Общие сведения о микроорганизмах. Название «микробиология» происходит от трех греческих слов: mikros — малый, bios — жизнь и logos — учение. Микробиология — это одна из биологических наук, изучающая микроорганизмы, их морфологию, систематику, генетику, физиологию, распространение в природе.
Микроорганизмы, или микробы, — это мельчайшие живые организмы, которые находятся вокруг нас: в воздухе, воде, почве, продуктах. Микроорганизмы нельзя увидеть невооруженным глазом. К микроорганизмам относятся бактерии, дрожжи, микроскопические мицелиальные грибы, вирусы и другие. Они способны существовать в различных условиях. Основная часть микроорганизмов — одноклеточные, но имеются и многоклеточные.
Человечество давно научилось использовать микробиологические процессы в практической деятельности. Многие микробиологические процессы применяются в пищевой промышленности. Например, в основе технологического приготовления хлеба лежат биохимические процессы спиртового и молочнокислого брожений, возбудителями которых являются дрожжи и молочнокислые бактерии. Эти микроорганизмы обусловливают необходимую степень разрыхления и кислотность полуфабрикатов, вкус и аромат хлеба, способствуют улучшению качества изделий, повышению их пищевой ценности.
Предприятия медицинской и микробиологической промышленности, используя микроорганизмы, выпускают десятки наименований лекарственных веществ, сотни тонн ферментных препаратов, кормовых аминокислот, средств защиты растений, антибиотиков, сотни тысяч тонн кормового белка и других препаратов.
Наряду с полезными микроорганизмами существуют вредные, вызывающие нежелательные процессы. Такие микроорганизмы вызывают порчу пищевых продуктов и могут стать причиной пищевых отравлений и пищевых инфекций. Заражение происходит вследствие несоблюдения санитарных правил и правил личной гигиены. Причина пищевых инфекций, таких, как брюшной тиф, холера, туберкулез, дизентерия и др., — попадание в организм человека пищи и воды, зараженных возбудителями этих болезней. Некоторые патогенные микроорганизмы вырабатывают ядовитые вещества — токсины, которые вызывают пищевые отравления, например, ботулизм.
История развития микробиологии. Начало развития микробиологии относится к концу XVII века, когда голландец Антоний ван Левенгук (1632-1723) с помощью простейшего микроскопа увидел микроорганизмы. А. Левенгук описал большое количество бактерий, которые развивались в мясе, дождевой воде, находившейся долгое время на воздухе, в различных настоях; он описал и дрожжи. Открытия А. Левенгука дали большой материал для изучения новых микроорганизмов.
Основоположником современной микробиологии считают французского ученого Луи Пастера (1822-1895), который открыл природу брожения, опроверг теорию самозарождения микроорганизмов. Он доказал, что порчу пищевых продуктов вызывают отдельные виды микроорганизмов. Л. Пастер изучил происхождение многих инфекционных заболеваний и разработал метод профилактических прививок (вакцинацию) против куриной холеры, сибирской язвы, бешенства, обосновал методы асептики и антисептики.
Крупнейший творческий вклад в развитие микробиологии внесли русские и советские ученые: И. И. Мечников (1845-1916), микробиолог и эпидемиолог Н. Ф. Гамалея (1859-1949), основоположник вирусологии Д. И. Ивановский (1864-1920), микробиолог С. Н. Виноградский (1856-1953), В. Л. Омелянский (1867-1928), биохимик и микробиолог С. П. Костычев (1877-1931), В. С. Буткевич (1872-1942), Я. Я. Никитинский (1878-1941) и др.
Разделы микробиологии и основные методы исследования микроорганизмов. Дальнейшее развитие микробиологии как науки привело к выделению ряда самостоятельных разделов — общей, технической, медицинской, сельскохозяйственной, водной и санитарной микробиологии.
Общая микробиология изучает внешний вид и строение микробов, их жизнедеятельность, роль в круговороте веществ в природе. Техническая микробиология изучает микроорганизмы, которые применяются для получения ценных продуктов: антибиотиков, витаминов, ферментов, органических кислот и др. Составной частью технической микробиологии является микробиология хлебопекарного производства и мучных кондитерских изделий. Медицинская микробиология изучает микроорганизмы, вызывающие различные заболевания, методы лечения и предупреждения этих заболеваний. Сельскохозяйственная микробиология изучает жизнедеятельность микроорганизмов, способствующих повышению плодородия почвы. Водная микробиология занимается изучением микроорганизмов, населяющих водоемы, методов очистки вод и др. Санитарная микробиология разрабатывает различные оздоровительные мероприятия, предупреждающие заболевания человека.
Основным методом исследования в микробиологии является метод чистых культур, так как только в этом случае можно судить о внешнем виде, внутреннем строении и жизнедеятельности данного вида микроорганизма. Чистой культурой называют микроорганизмы, выращенные в лаборатории на питательных средах из одной клетки и не содержащие других микроорганизмов. Выделение чистых культур заключается в том, что посевной материал наносят на поверхность плотной питательной среды. При размножении микроорганизмы образуют изолированные колонии — видимые глазом скопления. Каждый вид микроорганизма образует колонии определенного вида. Затем микробы из определенной колонии пересевают на жидкую питательную среду и через определенное время получают чистую культуру.
Так как в хлебопечении и производстве мучных кондитерских изделий сырье не стерилизуют, получение и использование чистых культур имеют важное значение, поскольку они обеспечивают нормальное брожение полуфабрикатов и выпуск готовых изделий стандартного качества. Кроме того, тесто готовят в нестерильных условиях, и в полуфабрикатах кроме полезных микроорганизмов развиваются также и вредные. Для контроля микробиологического состояния производства хлебобулочных и мучных кондитерских изделий на предприятиях созданы микробиологические лаборатории, которые занимаются поддерживанием и возобновлением заквасок и чистых культур и микробиологическим контролем питательных сред, полуфабрикатов и готовой продукции.
Технически чистыми называют культуры с незначительной примесью других видов микроорганизмов. В хлебопекарной промышленности к чистым культурам относятся прессованные и сушеные дрожжи. Смешанными называют культуры, состоящие из клеток микроорганизмов двух и более видов (например, микроорганизмы заквасок и теста, содержащие дрожжи и молочнокислые бактерии).
