Развитие и жизнедеятельность микроорганизмов находятся в пря­мой зависимости от условий внешней среды: чем благоприятнее усло­вия, тем быстрее развиваются микроорганизмы (рис. 1.14). Регулируя условия существования микроорганизмов, можно управлять их жизне­деятельностью и даже подвергать их селекции.

Среди физических факторов главным является высушивание. Известно, что вода является основным компонентом клетки, поэтому потеря воды приводит клетку к обезвоживанию и гибели. Наиболее устойчивыми являются споры бацилл, в которых вода находится в свя­занном состоянии. Минимальная влажность, при которой возможно развитие бактерий, 25-30%. Плесневые грибы менее требовательны к влажности и могут развиваться при 10-15% влажности, например аспергиллы, хотя и медленно.

Высушивая продукт, предохраняют его от микробиальной порчи. Метод лиофильной сушки (вакуум при низкой температуре) широко используется с целью сохранения культур, высушивания живых вак­цин.

Метод нагревания выше температурного максимума также дает положительные результаты, поскольку каждый вид микроорганизмов может существовать в определенном температурном диапазоне. Раз­личают три группы по приспособленности к температурному режиму (табл. 1.2).

Видная роль в изучении групп микроорганизмов принадлежит А. А. Имшенецкому, Е. Н. Мишустину, Б. Л. Исаченко и др. Эти ученые не ограничились разработкой только теоретической стороны проблемы явления термофилии, и их исследования имели важное практическое значение.

Таблица 1.2
Температурные диапазоны микроорганизмов

Наиболее обширная и имеющая значение в пищевой промышлен­ности группа мвзофилы. Основные способы применения высоких температур - стерилизация и пастеризация. Замораживание приводит к замедлению жизненных процессов микробов, однако не убивает их. Прямое действие солнечного света губительно для большинства микро­организмов благодаря ультрафиолетовому излучению.

Рентгеновские и гамма-лучи действуют на микроорганизмы, ми­нусом является их малая активность, поэтому необходимо применять очень высокие дозы. Механические воздействия, ультразвук способ­ствуют разрушению бактерий.

Изменяя реакцию среды, можно добиться изменения состава микрофлоры продукта, изменения микробиологических процессов. Так в кислой среде не развиваются гнилостные микроорганизмы, зато дрожжи увеличивают выход этилового спирта. Эти примеры указывают на важное практическое значение при соответствующем использовании достижений науки.

Повышение концентрации веществ в окружающей среде приво­дит к обезвоживанию клетки, наступает плазмолиз клетки. Особенно парализующее действие оказывает поваренная соль. Концентрация 1-3% тормозит размножение многих организмов, а при 20-25% оно почти полностью прекращается. Плесневые грибы лучше переносят засоление среды.

Внесение некоторых химических веществ, называемых антисеп­тическими, в небольших концентрациях приводит к угнетению дея­тельности микробов. Это соляная, серная кислоты, едкий натр, хлор, ром, йод, фенол и некоторые другие. На мясоперерабатывающих пред­приятиях чаще всего используют хлорную воду 1 2%. Перспективной группой дезинфицирующих веществ являются поверхностно-активные вещества, относящиеся к четвертичным соединениям и амфолитам, об­ладающие бактерицидными, моющими свойствами и низкой токсично­стью (ниртан, амфолан и др.).

Еще И. И. Мечников заметил, что одни микробы способны угне­тать другие за счет выделения специфических веществ, тормозящих развитие антагонистов и приводящих их к гибели. Эти вещества на­зывают антибиотиками. В настоящее время их выделено достаточно большое количество, изучено и промышленное производство постав­лено на широкую ногу. Отрицательной стороной использования анти­биотиков является привыкание к ним и развитие толерантности.

Для борьбы с возбудителями некоторых заболеваний использу­ются бактериофаги вирусы, паразитирующие на бактериях. Хотя бактериофаги открыли почти 100 лет назад, однако они незаслуженно отодвинуты и редко применяются. По-настоящему применяют их толь­ко в Грузии, где подбором фагов, специфичных для каждого микроба, занимается институт. В России в больницах до сих пор применяют бак­териофаги, но не занимаются их подбором. Между тем и бактерии, и фа­ги постоянно изменяются под влиянием различных условий. В этом и состоит неудобство применения фагов, хотя некоторое время назад фаги широко использовались в отечественной медицине и ветеринарии.

В науке постоянно открываются все новые свойства микроорга­низмов, история их возникновения и этапы эволюции.

Температура. Все микробы имеют максимальную, оптимальную и минимальную температуру своего развития. Оптимальная темпера­тура для большинства микробов 25-35 °С. Поэтому продукты в этих условиях быстро портятся.

Минимальный температурный предел от -6 до -20 °С. Но при та­кой температуре микробы не гибнут, а лишь замедляют свое развитие. Поэтому размороженные пищевые продукты необходимо подвергать тепловой обработке.

Максимальная температура (45-50 °С) также приостанавливает размножение микробов. Дальнейшее повышение ведет к гибели.

Влажность. Повышенная влажность увеличивает количество рас­творимых питательных веществ, следовательно, способствует питанию и развитию микробов. Поэтому пищевые продукты, содержащие боль­шое количество влаги (молоко, мясо, рыба, овощи, плоды), быстро пор­тятся. Надежным способом сохранения продуктов от порчи является их сушка.

Свет. Прямой солнечный луч губит микробы, в том числе и болез­нетворные. Губительны ультрафиолетовые лучи солнца и специальных ламп БУ В, используемых для дезинфекции воды, воздуха.

Химические вещества. Многие химические соединения губительно действуют на микробы и используются для их уничтожения. Так, хлор­ную известь применяют для дезинфекции рук.

Биологические факторы. Микробы в процессе жизнедеятельно­сти могут влиять друг на друга, способствуя развитию или угнетению. Многие бактерии, плесневелые грибы выделяют в окружающую среду вещества - антибиотики, губительно действующие на развитие других микробов. Другими веществами, близкими к антибиотикам по харак­теру действия на микробы, являются фитонциды. Это вещества, выде­ляемые многими растениями (луком, чесноком, хреном, цитрусовыми), убивают болезнетворные микробы.