnienie - powodują bakterie octowe oraz mlekowe, pleśnienie - Aspergillus, Mucor, - tworzenie się kożucha - powodują drożdże kożuchujące, -zmiana smaku i zapachu - wywołane działalnością bakterii i drożdży
Najczęstsze wady wina: - zaoctowanie - dotyczy to tylko win słabych, powoduje je bakterie octowe, które przerabiają alkohol na kwas octowy. Bakterie dostają się do wina przez nieszczelne korki, - kożuch winny - spowodowany rozwojem dzikich drożdży kożuchujących, - rozwój bakterii mlekowych - w winie leżakującym w podwyższonej temperaturze. Bakterie mlekowe zmieniają kwas jabłkowy i cytrynowy na kwas mlekowy i CO2. Śluzowacenie wina - spowodowane rozwojem bakterii śluzowych drożdży i niektórych pleśni.
• Drożdże przemyśle spożywczym - stosuje sieje nie tylko w przemyśle piekarskim, winowarskim i piwowarskim, ale również w przemyśle mięsnym. Dodawane są w celu asymilacji kwasu mlekowego, a co za tym idzie do neutralizacji kwasowości, polepszenia smaku.
Szkodliwa rola drożdży w przemyśle spożywczym drożdże jako szkodniki występują we wszystkich gałęziach przemysłu spożywczego. Najwięcej szkód wyrządzają drożdże osmofilne czyli takie które znoszą duże ciśnienie osmotyczne. W produktach słodkich powodują fermentacje alkoholową powodując wady tych produktów. W kapuście kiszonej drożdże rozkładają kwas mlekowy i odkwaszają środowisko co umożliwia rozwój bakterii gnilnych. Drożdże kożuchujące rozwijają się na powierzchni zalewy ogórków kiszonych również odkwaszając środowisko.
• Pleśnie w przemyśle spożywczym:
Stosowane są do produkcji serów pleśniowych, jak również jako dodatek do wyrobów mięsnych, hamują tym samym rozwój niepożądanej mikroflory, regulują wilgotność, polepszają smak i aromat
Negatywny wpływ pleśni - pleśnie mogą powodować straty magazynowe, zakażenia pierwotne i wtórne oraz wywołują wady w produktach mleczarskich, ciastkarskich, piwowarskich, mogą być przyczyną wystąpienia silnych zatruć pokarmowych.
Przegląd ogólny drożdży mających znaczenie dla żywności
• Saccharomyces; drożdże szlachetne wykorzystywane w przemyśle. Do drożdży dzikich z tego rodzaju należą gatunki wywołujące wady piwa, mleka, masła i innych produktów spożywczych. Drożdże osmofilne powodują psucie się miodów, dżemów, soków i syropów owocowych.
• Pichia; drożdże kożuchujące, powodujące psucie się napojów alkoholowych. Są wybitnie tlenowe i tworzą kożuszek na powierzchni płynu.
• Hansenula; również drożdże kożuchujące, bardzo szkodliwe w przemyśle fermentacyjnym-
• Saccharomycodes; drożdże dzikie spotykane w moszczach owocowych, gdyż znoszą duże stężenie kwasu siarkowego IV, używanego do ich konserwowania.
• Candida; Niektóre są wybitnie tlenowe, należą więc do drożdży kożuchujących, np. Candida mycoderma będący szkodnikiem piwa, wina, kwaszonek i prasowanych drożdży.
• Rhodotorula; nie fermentują cukrów. Są szkodnikami śmietany, masła, serów, drożdży piekarskich.
Przegląd ogólny pleśni mających znaczenie dla żywności
• Mucor, są szkodnikami, występują na owocach i innych produktach. Fermentują cukry, rozkładają żelatynę.
• Rhizopns; występują na owocach, chlebie i innych produktach. Rozrzedzają także żelatynę, wytwarzają kwas szczawiowy i fumarowy. Gatunek Byssochlamys fulva rozkłada pektyny, powodując całkowity rozpad owoców. Wywołuje psucie się konserw owocowych, gdyż zarodniki pleśni są dość odporne na ogrzewanie.
• Geotrichum (Oospora); pospolity gatunek O. lactis występuje w mleku i jego przetworach w postaci białego, puszystego nalotu. Występuje też w kwaszonkach i jest szkodnikiem.
• Botritis,' gatunek Botritiscmerea powoduje psucie się dojrzałych winogron.
• Monilia; powoduje psucie się serów, masła, produktów mięsnych, soków owocowych, win i chleba.
• Aspergillus; rozpowszechniony gatunkiem jest A.glaucus, występujący często w produktach żywnościowych i powodujący ich psucie się (fermentuje cukry, rozkłada białka). Gatunek A.niger występuje często na psujących się owocach. Pleśń ma ta zastosowanie w przemyśle do produkcji kwasu cytrynowego.
• Penicillum; gatunek P. glaucum występuje często w produktach żywnościowych. Pleśń ta rozkłada liczne cukry i tłuszcze. Niektóre gatunki biorą udział w dojrzewaniu serów.
• Ciadosporium; gatunek Cl. herbarum jest często sprawcą psucia się mięsa w przechowywanego w chłodni, a gatunek Cl. butyri występuje często w masie.
Grzyby sprawcami chorób szkodników roślin - Beauveria bassiana zasiedla i zabija owady kilku gatunków; podobnymi właściwościami odznaczają się Moniliales. Próby zwalczania przy ich pomocy owadów szkodliwych są czasami skuteczne, znaczne trudności są tu powodowane przebiegiem prób, gdyż tylko wyjątkowo udaje się umiejscowić na populacji szkodników większą ilość zarodników.
Szkody wyrządzane przez grzyby - z uwagi na to, ze grzyby zasiedlają wszelkie dostępne a dla nich przydatne podłoża, szkody wyrządzane przez nie w warunkach naturalnych są nie do uniknięcia
Psucie się środków żywnościowych - gnicie owoców. Wśród dojrzewających owoców wszelkiego rodzaju zawsze znajdują się osobniki uszkodzone albo z innych względów podatne na zasiedlanie przez grzyby, które rozmnażają i rozwijają się na ich powierzchni. Podczas składowania zakażają one pozostałe zdrowe dotychczas owoce. Np. Spongospora subterranea powoduje gnicie bulw ziemniaka. Różne gatunki Penicillium.jak P. cxpansum- gnicie owoców południowych
• Mleko -jest dobrą pożywką dla wielu organizmów, m.in. dla bakterii mlekowych i grzybów nitkowatych i drożdżoidalnych, które powodują pleśnienie i powstawanie kożuchów. Obok zarodników grzybów względnie nieszkodliwych występują zarodniki przedstawicieli rodzajów Penicillium, Aspergillus i
CIadosporium będących nieraz czynnikami etiologicznymi zapalenia wymion.
• Mięso - psucie się mięsa i ryb, zatrucia mięsem, przykre zapachy itp. wiążą się ściśle 7 aktywnością bakteryjna- W wymienionych podłożach rozmnażają się także grzyby. Część z nich rośnie, chociaż wolno, nawet w najczęściej stosowanej temperaturze chłodni ( od +4 do +60C), a także przy zbyt wolnym zamrażaniu lub innych zakłóceniach podczas głębokiego zamrażania.Grzybami najczęściej izolowanymi z mięsa są: Mucor, Rhizopus, Thamnidium. Wśród grzybów osiedlających się na suszonym mięsie lub suchej kiełbasie czasem znajdują się gatunki wytwarzające toksyny. Na ogół samorzutne pojawienie się grzybów jest wskaźnikiem warunków stwarzających możliwości rozwoju rozkładających mięso bakterii, łącznie z gatunkami wytwarzającymi jady.
Grzyby jako przyczyny chorób ludzi i zwierząt - znane są trzy podstawowe źródła zagrożenia człowieka i zwierząt przez grzyby: - zatrucia produktami ich przemiany materii (zatrucia, mikotoksykozy), - nadwrażliwość wobec nie trujących substancji w grzybach (alergie grzybowe), - choroby infekcyjne (grzybice)
Mykotoksyny- wtórne metabolity:
• Możliwości tworzenia i zapobiegania- Spotykane są powszechnie w środowisku naturalnym, surowcach i produktach spożywczych(Penicillium, Aspergillus, Fusarium, Mucor, Rhizopus, Altemaria, Monillia, Geotrichum). Wytwarzanie mykotoksyn jest cechą ujawniającą się w odpowiednich warunkach wzrostu( optymalnych). Warunki tworzenia toksyn są różne dla różnych gatunków, rodzajów, a nawet szczepów grzybów pleśniowych. Do tworzenia mykotoksyn potrzebna jest woda a także odpowiednia temp( Aspergillus flavus- najwięcej mykotoksyn tworzy w temp. 20C, obniżenie temp do 18 stopi powoduje zahamowanie syntezy mykotoksyn). Rodzaj podłoża (Aspergillus flavus wytwarzają więcej mykotoksyn na ziarnach zbóż niż na suszonych owocach).Niektóre szczepy zależnie od podłoża mogą syntetyzować jedną lub kilka toksyn.
• Aflavotoksyny- związki niskocząsteczkowe, rozpuszczalne w wodzie, łatwo dyfundują do podłoża, nie ulegają rozkładowi w temp. 100 C( są to substancje ciepłotrwałe), nie ulegają rozkładowi pod wpływem czynników fizycznych, chemicznych, są rakotwórcze, wchłaniane w jelitach i akumulowane w wątrobie nerkach, nigdy nie opuszczają organizmu.
Mikroflora gleby: - Wyróżnia się florę autochtoniczną i zymogenną. Autochtony, bytujące stale w danej glebie to drobnoustroje, dla których źródła węgla i energii stanowią substancje humusowe, tj. związki powstałe z rozkładu i przetworzenia materii organicznej pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Należą do nich G(+) lub
G(-), tlenowe, nieruchliwe, nie przetrwalnikujące pałeczki z rodzaju Arthrobacter. W skład drobnoustrojów glebowych wchodzą nie tylko bakterie, ale grzyby i pierwotniaki. Występują one w olbrzymich ilościach, szczególnie w glebach żyznych przeciętnie w liczbie wielu milionów komórek w l g gleby. W glebach o odczynie obojętnym i alkalicznym najczynniejsze są bakterie, a w glebach kwaśnych najlepiej rozwijają się grzyby. W glebie występuje wiele gatunków drobnoustrojów o różnym znaczeniu w obiegu pierwiastków w środowisku naturalnym. Najważniejsze z nich to bakterie wiążące azot atmosferyczny, mineralizujące azot organiczny, rozkładające kwasy nukleinowe, mocznik, utleniające jony anionowe do azotanów, redukujące azotany, W zewnętrznej warstwie gleby znajdują się głównie tlenowce- Bacillus, w głębszych warstwach Clostridium.
• Mikroorganizmy występujące w glebie są bardzo zróżnicowane, ich podział oparty jest na kryteriach:
a) Klasyfikacji naturalnej: - bakterie, - promieniowce, - pleśnie, - drożdże
b) Grupy morfologiczne: - ziarniaki, - pałeczki, - laseczki, - bakterie G(+) lub G(-)
c) Grupy fizjologiczne drobnoustrojów: - fototrofy i chemotrofy, - chemoorganotrofy ( prototrofy i auksotrofy), - bakterie tlenowe, - bakterie beztlenowe, -mikroorganofile, - psychrofile, mezofile, termofile, - wrażliwe i niewrażliwe
Mikroflora wody: - to także naturalne środowisko bytowania drobnoustrojów, których ilości są zróżnicowane. Uboga w mikroflorę woda opadowa, natomiast wody podziemne zawierają różne ilości drobnoustrojów, w zależności od głębokości występowania. I tak: woda zaskóna zawiera najwięcej drobnoustrojów, woda podziemna płytka jest najczęściej dostatecznie oczyszczona, woda podziemna głęboka jest zwykle wolna od bakterii.
Drobnoustroje wód powierzchniowych mineralizują związki organiczne i w ten sposób biorą udział w procesie samooczyszczania wody. Dlatego też niezbędne jest wstępne oczyszczanie ścieków miejskich i przemysłowych przed wpuszczeniem ich do wód zbiorników otwartych.
• Wyróżnia się 2 zespoły mikroorganizmów: - drobnoustroje autochtoniczne (woda naturalnym środowiskiem), - drobnoustroje allochtoniczne (obce, zostały naniesione do wody, woda nie jest dla nich naturalnym środowiskiem), jeżeli znajdzie odpowiednie warunki do rozwoju to namnaża się, a jak nie znajdzie to po pewnym czasie ginie.
• Normy wody pitnej nie dyzenfekowanej: - ogólna liczba drobnoustrojów mezofilnych w l cm3 wody do 40 komórek, - liczba bakterii psychrotrofowych w l cm3 wody do 200 komórek, - wskaźnik bakterii grupy coli 2, - Wskaźnik bakterii grupy coli typu fekalnego nie może być ani jednej bakterii kałowej ani chorobotwórczej.
• Woda dezynfekowana: - liczba bakterii mezofilnych w l cm3 wody do 10, - liczba bakterii psychrotrofów w l cm3 wody do 50, - wskaźnik bakterii grupy coli l, - wskaźnik bakterii grupy coli typu fekalnego 0
Mikroflora błon śluzowych, skóry i przewodu pok.:
• Na powierzchni skóry są: - Staphylococcus epidermidic, - Staphylococcus aureus, - Propionibacterium acnes, - Micrococcus, - Sarcina
• Jama nosowo- gardłowa: - Staphylococcus epidermidis, - Streptococcus pyogenes, - Corynebacterium
• Mikroflora przewodu pokarmowego: - E. coli, - Helicobacter pyloni, - Clostridium, - Lactobacillus acidophilus, - Bifidobacterium bifidum, - Peptostreptococcus, Bacterococcus, - Enterococcus, - Salmonella, - Shigella
Mikroflora surowców pochodzenia roślinnego- źródła zanieczyszczeń;
• Naturalną mikroflorę warzyw stanowią: - pałeczki G(-) mezofilne, - pałeczki psychrotrofowe, - laseczki tlenowe Bacillus, sacharolityczne, proteolityczne, - laseczki beztlenowe Clostridium, proteolityczne, sacharolityczne, - pleśnie, - drożdże
• Wady warzyw spowodowane przez drobnoustroje:
a) Marchew i warzywa korzeniowe: - czarna zgnilizna- pleśń z gatunku Altemaria. Choroba rozwija się podczas przechowywania, - zgnilizna twardzikowa- porażone miejsca pokryte są białą watowatą grzybnią, - szara pleśń, b) Pomidory- zgnilizna owoców, c) Papryka- szara pleśń, d) Ziemniak - zaraza ziemniaczana, -phytophora, - mokra zgnilizna- Fusarium, e) Ogórek - szara pleśń, f) Sałata - szara pleśń
• Mikroflora owoców: - na owocach oprócz drożdży i pleśni( Penicillium, Mucor, Rhizopus) występują bakterie z rodzaju Micrococcus i Bacillus oraz prawie zawsze pałeczki z grupy coli. Na owocach psujących się rozwijają się bakterie octowe oraz bakterie mlekowe.
• Mikroflora zbóż: - większość drobnoustrojów występujących na zbożach pochodzi z gleby. Ponadto ziarna zakażają się w czasie żniw, młócenia i transportu.. Mikroflora ziarna zbożowego obejmuje 2 grupy: a) epifityczna( naturalna)- pałeczki Pseudomonas, Erviiiia, pleśnie Altemaria, Geotrichum, CIadosporium. Drożdże Candida, b) wtórna alloftoniczna- pałeczki fermentacji mlekowej, laseczki tlenowe z rodź. Bacillus, grupy coli, ziarniaki Staphylococcus epidermidis, aureus, Streptococcus, Sarcina, pleśnie Aspergillus, Fusiarium, Alternaria
Drobnoustroje na powierzchni zbóż mogą powodować zmiany np- mogą prowadzić do samozagrzania się masy zbożowej, do obniżenia zdolności kiełkowania, zmiany aktywności enzymatycznej, wzrost aktywności proteolitycznej.
Mikroflora surowców pochodzenia zwierzęcego:
• Mleko surowe- drobnoustroje pochodzą z wymion. Przy poprawnych warunkach higienicznych to ogólna liczba drobnoustrojów to l O4 w i cm3. Mikroflora zależy od sposobu udoju. Gdy jest to udój mechaniczny to najwięcej jest bakterii psychrofilnych i psychrotrofowych z wody do mycia urządzeń Flavobacterium alkaligenes,
Serratia. Gdzy udój jest ręczny- ręce i otoczenie, skóra zwierzęcia: pałeczki grupy coli i gronkowce, Slaphylococcus areus, Enterococcus, Pseudomonas.
• Mikroflora mięsa - zanieczyszczenie powierzchniowe mięsa, wynoszące średnio lO^lO4 komórek na powierzchni l cm2, jest dużo większe w porównaniu z zanieczyszczeniem wnętrza mięśni. Spośród bakterii wyizolowanych na powierzchni można wyróżnić bakterie z rodzajów: Pseudomonas. Flauobacterium. Mora-
xella, Acinetobacter, Lactobacillus, Micrococcus, Bacillus. Staphylococcus, Yibrio, Aeromonas, oraz gatunki Brochotrhra thermosphacta, niektóre en-terobakterie (Klebsiella. Yersinia, Serratia, Proteus), drożdże i pleśnie. Na rozwój drobnoustrojów w mięsie istotny wpływ mają czynniki fizyczne, jak:
• aktywność wodna, potencjał oksydo-redukcyjny i pH mięsa, temperatura przechowywania
• Konserwy owocowe i warzywne:
•o pH poniżej 4,5: koncentraty pomidorowe, kompoty, soki owocowe, marynaty, przyczyną zepsuć są drobnoustroje, które mogą rozwijać się w środowisku kwaśnym; w konserwach pomidorowych ( Lactobacillus plantarum, L brevis, L fennentum), konserwy owocowe (drożdże, które wywołują fermentację cukrów
Hanseniaspora, Kloeckera, Pienia)
•o pH powyżej 4,5: groszek zielony, fasola szparagowa, kukurydza, szpinak: zepsucia mogą być wywołane przez temofile( l.względnie beztlenowe: rozkładają węglowodany z wydzieleniem kwasu octowego, mlekowego i mrówkowego; Bacillus stearothermophilus. 2.bezwzględne beztlenowce: nie rozkładają białek, wytwarzają CO2 i H2. 3.beztlenowce przetrwalnikujące rozkładają białka z wydzieleniem H2S, Clostridiumnigrificans) i przez bakterie mezofilne ( Clostridium botulinum, C. sporogenes).
• Wady kiszonek: - Opóźniony rozwój bakterii fermentacji mlekowej( mało aktywna szczepionka lub złej jakości surowiec) sprzyjają rozwojowi bakterii niepożądanych w tym też laseczek beztlenowych z rodz. Clostridium. Przetrwalniki bakterii beztlenowych to typowe zanieczyszczenie surowców roślinnych w czasie przechowywania kiszonki dochodzi do ich rozwoju. Wśród laseczek Clostridium są to gatunki z grupy sacharolitycznej (przeprowadzają fermentację masłową). W tym oporne na niskie pH bakterie to Clostridium bulricum. Liczba bakterii z rodzaju Clostridium może dochodzić do 10 7 1gr. kiszonki.. Jest to ostry smak i zapach kwasu masłowego. Świadczy o złej jakości. Dotyczy to również kiszonek paszowych. W kiszonkach paszowych dobrej jakości liczba bakterii z rodzaju Clostridium nie powinna przekraczać l0 3. W kiszonej kapuście wady powodują drożdże, pleśnie( Geotrichum candidum). W środowisku o zmniejszonej kwasowości mogą rozwijać się bakterie gnilne( powodujące zepsucie). Częstą wadą jest ciągliwość kapusty. Spowodowane to jest nadmiernym rozwojem paciorkowców(Leuconostoc mezenteroides)
Wady kiszonych ogórków: - Większość spowodowana jest przez nadmierny rozwój i niewłaściwe następstwo gatunków mikroflory niepożądanej. Utrata twardości i mięknienie są wynikiem rozwoju drobnoustrojów aktywności celulolitycznej i pektynolitycznej. Zarówno bakterie i grzyby powodują wady ogórków.
Najaktywniejsze są laseczki z rodzaju Bacillus. Z G<-) pałeczek: Alcaligenes, Enterobacter, Eschericha i Erwinia. Zanieczyszczenie nimi następuje podczas zbioru, zbyt długiego przetrzymywania handlu i niewłaściwego przechowywania ogórków. Bakterie proteolityczne działają najaktywniej, gdy stężenie soli jest niskie, a pH>
5,5. Wśród grzybów pektynolitycznych i celulolitycznych z gatunków Alternaria, Aspergillus, Penicillium, Ciadosporium, Fusiarium, Geotrichum.

Mikrouora produktów pochodzenia zwierzęcego:
• Kiełbasy: - Mikroflora kiełbas pochodzi z surowców użytych do produkcji, a więc z mięsa, soli, przypraw, osłonek, urządzeń, ubrań, rak pracowników. Razem z peklowanym mięsem wprowadza się do kiełbas ziarniaki, G(-) pałeczki z rodzaju Proteus, Eschericłlia, Pseudomonas, oraz G(+) laseczki przetrwalnikujące.
Sól dodawana zwiera drobnoustroje halofilne i rozkładające tłuszcze np. Micrococcus lipołylicus. Psucie się kiełbas może być wywołane rozwojem tlenowych laseczek przetrwalnikujących z gatunku Bacillus sublilis, rozwojem ziarniaków i drożdży( powstaje szary nalot), rozwojem pałeczek Pseudomonas( śluzowacenie), rozwojem pleśni na powierzchni.
• Konserwy: - sterylizowane powinny być całkowicie jałowe. Występujące w nich zakażenia są skutkiem użycia zbyt silnie zakażonego surowca lub nieprawidłowej sterylizacji. W szynkach pasteryzowanych występują tlenowe bakterie przetrwalnikujące, termofile, ziarniaki( Enterococcus faecalis), beztlenowce oraz E. coli i Proteus.
• Bakterie chorobotwórcze w mięsie i przetworach: - zabezpieczenie przed przenoszeniem chorób zakaźnych ze zwierząt na ludzi to zagadnienie epidemiologii i regulowane jest przepisami weterynaryjnymi. Dla mikrobiologii znaczenie mają pozostałości drobnoustrojów w mięsie( pałeczki Salmonella). Mięso zakażone Salmonellą nie zawsze powoduje zatrucie, zależy to od ilości i warunków ich rozwoju. Drobnoustroje przechodzące do produktu to Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes.
Produkty mleczarskie:
• Mleko: - w zdrowym gruczole mlecznym jest jałowe. Pierwsze zanieczyszczenie mleka następuje już w kanałach strzykowych, gdzie znajdują się bakterie ( mikrokoki- Corynobaeteriaceae), paciorkowce, pałeczki z grupy coli, przetrwalnikujące tlenowce. Dalsze zanieczyszczenie bakteryjne i rodzaj mikroflory zależą od Sposobu uzyskiwania mleka- Podczas udoju z powietrza do mleka dostają się bakterie przetrwalnikujące, tlenowe, beztlenowe, ziarniaki, pleśnie drożdże. Źródłem zanieczyszczenia mleka są tez źle umyte naczynia. Normalna mikroflorę mleka stanowią bakterie fermentacji mlekowej, z rodź. Streptococcus i Lactobacillus. Z paciorkowców mlekowych występują Streptococcus lactis, S. cremoris, S. thermophilus.
• Wady mleka: - Śluzowacenie- przyczyną może być obecność Alcaligenes viscosus lub bakterii z grupy coli. Drobnoustroje, które powodują wady są najczęściej wprowadzane do mleka za pośrednictwem brudnego sprzętu, naczyń lub znajdują się w wodzie używanej do produkcji., - Enzymatyczne ścinanie mleka- Są to bakterie
przetrwalnikujące tlenowe, niektóre ziarniaki, paciorkowce, oraz niektóre pałeczki( rodź. Proteus)., - Zmiany zapachu i smaku- gorzknienie mleka spowodowane jest przez drobnoustroje o właściwościach proteolitycznych. Zapach i smak alkoholu metylowego nadaje mleku Micrococcus caseolyticus. Zjełczały smak powodują drobnoustroje wytwarzające lipazy( Pseudomonas).
• Produkty mleczne: - jogurt- otrzymuje się w wyniku fermentacji spasteryzowanego mleka dodatkiem termofilnych laseczek homofermentatywnych Lactobacillus delbruecki ssp. Bulgaricus i Streptococcus thermophilus i Lactococcus lactis. masło- są tu mniejsze możliwości rozwoju bakterii, ze względu na dużą zawartość tłuszczu, a także mała zawartość wody i laktozy. Rodzaj drobnoustrojów zależy od mikroflory śmietanki z jakiej masło zostało zrobione. Dodawane bakterie to: Lactococcus lactis ssp. lactis, cremoris, Leuconostoc mesenteroides ssp. Cremoris. sery dojrzewające twarde- Laetococcus, Leuconostoc, Lactobacillue casei sp casei. sery typu szwajcarskiego- Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, L.helveticus, bakterie propionowe._mleczne napoje fermentowane typu „bio"- Lactobacillue acidophilus, Bifidobacterium bifidum
Wady serów: Pałeczki z grupy coli powodują wzdymanie serów we wczesnych okresach dojrzewania- Przyczyną nadmiernego wytwarzania gazu oraz wzdymania serów mogą być również bakterie z rodź- Lactococcus fennenti, Lactobacillus brevis.
Drobnoustroje probiotyczne: - Są to pałeczki Bifidobacterium, drożdże z rodź. Saccharomyces, bakterie ferm. mlekowej. Bakterie mają zdolność osiedlania się w różnych odcinkach jelita (cienkiego lub grubego), wpływa korzystnie na przewód pokarmowy, na procesy trawienne zachodzące w nim. Drobnoustroje te mają działanie antagonistyczne w stosunku do mikroflory gnilnej, względnie działają antagonistycznie na mikroflorę chorobotwórczą.
Probiotyk: - Zawiera żywe komórki drobnoustrojów, - Poprawiają stan zdrowia człowieka i zwierząt, - Korzystny efekt wywierają w jamie ustnej lub przewodzie pokarmowym, w górnych drogach oddechowych( aerozole), lub w przewodzie moczowe- płciowym( preparaty miejscowe)
Oddziaływanie probiotyków na organizm: - Lactobacillus rhamnosus GG- kolonizacja przewodu pokarmowego, obniżenie aktywności enzymów feralnych, - Lactobacillus casei- ochrona przed zaburzeniami jelitowymi, - Lactobacillus acidophilus- obniżenie aktywności enzymów fekalnych
Prebiotyki - (Fruktooligosaeharydy, Galaktooligosacharydy, Ksylooligosacharydy, Izomaltooligosacharydy), Występowanie: karczochy, pory, cebula, szparagi
• Funkcja: stymulują wzrost bakterii fermentacji mlekowej w przewodzie pokarmowym, wpływają korzystnie na perystaltykę jelit, nie powodują próchnicy zębów, wspomagają absorbcję węgla i magnezy z pożywienia
Właściwości prebiotyków posiadają cukry: inulina, laktuloza, laktitol. Znajdują się w płatkach kukurydzianych, kaszach, chlebie, cebuli, cykorii, czosnku, iasoli. lnulina stymuluje wzrost i aktywność bifido- i laklobakteri, podwyższa wchłanianie wapnia-
Zastosowanie w przemyśle: Jako substancje — zagęszczające^ - emulgujące - wypełniające^ - zastępują cukier
Synbwtyki- Mieszanina probiotyków i prebiotyków. Korzystnie wpływają na zdrowie człowieka przez poprawę kolonizacji żywych mikroorganizmów w przewodzie pokarmowym
Bakterie Homofennentatywne - np.: biorą udział we właściwej fermentacji mlekowej, w której niemal jedynym produktem jest kwas mlekowy.(Lactobacillus casei, helveticus, acidophilus, plantarum, bulgaricum, Streptococcus lactis
Bakterie heterolennentatywne - wywołują fermentację rzekomo mlekową, w której obok kwasu mlekowego wytwarzane są kwas octowy, bursztynowy, pewne ilości etanolu oraz dwuacetylu. (Lactobacillus brevis, fennentii, Streptococcus cremoris, Leucenostoc mesenteroides.
Symbioza - to współżycie dwóch lub więcej gat. organiz. w trakcie którego każdy lub co najmniej jeden z parametrów odnosi korzyść a pozostałe nie przynoszą strat
np.: współżycie bakterii Nitrosomanas i Nitrosobacter
Synergizm -jest rodzajem współżycia dwóch organizmów prowadzących do takiej zmiany środowiska, której żaden z parametrów oddzielnie spowodować nie może. Najbardziej znane przykłady oddziaływania synergistycznego polegając na fermentacji cukrów do kwasów i gazów przez bakterię w hodowlach mieszanych.
Metabioza - polega na następstwie gatunków w danym środowisku dbn rosnące w pierwszej kolejności niejako przygotowują warunki do wzrostu następnych np.: w stogu siana lub nawozie naturalnym najpierw rozwijają się mezofile, później, gdy temp. otoczenia wzrasta termofile.
Komensalizm - rodzaj współżycia, który nie przynosi partnerom wyraźnych korzyści, lecz także im nie szkodzi np. mikroflora jelitowa i jamy ustnej.
Fermentacja - to proces biochemiczny, beztlenowy rozkład węglowodorów prowadzony przez dbn.
• Fermentacja alkoholowa -Sacharomyceseereyisiae np.: drożdże winne, stosowane do różnych gatunków win, -(globosus produkcja Kafiru, zdolne do fermentacji.
•Fermentacja propionowa Propionibacterium janse, acidipropionci, toeni np.: występ. w żwaczu zwierząt przeżuwających i wykorzystane do produkcji serów szwajcarskich, tworzą oczka w serze.
• Fermentacja mlekowa - bakterie form mlekowych są G(+) względnie beztlenowce albo mikrofile i nieprzetrwalnikujące C12H22O11 laktoza.