Научно-образовательный комплекс по кредитной технологии обучения Методические указания (стр. 1 из 6)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ИННОВАЦИОННЫЙ ЕВРАЗИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Научно-образовательный комплекс

по кредитной технологии обучения

Методические указания

к практическим работам

по дисциплине Основы холодильной обработки биосистем

для студентов 3 курса специальности

050732 «Стандартизация, метрология и сертификация»

050727 «Технология продовольственных продуктов»

050701 «Биотехнология»

ПАВЛОДАР 2008 год

УТВЕРЖДЕНО

Директор Инженерной Академии

Док. вет. наук, проф. _________ Е.Б. Никитин

«___» _______________ 2008 г.

Автор: преподаватель _____________ Т.Н. Дубровина

Кафедра «Прикладная биотехнология»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ

по дисциплине Основы холодильной обработки биосистем

для студентов специальности 050732 «Стандартизация, метрология и сертификация»

050727 «Технология продовольственных продуктов» и

050701 «Биотехнология»

для очной формы обучения

на базе среднего образования

Разработана на основании рабочей учебной программы 2008 года для специальностей 050732 «Стандартизация, метрология и сертификация», 050727 «Технология продовольственных продуктов», 050701 «Биотехнология».

Рассмотрена на заседании кафедры «Прикладная биотехнология»

Протокол № ____ от _________200 г.

Зам. зав. кафедрой «Прикладная биотехнология» ________ М.С. Омаров

Утверждена на заседании научно-методического совета Инженерной Академии и рекомендована к изданию

Протокол № ____ от __________200 г.

Председатель НМС Инженерной Академии

Канд. техн. наук, проф. ______________ Е.К. Ордабаев

Согласовано:

Начальник ИМО

к.п.н., проф. ________________ Н.М. Ушакова

сдано в медиатеку __________________

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

Практическая работа № 1 5

Практическая работа № 2 7

Практическая работа № 3 8

Практическая работа № 4 10

Практическая работа № 5 13

Практическая работа № 6 15

Практическая работа № 7 17

Рекомендуемая литература 21

ВВЕДЕНИЕ

Учебный курс «Основы холодильной обработки биосистем» является дисциплиной которая возникла на стыке технических (физика, теплотехника) и естественных (химия, биология, физиология) дисциплин, теоретические исследования и практические результаты которой широко применяются в различных областях деятельности человека.

Для курса характерна органическая связь излагаемых специальных вопросов с отдельными разделами фундаментальных наук, как-то: адаптация и устойчивость организмов и клеток к низким температурам, анабиоз в сохранении жизнедеятельности организмов, роль мембран, теория сокращения мышечных волокон, теория цепных реакций при изменении липидов, теория тканевого дыхания, теория свободной и связанной воды, строение и свойства белковых молекул, углеводы и их изменения в природных условиях, квалиметрия при оценке качества пищевых продуктов, теория теплопроводности и ее применение при оценке тепловых процессов.

Курс «Основы холодильной обработки биосистем» состоит из теоретического и фактического материала.

Фактический материал систематизирован по функциональному признаку.

В основе общетеоретических вопросов лежат знания законов термодинамики, физических принципов получения низких температур.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1.

Тема: ВЛИЯНИЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР НА РОСТ И РАЗМНОЖЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ: КЛАССИФИКАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К ТЕМПЕРАТУРНЫМ УСЛОВИЯМ, ФАЗЫ ЖИЗНИ МИКРООРГАНИЗМОВ, ДЕЙСТВИЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР.

Цель: Изучить влияние низких температур на рост и размножение микроорганизмов.

Методическое обеспечение: Методические указания по выполнению практических работ.

Различают три группы микроорганизмов по отношению к температурным условиям: термофилы, мезофилы и психрофилы.

Термофилы — микроорганизмы, развивающиеся при температурах 20 — 80°С, оптимально 50 —75°С; мезофилы живут при 10 – 57 °С, психрофилы способны расти при относительно низких температурах — от +10 до -10 °С.

Различают факультативные психрофилы, условия жизни которых приближаются к режиму мезофилов, и облигатные, т.е. строгие психрофилы, способные размножаться только при низких температурах.

Психрофильные бактерии активно размножаются на продуктах с небольшой кислотностью — мясе, рыбе, некислых молочных и овощных продуктах при -5... -8 °С. Большинство плесеней — психрофильные, они довольно активно развиваются на замороженных продуктах. Плесени, так же как и дрожжи, размножаются главным образом на кислых продуктах. Являясь аэробами, плесени растут вплоть до температуры -2...-3 °С, при более низкой температуре их размножение прекращается. Но отдельные виды плесеней прекращают размножение лишь при -8...-10°С.

Рост и размножение могут происходить при разных температурах. Так, размножение бактерий Е. coli прекращается при 7,3 °С, в то время как их рост продолжается.

Рассмотрим восемь фаз роста микроорганизмов (рис. 1):

1) лаг-фаза (а) — стадия развития, которая характеризуется постоянством числа бактериальных клеток. Микроорганизмы привыкают к внешней среде, вследствие чего может произойти уменьшение их количества, особенно при пониженных температурах. Продолжительность лаг-фазы зависит от вида микроорганизмов, питательной среды и температуры;

2) фаза ускорения роста (б), в которой происходит бурное размножение микроорганизмов;

3) логарифмическая фаза роста (в), в которой идет быстрое, с постоянной скоростью размножение бактериальных клеток;

4) фаза замедления роста (г);

5) фаза максимальной концентрации микроорганизмов, или максимальная стационарная фаза (д). На этой стадии концентрация микроорганизмов при определенных не меняющихся условиях внешней среды сравнительно постоянна. Их развитие и отмирание протекают с одинаковой интенсивностью. Опытные данные показывает, что в этой фазе максимальное число бактериальных клеток в ^продукта 10⁹—10^ю;

6) фаза ускорения гибели микроорганизмов (е), в которой создаются неблагоприятные условия для обмена веществ;

7) фаза гибели (ж), в течение которой микроорганизмы под влиянием собственных продуктов жизнедеятельности быстро отмирают;

8) конечная стационарная фаза (Фаза адаптации) (з).

Рис. 1. Кривая фаз роста бактерий.

Изучение различных фаз роста микроорганизмов имеет большое практическое значение. Так, продолжительность фаз а и б сокращается, если количество исходных микроорганизмов велико, т.е. при большей начальной обсемененности пищевых продуктов скорее наступает логарифмическая фаза.

Наиболее существенно понижение температуры влияет на продолжительность лаг-фазы и характер логарифмической фазы. Чем ниже температура, тем продолжительнее лаг-фаза и более пологи участки логарифмической фазы, т.е. микроорганизмы размножаются медленнее.

Микроорганизмы бывают чувствительными, умеренно устойчивыми и нечувствительными к отрицательной температуре. Особенно чувствительны к низким температурам вегетативные клетки плесневых грибов и дрожжей. При отрицательных температурах легко погибают грамотрицательные бактерии, принадлежащие к группе Е. coli, бактерии группы Pseudomonas — Achromobacter и Salmonella. Более устойчивы к низким температурам грамположительные бактерии, в том числе S. aureus; наиболее устойчивы почвенные бактерии. Споры бацилл Clostridium нечувствительны к низким температурам, тогда как споры плесневых грибов проявляют умеренную устойчивость.

Устойчивость микроорганизмов к действию отрицательных температур зависит от трех факторов: температуры, скорости ее понижения и времени воздействия.

Действие отрицательных температур на микроорганизмы проявляется в изменении состояния воды в микробной клетке. Максимальное повреждающее действие оказывает внутриклеточное образование льда. Это приводит к повышению концентрации внутри- и внеклеточных растворов, что ведет к денатурации белков и нарушению барьеров проницаемости.

Однако повреждение микроорганизмов холодом может происходить и без образования льда. Гибель бактериальных клеток в результате холодового шока происходит при очень быстром охлаждении из-за низкого осмотического давления. При этом губительное действие низких температур связано с нарушением нуклеиновых кислот и целостности липидных мембран.