ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

НА МИКРООРГАНИЗМЫ

Развитие и жизнедеятельность микроорганизмов, как и других живых существ, находятся в тесной зависимости от среды их обитания.

Происходящие в окружающей среде изменения так или иначе отражаются на микроорганизмах. Они могут способствовать развитию микробов, подавлять их развитие и даже привести к гибели. Может произойти изменение свойств микроорганизмов и направленность вызываемых ими биохимических процессов. Развитие микроорганизмов в свою очередь изменяет среду: в нее выделяются продукты их жизнедеятельности, из нее микроорганизмы берут необходимые для жизни вещества.

Зависимость развития микроорганизмов от условий среды можно определять путем измерения прироста живой массы – биомассы – в культуре за определенный промежуток времени.

Прирост биомассы плесневых грибов чаще определяют взвешиванием. отмытой от субстрата и отжатой сырой грибницы или грибницы, высушенной до постоянной массы. Интенсивность развития гриба оценивают и по увеличению размера его колонии, растущей на плотной питательной среде.

Прирост биомассы бактерий и дрожжей определяется обычно путем подсчета клеток (в см³ или в г субстрата), образующихся в результате размножения микроорганизмов за определенное время.

Если не добавлять питательные вещества и не удалять конечные продукты обмена, то при попадании (или посеве) бактерий на питательный субстрат развитие их во времени подчиняется известной закономерности. Отмечается несколько сменяющих друг друга в определенной последовательности стадий (фаз) развития (рис. 22), в течение которых изменяются скорость размножения, морфологические, физиологические и биохимические свойства бактерий.

В начальной стадии (рис. 22, участок кривой а) – фазе задержки роста (лагфаза¹) – бактерии, попав в новую среду, некоторое время не размножаются, как бы приспосабливаясь к ней. Клетки увеличиваются -в размере, в них возрастает содержание белка и РНК.

¹От англ. lag – отставание, запаздывание.

По мере приспособления бактерии начинают размножаться со всевозрастающей скоростью. Затем в течение определенного периода размножение идет с максимальной и характерной для каждого вида и данной среды постоянной скоростью. Этот период (рис. 22, участок кривой б) называется л о -гарифм и ческой или экспоненциальной фазой роста. Большинство клеток молодые, активные; в среде накапливается большое количество продуктов их жизнедеятельности. Показателем скорости размножения бактерий в этой стадии развития принята продолжительность генерации (g), т. е. время, за которое число клеток удваивается. Время генерации является величиной, характерной для данного вида и конкретных условий; оно может быть выражено уравнением:

где В – начальное количество бактерий в единице объема (массы) субстрата;

b – число бактерий через время t.

К концу логарифмической фазы число клеток достигает максимума и наступает максимальная стационарная фаза развития (рис. 22, участок кривой в), когда в течение некоторого времени число живых клеток остается более или менее постоянным. Число образующихся новых клеток соответствует примерно числу отмерших.

Наконец наступает фаза отмирания (рис. 22, участок кривой г), когда все большее число клеток теряет жизнеспособность и погибает. Это наступает вследствие истощения питательной среды и накопления в ней продуктов метаболизма бактерий.

Длительность отдельных фаз развития может значительно колебаться у разных бактерий и у бактерий одного и того же вида в зависимости от условий их роста.

Изучение влияния условий среды на микроорганизмы дает возможность выявить условия, ограничивающие или исключающие рост возбудителей порчи и отравлений на продуктах питания.

Регулируя условия существования, можно управлять развитием, подавлять или, наоборот, интенсифицировать биохимическую деятельность микроорганизмов.

Факторы или условия внешней среды, влияющие на развитие микробов, могут быть подразделены на четыре основные группы: физико-химические, физические, химические и биологические.