Микроорганизмы – это живые существа, не образующие хлорофилл, одни из которых принадлежат к растительному миру, другие – к животному. Большинство микроорганизмов – одноклеточные существа, видимые только с помощью микроскопа; лишь некоторые из них, например плесневые грибы и нитчатые бактерии, являются многоклеточными организмами, достигающими иногда таких размеров, что бывают видимы даже невооруженным глазом. Вирусы не имеют клеточной структуры.

Микроскопические грибы и дрожжи отнесены к низшим растениям, протозоа – к одноклеточным животным организмам. Предполагают, что различные группы бактерий имеют разное происхождение, поэтому бактерии выделены в самостоятельную группу простейших существ как связующее звено между растительным и животным миром.

БАКТЕРИИ

По внешнему виду различают три основные формы бактерий: шаровидную (кокки), палочковидную (цилиндрические) и извитую (рис. 2.).

Размеры бактерий могут колебаться в зависимости от условий обитания и влияния внешней среды от 0,5-2,0 мкм (кокковидные) до 3-20 мкм (извитые).

Бактерии в форме длинных палочек или нитей с боковыми выростами объединены в группу микобактерий. Бактерии, имеющие форму нити, называют нитчатыми. Группа слизистых бактерий, отличающихся от настоящих бактерий сложностью строения, циклами развития и способностью к образованию слизи, известна под названием миксобактерий.

Бактериальная клетка состоит из оболочки, цитоплазмы, ядерного вещества.

Рис. 2. Основные формы бактерий:
а – шаровидные: 1 – микрококки; 2 – стрептококки; 3 – диплококки и тетракокки. 4 – стафилококки;
б – палочковидные: 5 – палочки без спор; 6 – палочки со спорами:
в – извитые: 7 – вибрионы; 8 – спириллы

Оболочка бактерий

Представлена тремя слоями: внешним капсульным, клеточной стенкой и цитоплазматической мембраной. Она имеет мельчайшие поры, полупроницаема, через нее происходит обмен веществ с внешней средой, она обладает значительной прочностью, эластичностью, благодаря чему создается плотный каркас микробной клетки, придающий ей постоянную форму и предохраняющий от неблагоприятных внешних воздействий.

Цитоплазма

Представляет собой коллоидную систему из белков, воды, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот, РНК, минеральных веществ и др. Цитоплазма окружена тонкой цитоплазматической мембраной, состоящей из липопротеиновых и рибонуклеиновых компонентов. Мембрана осуществляет синтез клеточной стенки, протеина и рибонуклеиновой кислоты, с ней связаны ферментные системы.

В цитоплазме находятся клеточные структуры (рибосомы, митохондрии, лизосомы, нуклеотид), в которых осуществляются все функции, присущие живому организму.

Ядерное вещество бактериальной клетки

Представлено дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК), которая определяет свойства клетки, передаваемые по наследству.

Некоторые виды бактерий образуют споры и капсулы. Капсула предохраняет бактерии от неблагоприятных факторов окружающей среды. Внутри некоторых палочковидных бактерий образуются округлые тельца – споры, чрезвычайно устойчивые к воздействию неблагоприятных факторов (высушивание, действие высоких и низких температур, химических веществ и др.) и способные сохраняться годами. При благоприятных условиях (наличие влаги, питательных веществ, оптимальной температуры) спора прорастает и превращается в вегетативную клетку.

Многие виды бактерий могут передвигаться с помощью жгутиков – тонких длинных нитей белковой природы, в несколько раз превышающих длину микробной клетки. Микробы, не имеющие жгутиков и не являющиеся извитыми, неподвижны.

ГРИБЫ

Это низшие растительные организмы, которые размножаются вегетативным путем и посредством спор, имеют вегетативное тело в виде мицелия и в отличие от растений не содержат хлорофилл. Наиболее широко в природе распространены плесневые грибы и дрожжи. Отдельные виды плесеней и дрожжей используют в пищевой промышленности для технологических целей; некоторые из грибов вызывают порчу продуктов и являются возбудителями заболеваний (микозов) человека и животных.

Плесневые грибы

Это неподвижные бесхлорофилловые организмы, видимые невооруженным глазом. Они имеют более сложное строение, чем бактерии (рис. 3).

Рис. 3. Плесневые грибы:
1 – кистевидная плесень (пенициллиум); 2 – леечная плесень (аспергиллюс);
3 – головчатая плесень (мукор); 4 – гроздевидная плесень (кдадоспорнум); 5–шоколадная плесен

Плесневый гриб состоит из длинных ветвящихся нитей (гиф), образующих тело гриба (мицелий). Гифы могут быть одноклеточными и многоклеточными (септированными), т.е. с наличием поперечных перегородок. Каждая клетка гифы имеет оболочку, цитоплазму с развитой системой мембран, митохондрии – дыхательный аппарат клетки и несколько отдельных ядер. В природе плесневые грибы встречаются в виде нежного пушистого налета разного цвета.

К одноклеточным (низшим) плесневым грибам относятся нитевидные грибы родов мукор, тамнидиум, ризопус, оомицеты и др. Некоторые виды мукоровых грибов используют в пищевой промышленности для приготовления органических кислот и спирта. Многие виды этих грибов вызывают порчу пищевых продуктов (картофеля, винограда, капусты), вызывают у людей и животных поражение кожи, глаз, легких и др.

К многоклеточным (высшим) плесневым грибам относятся пенициллиум, аспергиллюс, кладоспориум и др. Некоторые многоклеточные плесневые грибы продуцируют антибиотики – пенициллин, аспергиллин и др., поэтому применяются для приготовления ферментных препаратов, лимонной кислоты, медикаментов.

Плодовые тела некоторых грибов являются съедобными (шампиньон, белый гриб, подосиновик, груздь и др.) и используются в народном хозяйстве.

В то же время плесневые грибы наносят огромный ущерб, поражая практически все пищевые продукты. Они являются главными возбудителями порчи злаковых культур, плодов, овощей, вызывают порчу мясных и молочных продуктов.

Некоторые плесневые грибы образуют в процессе жизнедеятельности ядовитые вещества – афлатоксины, вызывающие необратимые изменения при попадании в организм человека.

Дрожжи

Это неподвижные одноклеточные организмы округлой, овальной или палочковидной формы. Дрожжевая клетка имеет оболочку, цитоплазматическую мембрану, цитоплазму с включениями, ядро округлой или овальной формы. Дрожжи классифицируют по способу размножения (почкование, деление, спорообразование) и способности сбраживать углеводы.

В природе встречаются дрожжи спорообразующие и неспорообразующие. У спорообразующих истинных дрожжей (сахаромицетов) клетка представляет собой сумку со спорами (рис. 4.).Ложные дрожжи, не образующие спор, включены в класс несовершенных грибов (кандида, торулопсис, микодерма).

Рис. 4. Дрожжи

В пищевой промышленности дрожжи используют для производства хлеба, пива, вина, кефира, кумыса и др., а также для получения некоторых ферментов, витаминов группы В, никотиновой кислоты, лекарственных препаратов, для синтеза белков в животноводстве.

Однако отдельные виды дрожжей могут вызывать нежелательные брожения пищевых продуктов (варенья, Творога, сметаны), быть причиной порчи вина, пива, соков, квашеных и маринованных продуктов, а также молочных и мясных продуктов. Некоторые дрожжи вызывают «меловую болезнь» хлеба (на пораженном хлебе видны скопления клеток дрожжей в виде белых сухих пятен, напоминающих мел). Дрожжеподобные организмы вызывают заболевания человека с поражением глаз, ногтей, сухожилий, суставов, слизистой оболочки рта, дыхательных путей, пищеварительного тракта и др.

Актиномицеты (лучистые грибы)

Они занимают промежуточное положение между плесневыми грибами и бактериями. Их тело состоит из довольно длинных ветвящихся тонких одноклеточных нитей – гиф. Лучистыми грибами их называют за характерный рост на питательной среде: колония имеет плотную центральную часть и расходящиеся к периферии нити наподобие лучей, некоторое виды растут, как бактерии.

Отдельные виды актиномицетов используют для получения таких антибиотиков, как стрептомицин, террамицин, биомицин, неомицин и др. Некоторые актиномицеты вызывают порчу пищевых продуктов. Имеются и патогенные, вызывающие заболевание актиномикоз, сопровождающееся разрушением мягких тканей и костей.

Вирусы

Это мельчайшие микроорганизмы, видимые только в электронный микроскоп. По форме вирусы подразделяются на палочковидные, сферические, кубовидные, булавовидные и др. Вирусная частица (вирион) состоит из белка и нуклеиновой кислоты Размножаются они путем удвоения вирусной частицы, являются строгими внутриклеточными паразитами, не культивируются на искусственных средах, не имеют клеточного строения, чувствительны к антибиотикам. Многие вирусы способны вызывать заболевания человека, животных и растений.