Edycja: Szymon Konkol
Mikr obiologia śYWNO ŚCI Edycja: Szymon Konkol
Mikr obiologia śYWNO ŚCI
Mikrobiologia jako dziedzina nauki Mikrobiologia - nauka zajmuj ąca si ę zagadnieniami zwi ązanymi z mikroorganizma mi z gr. mikros– mały, bios – życie, logos- nauka Prokariota Eukariota Wirusy - bakterie - grzyby - archeony - glony - pierwotniaki
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol MIKROBIOLOGIA
Mikrobiologia Mikrobiologia przemysłowa ogólna Mikrobiologia Mikrobiologia rolnicza weterynaryjna Mikrobiologia Mikrobiologia lekarska sanitarna
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia og ólna – zajmuje si ę charakterystyk ą og ólnych poj ęć z dziedziny mikrobiologii
budow ą i kszta łtem mikroorganizm ów czynno ściami Ŝyciowymi środowiskiem Ŝycia drobnoustroj ów wp ływem drobnoustroj ów na środowisko i inne organizmy Escherichia coli
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia lekarska – zajmuje si ę mikroorganizmami chorobotw órczymi dla cz łowieka diagnostyk ą profilaktyk ą walk ą z drobnoustrojami chorobotw órczymi zjawiskami zachodz ącymi w ustroju po infekcji
Clostridium tetani
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia weterynaryjna – zajmuje si ę mikroorganizmami chorobotw órczymi dla zwierz ąt diagnostyk ą profilaktyk ą walk ą z drobnoustrojami chorobotw órczymi zjawiskami zachodz ącymi w ustroju po infekcji kontrol ą sanitarn ą produkt ów pochodzenia zwierz ęcego Bacillus anthracis
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia rolnicza
zajmuje si ę mikroorganizmami chorobotw órczymi dla ro ślin drobnoustrojami maj ącymi znaczenie w procesach kr ąŜ enia pierwiastk ów w przyrodzie bada procesy mikrobiologiczne zachodz ące w glebie Agrobacterium tumefaciens
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia sanitarna bada zagadnienia czysto ści wody, powietrza, pomieszcze ń produkcyjnych, urz ądze ń i opakowa ń zajmuje si ę problemami oczyszczania ściek ów metod ą biologiczn ą zajmuje si ę higien ą osobist ą pracownik ów przemys łu spo Ŝywczego oraz sposobami zapobiegania zatruciom pokarmowym
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia przemysłowa
Mikrobiologia przemysłowa (biotechnologia mikrobiologiczna) – zajmuje si ę zastosowaniem wiedzy mikrobiologicznej i in Ŝynieryjnej w procesach przemysłowych z zastosowaniem mikroorganizmów (takich jak bakterie, grzyby, glony, pierwotniaki i wirusy) lub komórek ro ślin i zwierz ąt do produkcji uŜytecznych dóbr konsumpcyjnych lub półproduktów procesowych. Definicja Ameryka ńskiego Towarzystwa Mikrobiologii Przemysłowej, SIM
Mikrobiologia przemysłowa - zajmuje si ę wykorzystaniem okre ślonych gatunków mikroorganizmów w róŜnorakich bran Ŝach przemysłu z jednoczesnym monitorowaniem mikroflory szkodliwej. Microbial Biotechnology: Fundamentals of Applied Microbiology by Alexander N. Glazer, Hiroshi Nikaido.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol MIKROBIOLOGIA PRZEMYSŁOWA
Ochrona środowiska
Przemysł chemiczny Przemysł Produkcja spo Ŝywczy Przemysłowa diagnostyka Przemysł preparatów mikrobiologiczna farmaceutyczny enzymatycznych
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia przemysłowa w przemy śle spo Ŝywczym Produkcja Ŝywno ści w oparciu o prowadzone przez mikroorganizmy procesy fermentacji beztlenowej i/lub tlenowej: produkcja wina, piwa i spirytusu spo Ŝywczego produkcja octu oraz kwasu cytrynowego i mlekowego do celów spo Ŝywczych produkcja serów i fermentowanych napojów mlecznych np. jogurty, kefiry produkcja chleba i ciast w oparciu o dro ŜdŜe piekarnicze produkcja kiszonek np. kiszona kapusta lub ogórki produkcja kakao produkcja herbaty
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia przemys łowa w przemyśle farmaceutycznym
Wyselekcjonowane szczepy mikroorganizmów stosowane s ą do produkcji: • antybiotyków • leków steroidowych • witamin Wyselekcjonowane kultury bakterii i dro ŜdŜy stosowane s ą do produkcji probiotyków – preparatów farmaceutycznych przywracaj ących naturaln ą mikroflor ę uk ładu pokarmowego Hodowle komórkowe i tkankowe wykorzystywane s ą przy produkcji: • szczepionek np. szczepionki przeciwko HBV, poliomyelitis przeciwcia ł monoklonalnych stosowanych w diagnostyce medycznej i badaniach naukowych Rekombinantowe szczepy mikroorganizmów stosowane s ą przy produkcji: • szczepionek np. szczepionka przeciwko HBV • insuliny • hormonu wzrostu
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia przemys łowa w przemy śle chemicznym
Produkcja aminokwas ów: L-lizyny, L-cysteiny, kwasu L-glutaminowego i kwasu L-asparaginowego Produkcja rozpuszczalnik ów: butanolu, acetonu Produkcja dekstranu Produkcja kwasu glukonowego Produkcja kwasu itakonowego
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Diagnostyka mikrobiologiczna w uj ęciu mikrobiologii przemys łowej
Produkcja odczynnik ów, test ów diagnostycznych i aparatury do diagnostyki mikrobiologicznej w przemy śle spo Ŝywczym, farmaceutycznym, kosmetycznym i weterynarii
Opracowanie zasad kontroli czysto ści mikrobiologicznej dla poszczeg ólnych proces ów technologicznych np. w przemy śle spo Ŝywczym, zapewniaj ących ochron ę produkt ów przed psuciem i/lub zaka Ŝeniem mikroorganizmami szkodliwymi i/lub patogennymi
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Mikrobiologia przemys łowa w ochronie środowiska
Pozyskiwanie cennych pierwiastk ów z u Ŝyciem technologii „przyjaznych ” dla środowiska naturalnego mikrobiologiczne ługowanie metali, np. uranu z zastosowaniem bakterii Thiobacillus ferrooxidans i Thiobacillus thiooxidans mikrobiologiczne zat ęŜ anie metali z w ód kopalnianych lub wody morskiej np. z łota, miedzi, srebra, plutonu, uranu z zastosowaniem biosorbent ów z Ŝywymi kulturami mikroorganizm ów
Oczyszczanie ściek ów i bioremediacja gleby bioremediacja gleb ska Ŝonych produktami ropopochodnymi z zastosowaniem wybranych szczep ów bakterii glebowych np. z rodzaju Acinetobacter lub Pseudomonas Stosowanie „stopnia biologicznego ” w oczyszczalniach ściek ów powi ązanego z produkcj ą biogazu Produkcja bioetanolu
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja: Szymon Konkol
Mikr obiologia śYWNO ŚCI
Charakterystyka drobnoustrojów WIRUSY Wirusy Wirus – niekom órkowy element genetyczny kt óry wykorzystuje kom órki do swojego namna Ŝania, posiada stan pozakom órkowy. Cz ąsteczka wirusa zawieraj ąca kwas nukleinowy otoczony przez bia łko lub/i inne komponenty makrocz ąsteczkowe jest nazywana wirionem . Wirusy są silnie uzale Ŝnione od struktury kom órki „Ŝywiciela ” i jej sk ładnik ów metabolicznych. Wirusy mog ą nadawa ć wa Ŝne nowe właściwo ści kom órkom w kt órych si ę namna Ŝaj ą.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Wirusy - historia • Nazwa „wirus ” pochodzi od łaci ńskiego s łowa virus – trucizna • Termin u Ŝyty zosta ł po raz pierwszy przez Pasteura podczas opisu czynnika wywo łuj ącego w ścieklizn ę • 1890 – odkrycie pierwszego wirusa – wirusa mozaiki tytoniowej (TMV) • 1900 – rozr óŜnione od bakterii, „czynnik przechodz ący przez filtracje ” • 1930 – izolacja i oczyszczenie TMV. Obserwacja cz ąsteczek wirusa pod mikroskopem elektronowym • Lata 50-te – powstanie wirusologii
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Wirusy
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Natura wirionu Wielko ść wirusów: 20 nm do 300 nm Najwi ększy wirus : wirus ospy naturalnej ma 200 nm
Najmniejszy wirus : wirus Polio ma 28 nm Genom wirusowy : Mniejszy ni Ŝ u komórkowców, najwi ększy znany genom wirusa: ma tylko 190 KB. Genomy bakteryjne : 1000-9000 KB
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Wirusy helikalne
kapsyd – osłonka białkowa, w której jest zamkni ęty genom zbudowany z kwasu nukleinowego kapsomery - jednostki morfologiczne dostrzegalne w mikroskopie elektronowym na powierzchni wirusów dwudziesto ściennych, stanowi ą skupienia polipeptydów
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Wirusy dwudziesto ścienne (polihedralne)
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Wirus z łoŜony
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Symetria wirus ów
Symetria helikalna: wirus mozaiki tytoniowej (TMV). Dwudziesto ścian: Najwydajniejszy uk ład dla podjednostek w zamkni ętej os łonie. Wirusy z p łaszczem: płaszcz zawiera podw ójn ą warstw ę tłuszczow ą z glikoproteinami przytwierdzonymi do niej. Jej symetria przypomina nukleokapsyd. Wirusy z łoŜone: bakteriofag T4
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Enzymy w wirusach Niekt óre wirusy posiadaj ą swoje w łasne enzymy, tj: Odwrotne transkryptazy w retrowirusach Neuraminadazy: rozk ładaj ą glikoproteiny, wspomagaj ąc uwalnianie si ę wirusa Lizosom: bakteriofagi
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol W zale ŜnoKlasyfikacjaści od gospodarza: wirus ów wirusy bakteryjne (bakteriofagi) wirusy zwierz ęce (lepiej zbadane) wirusy ro ślinne (mniej zbadane)
W zale Ŝno ści od struktury kwas ów nukleinowych: DNA wirusy (ssDNA, dsDNA) RNA wirusy (ssRNA, dsRNA) RNA-DNA wirusy (ssRNA, dsDNA)
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Klasyfikacja wirus ów
Nazwy rodzin posiadaj ą ko ńcówk ę -viridae Nazwy rodzaj ów -virus Gatunki wirus ów: Grupa wirus ów przenosz ąca tak ą sam ą informacj ę genetyczn ą i zasiedlaj ąca t ą sam ą nisz ę ekologiczn ą (gospodarz). Nazwy zwyczajowe są uŜywane dla gatunk ów Podgatunki s ą oznaczone numerem
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Cykle rozwoju wirusów
Fag powoduje Cykl lityczny śmier ć kom órki gospodarza
Cykl lizogenny Wirusoew DNA włączane w DNA gospodarza
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Cykl lityczny
Bakteryjna Bakteryjny Kapsyd DNA ściana chromosom komórkowa Kapsyd
Pochewka Ni ć ogonka 1 Adsorpcja: Ogonek Fag przyczepia Płytka si ę do komórki Kolec Ŝywiciela. Ściana komórkowa Błona komórkowa
2 Penetracja: Fag penetruje komórk ę Ŝywiciela i wstrzykuje DNA. Skurczona pochewka
Szyjka ogonka
3 Biosynteza: Tworzenie wirusowego DNA i białek
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Ogonek DNA
4 Dojrzewanie: Elementy wirusów są składane w Kapsyd wiriony.
5
Nici ogonka
Uwalnianie: Liza komórki Ŝywiciela i uwalnianie nowych wirionów.Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Cykl lizogenny
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Wyspecjalizowana transdukcja
Profag Gen gal Bakteryjne DNA
1 Profag wyst ępuje w komórce bakterii wykorzystuj ącej Komórka galaktoz ę (zawiera gen gal ). donor Gen gal Galaktozo- 2 Genom fagowy ulega pozytywna oderwaniu, przenosz ąc przylegaj ący gen gal gospodarza.
3 Fag dojrzewa i lizuje komórk ę, Gen gal uwalniaj ąc faga zawieraj ącego gen gal .
Fag atakuje komórk ę która nie potrafi Komórka 4 wykorzystywa ć galaktozy (brak genu akceptor Galaktozo- gal ). negatywna Wraz z profagiem, bakteryjny gen gal 5 zostaje zintegrowany z DNA nowego gospodarza.
6 Komórka lizogeniczne mo Ŝe teraz metabolizowa ć galaktoz ę.
EdycjaKomórka na podstawie Galaktozo-pozytywnego materiałów źródłowych: Szymon rekombinanta Konkol Edycja: Szymon Konkol
Mikr obiologia śYWNO ŚCI
Charakterystyka drobnoustrojów BAKTERIE Bakteri e
Bakterie po raz pierwszy dostrzegł, w skonstruowanym przez siebie mikroskpie, oraz opisał Antonie van Leeuwenhoek. Natomiast nazwę nadał im Gustaw Ehrenberg w 1838r., ale dokładne prace nad funkcjami życiowymi bakterii rozpoczęły się dopiero od czasów L. Pasteura (1822 1895). Dokładne poznanie struktury i genetyki bakterii stało się możliwe dzięki skonstruowaniu mikroskopu elektronowego oraz zastosowaniu metod biochemicznych .
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Budowa bakterii
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Kszta łty bakterii
•Podziałów bakterii oparty jest na kształcie bakterii. W związku z tym bakterie dzieli się na trzy podstawowe kształty:
bakterie o kształcie kulistym bakterie o kształcie pałeczkowatym bakterie o kształcie spiralnym
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Podstawowe kszta łty:
kulistekuliste cylindrycznecylindryczne spiralnespiralne
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol bakterie o kształcie pałeczkowatym pałeczki bacteria laseczki bacilli maczugowce corynebacteria prątki mycobacteria
bakterie o kształcie kulistym ziarenkowce cocci gronkowce staphylococci paciorkowce streptococci dwoinki diplococcus pakietowce sarcina
bakterie o kształcie spiralnym śrubowce spirilla przecinkowce vibrio krętki spirochetae
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Inne niezwykłe kszta łty
Gwiazdo-kszta łtne Stella Kwadratowe Haloarcula
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Skupiska kom órek Pary: dwoinka (diplococcus, diplobacillus)
Grona (staphylococcus )
Łańcuchy: paciorkowce (streptococcus,
Edycja nastreptobacillus podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol) Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Sinice
S śluz lub osłonka N region nukleoplazmatyczny OM błona zewn ętrzna C karboksysom PL peptydoglikan PP granulka polifosforanu CM błona cytoplazmatyczna CP granulka cyjanoficyny CW ściana komórkowa GG granulka glikogenu CY cytoplazma TH tylakoid GV pęcherzyk gazu PB fikobilisom
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Rodzina Enterobacteriaceae
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Escherichia Rodzaj Escherichia pałeczki tego rodzaju występują w przewodzie pokarmowym ludzi i zwierząt. Dlatego obrane zostały wskaźnikiem sanitarnym produktu. Niektóre serotypy Escherichia coli mogą powodować zatrucia trawienne i ciężkie biegunki u niemowląt i ludzi dorosłych. Pałeczki te są wrażliwe na niskie temperatury (poniżej 0 C°), jak również na ogrzewanie, giną przy 60 C° po 15 min., a więc ich obecność w produktach pasteryzowanych wskazuje na zanieczyszczenie wtórne.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Salmonella
Rodzaj Salmonella – chorobotwórcze dla człowieka. Nosicielstwo u ludzi i zwierząt (kaczki, kury, świnie, gryzonie) powoduje szerokie ich rozpowszechnienie i zagrożenie zdrowotne. Rosną w szerokim zakresie temperatur od 5 do 46 C° i pH 6,6 – 8,2, giną podczas pasteryzacji. Ich szczególnie chorobotwórcze gatunki powodują ciężkie schorzenia u ludzi (dur brzuszny i dur rzekomy), natomiast tzw. gatunki odzwierzęce wywołują infekcje pokarmowe tzw. salmonelozy, zwłaszcza po spożyciu żywności pochodzenia zwierzęcego (mięso z dodatkiem surowych jaj, mleko surowe).
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Shigella
Rodzaj Shigella – bakterie chorobotwórcze dla ludzi, powodujące czerwonkę oraz zatrucia pokarmowe. Źródłem ich jest przewód pokarmowy człowieka. Żywność i woda mogą być przenośnikiem dla tych bakterii. Są wrażliwe na ogrzewanie, jednak na brudnej odzieży mogą przetrwać wiele dni, podobnie jak w fekaliach (nieczystości płynne zawierające ludzkie odchody).
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Proteus
Rodzaj Proteus – są bardzo rozpowszechnione w przyrodzie, występują w wydalinach ludzi i zwierząt, w glebie, wodzie i powietrzu. Są to bakterie gnilne, odgrywające dużą rolę w psuciu produktów białkowych. Przy silnym namnożeniu mogą spowodować zatrucie pokarmowe.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Erwina
Rodzaj Erwina – pałeczki tego rodzaju cechują się zdolnością rozkładania pektyn i powodują miękką zgniliznę warzyw podczas ich przechowywania. Niektóre szczepy mogą być przyczyną zaburzeń jelitowych u ludzi.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Serratia
Rodzaj Serratia – pałeczki bardzo rozpowszechnione w przyrodzie, powodują psucie się różnego rodzaju żywności, szczególnie zawierającej skrobię, wywołując barwne plamy na produktach. Na ogół są to saprofity.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Yersinia
Rodzaj Yersinia występuje w przewodach pokarmowych zwierząt i w wodzie. Są wrażliwe na temperatury pasteryzacji. Pałeczki te izoluje się z różnych produktów żywnościowych, mięsa, mleka, wody i szczególnie często z warzyw i jadalnych skorupiaków. Produkty żywnościowe przechowywane w lodówce, szczególnie pakowane próżniowo, mogą być źródłem zakażenia Yersinia enterocolitica, które to wywołują ostre zaburzenia przewodu pokarmowego podobne do salmoneloz.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Rodzina Pseudomonadaceae
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Pseudomonas
Rodzaj Pseudomonas – szeroko rozpowszechnione w przyrodzie, o du Ŝej aktywno ści biochemicznej. W stanie zamro Ŝenia prze Ŝywaj ą bardzo d ługo, charakteryzuj ą si ę równie Ŝ wysok ą ciep łooporno ści ą. Stanowi ą dominuj ącą mikroflor ę produktów spo Ŝywczych: drobiu, mi ęsa, jaj, ryb, mleka i mas ła, przechowywanych w warunkach ch łodniczych. Powoduj ą zepsucia tych produktów, np. śluzowacenie, barwne plamy i zmian ę cech organoleptycznych.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Listeria
Rodzaj Listeria – gramdodatnie pa łeczki szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Bakterie te maj ą zdolno ść namna Ŝania si ę w niskich temperaturach, prze Ŝywaj ą proces mro Ŝenia i d ługotrwa łe okresy wysuszenia. Zaliczane s ą do najbardziej ciep ło opornych w śród form wegetatywnych. Toleruj ą znaczne st ęŜ enia soli i niskie pH. Mog ą powodowa ć zatrucia o ci ęŜ kim przebiegu, szczególnie u osób z os łabionym uk ładem odporno ściowym. U kobiet ci ęŜ arnych mog ą powodowa ć poronienia oraz zaka Ŝenia p łodu. Źródłem ska Ŝenia najcz ęś ciej jest Ŝywno ść (np. pasztety, galarety mi ęsne, sery, sa łatki warzywne, ryby) zawieraj ące powy Ŝej 1000 pa łeczek na 1g produktu.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Rodzina Bacillaceae
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Bacillus
Rodzaj Bacillus – stwierdza się ich obecność w mięsie i jego przetworach, w produktach mleczarskich, zbożowych, owocowo warzywnych, przyprawach. Powodują psucie różnych produktów, wywołują hydrolizę skrobi, śluz i ciągliwość miękiszu pieczywa i nieprzyjemny zapach oraz kwaśne zepsucia konserw owocowo warzywnych, wady serów (gorzki smak, wzdęcia), speptonizowany skrzep mleka („na słodko”) i zepsucia mleka zagęszczonego. Gatunki chorobotwórcze są przyczyną zatruć pokarmowych występujących szczególnie po spożyciu produktów białkowych i skrobiowych (deserów, sosów), uprzednio ugotowanych i pozostawionych w temperaturze pokojowej , sprzyjającej Edycja na podstawiekie łkowaniu materiałów źródłowych: zarodnik Szymon Konkol ów Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Clostridium
Rodzaj Clostridium – szeroko rozpowszechnione, naturalnym środowiskiem ich bytowania jest gleba. Do produktów żywnościowych dostają się z ziemią i kurzem. Część ich gatunków wywołuje ciężkie zatrucia pokarmowe. Inne prowadzą procesy gnilne produktów białkowych w warunkach beztlenowych, np. bombaż konserw mięsnych, nadając produktom odrażające cechy organoleptyczne. Mogą być spotykane w wadliwych (słabo ukwaszonych) kiszonkach oraz w mleku.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Rodzina Micrococcaceae
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Micrococcus
Rodzaj Micrococcus – są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie, optymalna temperatura wzrostu to 25 30 st.C. Tolerują wysoką obecność soli, stąd powodują psucie produktów konserwowanych solą, mleka pasteryzowanego, margaryny oraz żywności przechowywanej w chłodniach.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Staphylococcus
Rodzaj Staphylococcus – chorobotwórczy gatunek należący do tego rodzaju (gronkowiec złocisty) wywołuje ropnie skóry, anginy i zatrucia pokarmowe. Zapobieganie zakażeniom gronkowcowym polega na przestrzeganiu zasad higieny produkcji i temperatury obróbki termicznej, aby nie dopuścić do rozmnażania się bakterii.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Enterococcus
Rodzaj Enterococcus – są ciepło oporne, dobrze przeżywają proces zamrażania i warunki pasteryzacji stosowane w przemyśle spożywczym. Są przyczyną psucia pasteryzowanych konserw mięsnych przechowywanych w chłodniach, mleka i pasteryzowanych produktów mlecznych oraz powodują zielenienie powierzchni mięsa.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Fermentacja mlekowa
Bakterie fermentacji mlekowej – mają zasadnicze znaczenie dla przebiegu wielu procesów fermentacyjnych w przemyśle spożywczym (mleczarstwo, piekarstwo, produkcja kiszonek, gorzelnictwo rolnicze). Niekontrolowany i spontaniczny rozwój bakterii mlekowych może być jednak przyczyną psucia różnych produktów spożywczych: przetworów owocowych, napojów, mleka, mięsa i wędlin, majonezów, sałatek oraz przecieru pomidorowego.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja: Szymon Konkol
Mikr obiologia śYWNO ŚCI
Charakterystyka drobnoustrojów GRZYBY MIKROSKOPOWE Kr ólestwo: Grzyby
Podział ze wzgl ędu na rozmiar • grzyby mikroskopowe • grzyby makroskopowe
tradycyjny • dro ŜdŜe (jednokomórkowe) • grzyby strz ępkowe (nitkowate, mycelialne, ple śniowe) Podział ten jest nieprecyzyjny - ten sam gatunek, zaleŜnie od warunków, mo Ŝe rosn ąć w postaci pojedynczych komórek lub rozgał ęzionej grzybni • dro ŜdŜaki – wytwarzaj ą strz ępki, mog ą rozmna Ŝać si ę tylko wegetatywnie
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Dro żdże
Drożdże są grzybami mikroskopowymi i wraz z pleśniami stanowią pomost pomiędzy organizmami roślinnymi i zwierzęcymi. Komórki drożdży, podobnie jak pleśni, nie zawierając chlorofilu nie mogą prowadzić fotosyntezy, są więc organizmami cudzożywnymi. Wśród drożdży można wyróżnić zarówno saprofity, jak i pasożyty. Oprócz ogromnej roli pozytywnej w przemyśle spożywczym, drożdże mogą również stanowić zanieczyszczenia mikrobiologiczne. W słodzonych przetworach owocowych (dżemach, galaretach, syropach owocowych), miodach oraz na owocach kandyzowanych mogą rozwijać się drożdże oporne na podwyższone stężenia cukrów. Skutkiem niewłaściwej pasteryzacji lub wtórnego zanieczyszczenia przecierów pomidorowych, kompotów oraz soków owocowych może być rozwój drożdży fermentujących. Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Drożdże dzikie mogą być przyczyną powstawania na powierzchni mięsa i wędzonek białego nalotu. Kluczowym elementem systemu HACCP, a zarazem pierwszą zasadą jego budowy wg Codex Alimentrius jest analiza zagrożeń. Aby przystąpić do analizy zagrożeń, Zespół ds. HACCP musi najpierw przygotować listę zagrożeń (dokonać ich identyfikacji). Zagrożenia mikrobiologiczne są kluczowym elementem podlegającym analizie. Psucie kiszonek warzywnych i marynat może być wywołane przez rozwijające się na powierzchni drożdże kożuchujące. Niektóre rodzaje drożdży mogą powodować gorzknienie, puchnięcie i smak alkoholowy produktów mleczarskich.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Dro ŜdŜe Grzyby mikroskopowe Chemoorganotrofy - wykorzystuj ą zwi ązki organiczne jako źródło w ęgla i energii • saprofity - organizmy cudzo Ŝywne (heterotrofy) od Ŝywiaj ące si ę zwi ązkami organicznymi pochodz ącymi z rozk ładu martwych szcz ątk ów ro ślin i zwierz ąt • paso Ŝyty – organizmy cudzo Ŝywne wykorzystuj ące stale lub okresowo organizm Ŝywiciela jako źródło po Ŝywienia lub/i środowisko Ŝycia Metabolizm tlenowy i beztlenowy
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Klasyfikacja dro ŜdŜy
Podstawy klasyfikacji pokrewie ństwo filogenetyczne spos ób rozmna Ŝania generatywnego i wegetatywnego cechy morfologiczne kom órki cechy hodowlane tworzenie pigmentu tworzenie wegetatywnych spor, pseudogrzybni, grzybni właściwej cechy biochemiczne (wytwarzanie ureazy, zdolno ść do asymilacji i fermentacji r óŜnych źróde ł węgla i asymilacji azotan ów) budowa ściany kom órkowej (zawarto ść glukan ów, mannan ów, chityny) budowa DNA j ądrowego (zawarto ść procentowa par GC)
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Klasyfikacja dro ŜdŜy 3 klasy dro ŜdŜy (ok. 90 000 gatunk ów)
Ascomycetes Basidiomycete Deuteromycetes Rodzina: Rodzina: s Rodzina: Ascoidiaceae Filobasidiaceae Trichosporoideae Spermophtoraceae Teliosporaceae Cryptococcoideae Endomycetaceae Sirobasidiaceae Rhodotoruloideae Schizosaccharomycetace Sporobolomycetoidea ae e Saccharomycodaceae Lipomycetaceae Saccharomycetaceae
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Saccharomyces cerevisiae izolowany ze sk órek winogron
Domena : Eukarya Królestwo : Fungi Gromada : Ascomycota Podgromada : Saccharomycotina Klasa : Saccharomycetes Rz ąd: Saccharomycetales Rodzina : Saccharomycetaceae Rodzaj : Saccharomyces Gatunek : Saccharomyces cerevisiae
Metabolizm tlenowy i beztlenowy komórki kuliste lub owalne Optimum temperatury - 25 - 30°C 5 - 10 m średnicy Optimum pH - 6,5
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Morfologia kom órek dro ŜdŜy
Wielko ść : 1-8 m d ługo ści; 1-6 m szeroko ści Kszta łt: kulisty, elipsoidalny, cytrynkowaty, butelkowaty, cylindryczny, nitkowaty Wielko ść i kszta łt kom órek zale Ŝy od rodzaju dro ŜdŜy, warunk ów środowiska, stanu fizjologicznego, funkcji kom órki w populacji.
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Rozmna Ŝanie wegetatywne dro ŜdŜy
Pączkowanie • na ca łej powierzchni (wielobiegunowe) • jedno- lub dwubiegunowe (tworzenie r óŜnych ugrupowa ń) Podzia ł (wewn ątrz kom órek tworz ą si ę poprzeczne przegrody – septy) Pączkowanie i podzia ł
Podzia ł mitotyczny j ądra kom órkowego i podzia ł cytoplazmy; kom órka potomna identyczna z kom órk ą macierzyst ą, ploidalno ść populacji nie ulega zmianie
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Typowe ugrupowania dro ŜdŜy
A – Saccharomyces cerevisiae , B – S. bayanus , C – S. ellipsoideus , D – Kloeckera apiculata , E – Candida vini , F – S. ludwigii , G – Schizosaccharomyces pombe
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Rozmna Ŝanie wegetatywne dro ŜdŜy Tworzenie grzybni i pseudogrzybni Grzybnia (mycelium) wyd łuŜone, nitkowate struktury, cz ęsto rozga łęziaj ące si ę, z łoŜone z kom órek posiadaj ących poprzeczne przegrody Pseudogrzybnia (pseudomycelium) – wyd łuŜone, nitkowate struktury, cz ęsto rozga łęziaj ące si ę, z łoŜone wy łącznie z kom órek pączkuj ących lub pojedyncza, nitkowata kom órka, mog ąca rozga łęzia ć si ę, nie posiadaj ąca przegr ód poprzecznych
A – pseudogrzybnia, B i C - grzybnia
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Rozmna Ŝanie wegetatywne dro ŜdŜy Tworzenie wegetatywnych form przetrwalnych
A – blastospory B – balistospory C – artrospory D - chlamydospory
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Rozmna Ŝanie generatywne dro ŜdŜy Ascomycetes i Basidiomycetes Podzia ł mejotyczny jądra kom órkowego Pokolenie haploidalne i diploidalne (jednocze śnie lub kolejno po sobie) Kom órki haploidalne o r óŜnych typach koniugacyjnych (MATa i MAT α), mog ą si ę łączy ć w diploidaln ą zygot ę • MATa i MAT α – wysoka cz ęstotliwo ść koniugacji • MAT α i MAT α – niska cz ęstotliwo ść koniugacji • MATa i MATa – brak zdolno ści do koniugacji Diploidalne homozygoty a/a i α/α mog ą koniugowa ć ze sob ą z tak ą sam ą cz ęstotliwo ści ą jak haploidy
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Sporulacja mejoza → podzia ł cytoplazmy → utworzenie ściany kom órkowej wok ół ka Ŝdej z 4 spor Czynniki wp ływaj ące na aktywno ść sporulacyjn ą dro ŜdŜy: wiek kultury dro ŜdŜy temperatura hodowli pH po Ŝywki natlenianie sk ład po Ŝywki • przed sporulacj ą hodowla w po Ŝywce pe łnej • sporulacja w po Ŝywce nie zawieraj ącej sacharyd ów, z dodatkiem octanu sodu lub potasu
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Formy spor i work ów dro ŜdŜy Ascomycetes Kszta łty spor s ą typowe dla rodzaju dro ŜdŜy
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Cechy hodowlane dro ŜdŜy Wi ększo ść dro ŜdŜy jest typowymi mezofilami, temperatura optymalna wzrostu waha si ę w granicach 25 – 30 oC • gatunki psychrofilne (2-7 °C) Candida psychrophila • gatunki termofilne (do 44 °C) Saccharomyces telluris Optymalne pH wzrostu – lekko kwa śne; zakres pH 3,0 – 7,5 Typy wzrostu dro ŜdŜy w po Ŝywce p łynnej • zm ętnienie i sedymentacja • wysepki na powierzchni • błonka wspinaj ąca si ę na ścianki • pier ście ń na powierzchni • ko Ŝuch na powierzchni
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Cechy hodowlane dro ŜdŜy typy powierzchni kolonii na pod łoŜu sta łym (S, R)
A – gładka, B – gładka z wzniesieniem na środku, C – gładka z kraterem na środku, D - płaska gładka, E – pomarszczona, F – płaska pomarszczona, G – pomarszczona z pseudomycelium wrastaj ącym w po Ŝywk ę Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Cechy hodowlane dro ŜdŜy wymagania pokarmowe Zawarto ść wody – co najmniej 30% • dro ŜdŜe osmofilne – do 60% sacharyd ów Organiczne źródła w ęgla • monosacharydy (glukoza, fruktoza, mannoza) • disacharydy (sacharoza, rzadziej laktoza) • trisacharydy (rafinoza) • polisacharydy (skrobia, pektyna) • alkohole (etanol, metanol, etanodiol, glicerol) • niekt óre kwasy organiczne • niekonwencjonalne źródła w ęgla (n-alkany, celuloza, lignina)
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Cechy hodowlane dro ŜdŜy wymagania pokarmowe
Źródła azotu • zwi ązki organiczne - - • fosforan amonu, jony NO 3 , NO 2 Źródła fosforu • fosforany potasu Źródła wapnia i magnezu • woda wodoci ągowa Witaminy (kwas pantotenowy, biotyna, tiamina, pirydoksyna, niacyna)
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Przemys łowe zastosowanie dro ŜdŜy Tradycyjne biotechnologie • produkcja wina • prdukcja piwa • produkcja spirytusu • produkcja kefir ów • produkcja pieczywa i ciast Nowoczesne biotechnologie • produkcja antygen ów szczepionkowych • produkcja enzym ów • produkcja przeciwcia ł monoklonalnych • produkcja bioetanolu ???
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Pleśnie
Pleśnie (grzyby strzępkowe) to organizmy wielokomórkowe, cudzożywne, należące do gromady tzw. grzybów właściwych (Eumycota). Zaliczane są do plechowców, tj. roślin, których ciało nie jest zróżnicowane na korzeń, łodygę i liście. Brak zdolności syntezy chlorofilu czyni je zależnymi od substancji organicznej (żywej lub martwej). Negatywna działalność wynika ze strat na skutek rozwoju pleśni na surowcach spożywczych oraz żywności nieprawidłowo przechowywanej. Pleśnie powodują rozkład białek, tłuszczów oraz innych składników, obniżając wartość odżywczą żywności. Wielkie szkody czynią pleśnie rozwijając się na drewnie w różnego rodzaju konstrukcjach budowlanych, na papierze, skórach, tekstyliach i wielu innych materiałach technicznych. Z higienicznego punktu widzenia pleśnie zanieczyszczają otoczenie człowieka, często bowiem stanowią czynnik wywołujący alergie, a ich toksyczne metabolity (mikotoksyny) zostały zakwalifikowane do szeregu najgroźniejszych związków rakotwórczych. Mikotoksyny (m.in. aflatoksyna, ochratoksyna A, patulina) zaliczane są już do zagrożeń chemicznych w analizie zagrożeń HACCP. Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Grzyby strz ępkowe (ple śnie) Grzyby wielokom órkowe Chemoorganotrofy • saprofity • paso Ŝyty Metabolizm tlenowy Zazwyczaj mezofile, optymalna temperatura 20-35 °C • wyst ępuj ą te Ŝ ple śnie psychrofilne, psychrotrofowe i termofilne, zakres temperatury -10- +55 °C Optymalne pH 3,0-5,5, zakres 1,5-10 Minimalna zawarto ść wody w po Ŝywce 11-14%
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Klasyfikacja grzyb ów strz ępkowych Podstawy klasyfikacji cechy morfologiczne grzybni wegetatywnej cechy morfologiczne konidiofor ów cechy morgologiczne zarodnik ów spos ób rozmna Ŝania 5 klas grzyb ów strz ępkowych Mastigomycetes Zygomycetes Ascomycetes Deuteromycetes Basidiomycetes
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Morfologia i fizjologia grzyb ów strz ępkowych Strz ępki grzybni mog ą posiada ć lub nie posiada ć ścian poprzecznych (kom órczak) • kom órczak jest wieloj ądrzasty • strz ępki podzielone septami mog ą by ć 1, 2 lub wieloj ądrzaste • septy mog ą by ć pe łne lub perforowane Ściana kom órkowa zbudowana z chityny, glukanu, lipid ów i bia łek Wzrost na d ługo ść – za pomoc ą cz ęś ci szczytowych strz ępek
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Rodzaje strz ępek ple śni
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Rozmna Ŝanie grzyb ów strz ępkowych
Rozmna Ŝanie bezp łciowe • za po średnictwem zarodnik ów tworzonych na grzybni powietrznej (na konidioforach) • za pomoc ą zarodnik ów tworzonych w zarodniach na strz ępkach powietrznych (w sporangioforach) Rozmna Ŝanie p łciowe • za pomoc ą gamet
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Morfologia grzyb ów strz ępkowych
A, B – konidiofory Aspergillus i Penicillium C – tworzenie artrospor poprzez fragmentacj ę strz ępek Geotrichum G - sporangiofory Rhizopus Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Przemys łowe zastosowanie grzyb ów strz ępkowych Produkcja antybiotyk ów • penicylina ( Penicillium notatum, Penicillium chrysogenum ) • cyklosporyna A ( Trichoderma polysporum ) Produkcja enzym ów • α-amylaza, glukoamylaza, pektynaza, celulazy, proteazy, lipazy, katalaza (Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Trichoderma) Produkcja kwas ów organicznych • kwas cytrynowy ( Aspergillus niger) • kwas itakonowy (Aspergillus itaconicus, Aspergillus terreus) • kwas mlekowy ( Rhizopus oryzae ) Produkcja stymulator ów wzrostu ro ślin • gibereliny ( Giberella fujikuroi )
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol Przemys łowe zastosowanie grzyb ów strz ępkowych
Produkcja lipid ów • kwas γ-linoleinowy (Mucor favanieus , Mucor rouxii ) Produkcja chityny i chitozanu (Aspergillus giganteus, Phycomyces blakesleanus ) Produkcja ser ów ple śniowych (Penicillium roqueforti , P. camemberti, P. candidum, P. glaucum)
Grzyby strz ępkowe zanieczyszczaj ą źle produkowane i przechowywane produkty spo Ŝywcze, s ą czynnikami wywo łuj ącymi alergie, a produkowane przez nie mikotoksyny zosta ły zakwalifikowane do grupy najgro źniejszych zwi ązk ów rakotw órczych
Edycja na podstawie materiałów źródłowych: Szymon Konkol