Влияние химических факторов на развитие микроорганизмов

Химическая природа веществ и концентрация их в питательной среде оказывают исключительно большое влияние на жизнедеятельность микробов, определяя в конечном счете качественное распределение микроорганизмов в природе и направленность возбуждаемых ими биохимических процессов. Особенно большое влияние на развитие микроорганизмов оказывает реакция среды (pH), ее окислительно-восстановительный потенциал и наличие в среде ядов и стимуляторов.

Реакция среды

Реакция среды, т.е. степень ее кислотности или щелочности, имеет важное значение в жизни микробной клетки. Наиболее активно воздействуют на микроорганизмы водородные и гидроксильные ионы, на которые диссоциируют кислоты и щелочи в растворе.

Реакцию среды принято характеризовать водородным показателем - pH. Водородный показатель равен отрицательному десятичному логарифму концентрации ионов водорода в растворе, выраженной в грамм-ионах на литр. В нейтральной среде концентрация ионов водорода равна 10-7 г-ион/л (Сн = 10-7). Следовательно, pH = -lgCн = -lg10-7 = - (-7 * 1) = 7, так как логарифм 10 равен единице.

Чем выше кислотность среды, тем больше концентрация ионов водорода в растворе, но тем ниже водородный показатель, и наоборот. Значения pH в пределах от 1 до 7 будут, таким образом, характеризовать кислые среды. При этом чем меньше будет значение pH, тем кислее будет среда. Значения pH от 7 до 14 указывают на щелочную реакцию. Развитие того или иного микроорганизма возможно только в строго определенных границах pH.

Концентрация ионов водорода в питательном субстрате зависит от содержания в нем тех или иных кислот (щелочей), от их концентрации, температуры, наличия в субстрате буферных веществ. Буферные вещества - белки, пептоны и некоторые другие вещества коллоидной природы - оказывают своеобразное защитное действие, предотвращая резкое изменение pH среды. Изменение же pH в сторону повышения или понижения его от уровня, необходимого для микробов, угнетающим образом влияет на проявление их жизнедеятельности. Это объясняется тем, что ионы водорода оказывают на микробов определенное действие - как прямое, так и косвенное.

Прямое действие ионов водорода связано с непосредственным их влиянием на электрический заряд коллоидов цитоплазменной оболочки микробной клетки. Каждая микробная клетка имеет свою внутриклеточную реакцию, которая определяет электрический заряд на поверхности оболочки клетки. Между поверхностью клеток и субстратом возникает определенная разность потенциалов. Положительно заряженные ионы водорода притягиваются к отрицательно заряженной поверхности микробных клеток. Концентрирование ионов водорода вокруг клетки обусловит заметную разницу в pH в отдельных частях среды. Добавление к среде кислоты или щелочи неизбежно вызовет перераспределение зарядов у поверхности микробных клеток, а при большом скачке pH может даже вызвать изменение знака заряда поверхности клетки. Это в свою очередь вызовет изменение проницаемости клеточной оболочки для различных молекул и ионов питательного субстрата, нарушит нормальный процесс обмена веществ.

Косвенное влияние ионов водорода связано с их воздействием на компоненты среды и определяет степень диссоциации последних. В кислой среде белки диссоциируют по типу оснований, а в щелочной среде у них преобладает кислотная диссоциация. При низком pH слабые кислоты почти не диссоциируют, а при высоком pH их диссоциация усиливается и пр. Изменение степени диссоциации питательных веществ неизбежно повлечет за собой новую возможность проникновения их внутрь микробной клетки. Таким образом, как при прямом, так и при косвенном воздействии ионов водорода нарушается привычный обмен веществ микробных клеток, изменяется их физиологическая активность.

Различные микроорганизмы по отношению к реакции среды резко отличаются друг от друга. Для одних микробов пределы колебания pH, в которых возможна их жизнедеятельность, довольно узки; другие же микробы сравнительно легко переносят как подкисленные, так и щелочные среды. В качестве общего правила можно отметить, что для большинства бактерий наиболее благоприятной средой является нейтральная или слабощелочная, а для дрожжей и плесеней - слабокислая.

Существует целый ряд микроорганизмов, способных регулировать pH среды в соответствии со своими потребностями. Дрожжи, например, при pH 3,5-4,5 в качестве нормальных основных продуктов брожения вырабатывают спирт и углекислый газ. В нейтральной же или слабощелочной среде, при pH 7,5, в бродящей жидкости начинает накапливаться уксусная кислота и глицерин, а выход спирта снижается. Под влиянием реакции субстрата физиологическая деятельность дрожжей изменяется: они начинают вырабатывать уксусную кислоту, снижающую pH.

Проявляют способность к регулированию pH среды также плесени, молочнокислые бактерии, уробактерии. Однако масштаб этого регулирования у микроорганизмов сравнительно невелик. Диапазон колебания pH не превышает нескольких единиц, а за пределами этих величин микроорганизмы становятся недеятельными и очень скоро погибают.

Кислая реакция среды оказывает летальное действие на кишечную палочку и паратифозные бактерии, которые имеют нижний предел pH 4,5. При pH 3,5 они погибают в течение нескольких часов. Вегетативные клетки микробов под влиянием высокой кислотности погибают быстрее, чем споры.

В процессе жизнедеятельности различные микроорганизмы выделяют в качестве продуктов обмена различные кислоты. Уксуснокислые бактерии образуют уксусную кислоту, молочнокислые - молочную, пропионовокислые бактерии - пропионовую и пр. По мере развития данного микроорганизма в среде будет накапливаться образуемая микробом кислота и реакция среды будет меняться. Изменение реакции субстрата обусловливает смену одних микроорганизмов другими. Например, при квашении овощей (капусты, огурцов, томатов и пр.) в первую очередь происходит развитие молочнокислых бактерий, сбраживающих содержащийся в соке этих овощей сахар до молочной кислоты. Накопление молочной кислоты препятствует развитию гнилостных микробов, но не влияет на развитие плесневых и дрожжевых грибов. При доступе воздуха к поверхности рассола на квашеном продукте начинает развиваться молочная плесень Oidium lactis, потребляющая молочную кислоту. pH среды при этом постепенно повышается, пока не достигнет уровня, подходящего для гнилостных микроорганизмов. Беспрепятственное развитие последних может привести к полной порче квашеного продукта.

Неодинаковое отношение отдельных групп микроорганизмов к реакции среды является одним из факторов, определяющих распространение микробов в природе. В почве, водоемах, на пищевых продуктах, в средах, даже сходных по химическому составу, но различающихся степенью кислотности (или щелочности), естественно, будет содержаться различная по своему составу микрофлора. В лабораторной практике для выращивания отдельных видов микроорганизмов приготовляются питательные среды с оптимальными для данных микробов значениями pH.

В заключение необходимо отметить, что угнетающее действие кислой среды зависит не только от величины pH, но и от природы кислоты, взятой для создания этой реакции. У минеральных кислот токсическое действие в основном связано с их степенью диссоциации. Токсичность же органических кислот не пропорциональна их степени диссоциации, а связана с ядовитым действием недиссоциированных молекул или анионов. В табл. 2 приведены пределы колебаний концентрации водородных ионов (выраженные в pH), определяющие возможность развития некоторых микробов.

Угнетающее действие кислой реакции среды на гнилостные микроорганизмы положено в основу таких методов консервирования, как квашение и маринование. В квашеных продуктах консервантом является молочная кислота, возникающая в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий, развивающихся в заквашиваемых продуктах. В квашениях накапливается до 1-2% молочной кислоты. Молочнокислые бактерии образуют ее из сахаров, содержащихся в растительном сырье.

Маринованные продукты в отличие от квашеных содержат уксусную кислоту, которую вводят искусственно согласно рецептуре до 1,8%. При мариновании продукты заливают раствором уксусной кислоты или натуральным винным уксусом, добавляют соль, сахар и различные пряности (специи). Исследованиями установлено, что уксусная кислота является лучшим консервантом по сравнению с молочной кислотой, так как она более токсична, чем молочная, для бактерий, дрожжей и плесеней.

Однако при неправильном хранении как маринады, так и квашеные продукты подвержены порче. Как уксусная, так и молочная кислота в аэробных условиях хранения (при доступе воздуха) потребляются микроорганизмами, переносящими повышенную кислотность: плесневыми грибами, молочной плесенью, микодермой. Снижение кислотности обусловит возможность развития гнилостных микроорганизмов, и маринады и квашения будут испорчены. Чтобы маринады сохранялись дольше, часто маринование сочетают с тепловой стерилизацией. Кроме того, маринады и квашеные продукты нужно хранить в герметически закрытой таре при пониженной температуре.

Жизнедеятельность микроорганизмов находится также в прямой зависимости и от окислительно-восстановительных условий в среде. Окислительные и восстановительные реакции в среде протекают одновременно, при этом одни вещества окисляются (теряют электроны), другие восстанавливаются (приобретают электроны).

Окислительно-восстановительные условия в среде характеризуются окислительно-восстановительным потенциалом (ОВ-потенциалом или Eh-потенциалом). Величина ОВ-потенциала служит мерой интенсивности процесса окисления-восстановления, протекающего в данном субстрате, и определенным образом характеризует степень его аэрации. Измеряют ОВ-потенциал с помощью потенциометров и выражают в вольтах или милливольтах. Однако более удобным явилось выражение ОВ-потенциала в виде символа rH2. Подобно pH символ rH2 представляет собой отрицательный десятичный логарифм давления газообразного водорода (в атмосферах), наблюдающегося в растворе окислительно-восстановительной системы.

Величина rH2 колеблется от 0 до 41. Так как rH2 представляет собой отрицательный логарифм концентрации молекулярного водорода в растворе, то чем меньше его числовое выражение, тем больше концентрация водорода в среде и тем сильнее в ней выражены восстановительные или анаэробные условия. Чем выше значение rH2, тем больше насыщение среды кислородом.

Различные микроорганизмы могут развиваться в определенных границах ОВ-потенциала. Регулируя окислительно-восстановительные условия среды, можно резко изменять интенсивность развития микроорганизмов и их биохимическую активность. Например, добавляя к среде вещества, снижающие ОВ-потенциал, можно получить рост анаэробов в присутствии воздуха и, наоборот, повышая rH2, можно выращивать аэробов в анаэробных условиях и т.д.

Таким образом, изменяя реакцию среды и ее ОВ-потенциал, когда этого требуют интересы производства, можно регулировать жизнедеятельность микробов, изменять ход биохимических процессов, способствовать развитию полезных и подавлять развитие нежелательных микроорганизмов.

Влияние ядов

Губительным действием на микроорганизмы обладают многие химические вещества. Еще в 1865 г. знаменитый русский врач Н. И. Пирогов для борьбы с нагноением ран использовал хлорную воду, азотнокислое серебро, йод и некоторые другие вещества. В 1887 г. применил химическое обеззараживание при хирургических операциях английский хирург Джозеф Листер. С тех пор ядовитые химические вещества, вызывающие гибель микробов, получили название дезинфицирующих (des - французская приставка, означающая уничтожение, inficere - по-латыни заражение, зараза) или антисептических (от греческого anti против, sepsis - гниение; дословно противогнилостный).

Дезинфицирующими веществами являются: из неорганических соединений - соли тяжелых металлов (ртути, меди и особенно серебра), многие окислители (хлор, озон, йод, перекись водорода, хлорная известь, перманганат калия), щелочи и кислоты (едкий натр, сернистая кислота, фтористоводородная кислота, борная кислота), некоторые газы (сероводород, СO2, угарный газ, сернистый газ); из органических соединений сильными бактерицидными свойствами обладают спирты, фенолы, альдегиды (особенно формальдегид).

Интенсивность действия антисептика зависит от его химической природы, примененной концентрации, от условий среды (величины pH, ее химического состава, температуры и пр.), от вида уничтожаемых микроорганизмов. Как правило, летальное действие оказывают высокие дозы большинства антисептиков. Сублетальные количества дезинфицирующего вещества (близкие к смертельным) являются одним из факторов изменчивости, а микродозы - в некоторых случаях могут явиться даже стимуляторами роста микробов.

К различным антисептикам один и тот же микроорганизм проявляет различную степень устойчивости. Одни антисептики действуют на микробов очень сильно, вызывая их почти моментальную гибель. Другой же антисептик на данного микроба может не оказать никакого влияния. Такое различие объясняется неодинаковым механизмом действия антисептиков. В зависимости от химической природы антисептического вещества происходят те или иные изменения в цитоплазме живой клетки. Возможно, например, образование нерастворимых в воде альбуминатов и быстрое свертывание живого белка. Такое воздействие оказывают соли тяжелых металлов. Кислоты и щелочи вызывают гидролиз белковых молекул до пептонов, аминокислот. Окислители вызывают окисление белка и его полное разрушение. Альдегиды (в частности, формальдегид) образуют с аминокислотами белка прочные соединения. Эфир, алкоголь, слабые растворы щелочей вызывают растворение жироподобных (липоидных) веществ, входящих в состав тела микроба. Возможно действие антисептиков и на другие компоненты цитоплазмы микробной клетки: инактивирование ферментов, разрушение витаминов, ростовых веществ, выведение из сферы биохимических реакций промежуточных продуктов обмена (антикатализ). В любом случае разрушение тонкой структуры цитоплазмы, нарушение нормального течения жизненных процессов вызывает гибель микробной клетки.

Наблюдается неодинаковое действие одного и того же антисептика на различные виды микроорганизмов. Даже различные штаммы одного и того же вида микроба обнаруживают различную устойчивость к действию одного и того же антисептика. Эту разницу объясняют неодинаковой химической структурой микроорганизмов. Грамотрицательные микробы, например, менее чувствительны к анилиновым краскам, чем грамположительные. И это является важным диагностическим признаком.

Дезинфицирующие вещества значительно сильнее действуют на вегетативные клетки микробов и гораздо слабее на споры. Высокая устойчивость спор к ядам может быть объяснена малой проницаемостью их наружной оболочки и является свидетельством того, что причина ядовитого действия антисептика связана с его влиянием на физиологическое состояние цитоплазмы микробной клетки. Однако в качестве исключения следует отметить малую чувствительность к химическим веществам туберкулезной палочки, содержащей в цитоплазме жировосковые вещества, и довольно высокую устойчивость к фенолу некоторых ацидофильных бактерий.

Уже указывалось, что бактерицидное действие антисептика (активность антисептика) зависит от его концентрации. При одинаковой степени разведения двух разных бактерицидных веществ токсичность их может быть совершенно различной. Не менее важным фактором активности антисептиков является температура и pH среды. Как правило, с повышением температуры токсичность антисептика возрастает. Температура в данном случае влияет не только на активность самого антисептика, но и на микроорганизмы. При температурах, превышающих максимум для роста микробов, даже незначительные количества антисептиков могут вызвать сильное летальное действие.

Аналогичное влияние оказывает и pH среды. В кислых средах резко возрастает активность бензойной, салициловой и сернистой кислот. Например, для подавления прорастания спор Bac. fulvus при pH 3,0 достаточно 0,001% сернистого ангидрида, а при Ph 5,0 того же эффекта удается достичь только при концентрации SO2 0,024%.

Разнообразие химических и биологических свойств ядовитых для микробов веществ позволяет использовать их на практике для различных целей. Соли тяжелых металлов - ртути, серебра, меди, свинца и пр. - применяются в качестве дезинфицирующих растворов. Чаще всего применяют растворы двухлористой ртути (сулемы) – HgCl2 с концентрациями 0,1-0,2% (разведение 1:1000 и 1:500).

Азотнокислое серебро и коллоидные растворы серебра (например, колларгол) применяются в качестве фармацевтических препаратов для борьбы с возбудителями септических инфекций. Действие серебра на микроорганизмы весьма специфично. Так, в воде, находящейся в контакте с металлическим серебром, в которой обычными методами нельзя обнаружить даже следов растворившегося металла, микроорганизмы погибают довольно быстро. Такое действие серебра называется олигодинамическим (от греческого oligos - малый, dynamis - сила; дословно «действующее весьма малым»), Олигодинамическое действие проявляют ионы и некоторых других металлов золота, меди, цинка. Однако эта способность у них проявляется значительно слабее, чем у ионов серебра. Посеребренные материалы - вата, марля и пр. - находят некоторое применение в медицине. Олигодинамическое действие серебра пытались использовать для обеззараживания питьевой воды. Были даже предложены методы дезинфицирования воды с помощью посеребренных фильтров. Однако они оказались малоэффективными и распространения не получили.

Из окислителей в целях дезинфекции широко используется хлор, йод, перекись водорода, озон, марганцовокислый калий. Хлорирование питьевых вод с целью их обеззараживания в настоящее время применяется повсеместно. Доза хлора, используемая в практике для дезинфекции 1 л водопроводной воды, равна 0,3-1 мг активного хлора (в зависимости от мутности воды и количества содержащихся в воде микробов). На консервных заводах вошло в обиход дезинфицирование хлорной водой оборотной стеклянной тары, а также оборудования и инвентаря после мойки, что дает очень хорошие результаты.

1-2%-ная перекись водорода, оказывающая очень быстрое и сильное летальное действие на стафилококков и стрептококков, широко используется в медицине при обработке гнойных ран. Для промывания инфицированных ран и в виде полосканий применяется раствор марганцовокислого калия (KMnO4), оказывающий на микробов летальное действие уже в концентрациях 1:1000 и 1:500.

Очень большую чувствительность микробы проявляют к металлическому йоду, к растворам йода в спирте («йодная настойка»), йодоформу. Широкое применение в медицине получили и органические красители - метиленовая синь, бриллиантовая зелень, малахитовая зелень и др. Избирательная бактерицидность этих красителей оказалась настолько высокой, что их используют в качестве радикально действующих лечебных препаратов при некоторых заболеваниях.

Самое разнообразное применение имеет формалин. Его 4%-ный раствор с успехом заменяет растворы сулемы и фенола (карболовой кислоты). Формалин летуч, и это является его большим преимуществом по сравнению с сулемой и фенолом.

Спирты, особенно этиловый, оказывают губительное действие на многие микроорганизмы, причем разбавленный, 50%-ный, спирт более активен, чем концентрированный, 96%-ный. Малая эффективность 96%-ного спирта может быть объяснена возможной коагуляцией поверхностных слоев оболочек микробных клеток или белковых веществ среды, обволакивающих поверхность клетки. Сквозь образовавшийся уплотненный слой скоагулированных белков проникновение внутрь клетки новых молекул спирта становится затруднительным. Разбавленные же растворы спирта, не вызывающие свертывания белков, значительно быстрее и легче проникают внутрь цитоплазмы клетки и оказывают свое губительное действие.

Ядовитыми для микроорганизмов оказываются и их же собственные продукты жизнедеятельности, а также некоторые продукты обмена, выделяемые другими микробами.

Молочная кислота, образуемая молочнокислыми бактериями при квашении овощей и при получении кисломолочных продуктов, оказывает неблагоприятное действие на гнилостных бактерий уже при концентрации 0,3-0,5%. В количестве 1-2% она прекращает жизнедеятельность и самих молочнокислых бактерий.

Использование антисептиков в качестве консервантов пищевых продуктов санитарным законодательством СССР строго нормируется, так как большинство антисептиков ядовито не только для микробов, но и для человека. Совершенно неприемлемы для консервирования пищевых продуктов сулема, фенол, бром, йод, мышьяк, соли меди.

Идеальные консерванты пищевых продуктов должны обладать высокой бактерицидностью и быстротой действия - при малых концентрациях, но в короткий срок убивать самых стойких микробов. И в то же время они должны быть совершенно безвредными для человека или по крайней мере малоядовитыми, или легко удаляться из продукта перед употреблением его в пищу. Антисептики должны быть устойчивыми к различным условиям среды, не разрушать металл, краски, ткани, дерево, быть безопасными в пожарном отношении и дешевыми, не должны изменять ни цвета, ни запаха, ни вкуса консервируемого продукта, т.е. не должны вызывать каких-либо побочных явлений, затрудняющих их применение. Но ни один из существующих антисептиков не отвечает этим требованиям и имеет те или иные недостатки.

Более всего удовлетворяют указанным требованиям озон и перекись водорода. После воздействия на микрофлору они разрушаются, не оставляя вредных веществ в продукте. Но так как стойкость их незначительна, а действие кратковременное, требующее многократного повторения, то в консервной промышленности до настоящего времени они использовались мало. Лишь в последние годы стали применять озонирование при хранении яиц, свежих плодов и ягод (земляники, малины, винограда). При температуре -0,6°С и 90% относительной влажности воздуха при содержании в воздухе хранилища 0,00006% озона можно сохранять яйца в течение 8 месяцев, причем по истечении этого срока они по свежести не уступают тем, которые хранились всего несколько дней. При большой обсемененности поверхности продуктов микробами приходится, однако, применять более высокую концентрацию озона. Неприемлемым оказался озон при хранении мяса, колбасных изделий, сливок, яичного порошка, сливочного масла: как сильный окислитель, он обусловливает прогоркание этих продуктов. Не предотвращает озон и загнивания цитрусовых плодов.

Более широкое применение в консервной промышленности получили сернистый ангидрид, бензойная кислота, бензойнокислый натр, уксусная кислота, борная кислота, винный спирт, а в последнее время сорбиновая кислота.

Консервирующее действие сернистого ангидрида проявляется в концентрации 0,1-0,2%, бензойной кислоты - при 0,5%, бензойнокислого натра - при 0,1%. Эти антисептики гораздо сильнее действуют в кислой среде. Их «абсолютная активность» зависит от числа недиссоциированных молекул. Чем ниже pH среды, тем менее диссоциированными являются эти антисептики, а следовательно, их бактерицидное действие будет более сильным. Консервирование сернистым ангидридом широко применяется при переработке плодов и ягод. Однако получаемые сульфитированные продукты используются только как полуфабрикаты: сернистый ангидрид обладает резким запахом, сильно действует на дыхательные органы и должен быть удален из полуфабрикатов при дальнейшей технологической обработке. Допустимое содержание сернистого ангидрида в готовом продукте не более 0,02% (200 мг на 1 л, в том числе 20 мг свободного).

Вступая во взаимодействие с органическими соединениями среды (например, с сахаром, альдегидами и другими компонентами фруктового сока), сернистый ангидрид образует менее токсичные или инертные соединения, обладающие значительно меньшим консервирующим действием, чем свободная его форма (титруемая йодом). Так как в среде устанавливается подвижное равновесие между связанным в соединения и растворенным в воде (свободным) SO2, то по мере улетучивания из продукта свободного SO2, связанные формы распадаются, восполняя происшедшую убыль и обусловливая более продолжительное действие консерванта.

Бензойная кислота C6H5COOH и бензойнокислый натр C6H5COONa применяются для консервирования мяса, молока, икры, яблочного пюре и прочих продуктов. Борная кислота H3BO3 и бура Na2B4O7-10H2O в концентрации 0,3% применяются для сохранения зернистой икры. Соли азотной кислоты (нитраты) в концентрации 0,5% добавляются в рассол при посоле мяса. В кислой среде нитраты предотвращают прорастание спор Clostridium sporogenes.

Уксусная кислота CH3COOH в количестве не более 1,8% используется при мариновании плодов и овощей. Так как консервирующее действие уксусной кислоты связано с повышением активной кислотности среды, а споры многих микроорганизмов в таких условиях не погибают, маринование необходимо сочетать с другими методами консервирования - тепловой стерилизацией, хранением при низких температурах.

Винный спирт C2H5OH при добавлении его в количестве 25-30% об. (25-30°) применяется для сохранения плодово-ягодных соков и целых плодов. Полученные спиртованные полуфабрикаты служат для выработки различных ликеро-водочных изделий.

При складском хранении многих пищевых продуктов, плодов, овощей в последние годы стали использовать углекислый газ. В малых дозах CO2 необходим для микроорганизмов и действует, по-видимому, как стимулятор роста. Его угнетающее действие на протекание жизненных процессов начинает проявляться лишь при довольно высоких концентрациях.

Чувствительность к CO2 у различных микробов варьирует в очень широких пределах. Так, прорастание спор плесеней задерживается при содержании в воздухе 4% CO2; при 20%-ном содержании углекислоты скорость роста микроорганизмов составляет 1/2-1/5 по сравнению с хранением в воздушной среде, причем торможение роста тем сильнее, чем ниже температура в хранилище. Однако существуют и такие микроорганизмы, которые продолжают расти даже при концентрации CO2 60-80% (Ф. М. Чистяков). В частности, очень стойкой к действию CO2 оказалась палочка протея. Опытами многих исследователей, в частности работами Я. Я. Никитинского с сотрудниками, установлено, что углекислый газ с успехом можно использовать при хранении и перевозках скоропортящихся продуктов (мяса, битой птицы, рыбы горячего копчения, вареных колбас и пр.) при одновременном их охлаждении. Оптимальная концентрация CO2 при этом 10%. В таких условиях продукты не подвергаются микробиальной порче 60-70 дней. Более высокие концентрации углекислого газа в воздухе хранилищ применять не рекомендуется, так как ухудшаются товарные качества мяса (оно теряет цвет). Еще лучше, чем мясо, в атмосфере CO2 сохраняются плоды (яблоки, груши и пр.). В хранилищах при концентрации CO2 в воздухе 10% и одновременном охлаждении плоды сохраняются вдвое дольше и лучше, чем при хранении их в обычных холодильниках.

Исследованиями последних лет установлено бактерицидное действие некоторых эфирных масел, смол и дубильных веществ. Антисептические свойства пряностей легко могут быть объяснены бактерицидностью содержащихся в них эфирных масел.

Попутно отметим очень древний способ консервирования - копчение. Коптильный дым оказывает резко выраженное консервирующее действие, так как в его состав входят формальдегид, фенол, крезол, ароматические смолы, алифатические кислоты. При холодном копчении используют лишь бактерицидные свойства указанных веществ. При горячем копчении происходит и одновременное подсушивание поверхности продукта. Копчение производят после предварительного посола, используя в качестве консерванта еще и соль. Это необходимо, так как в глубь продукта компоненты коптильного дыма (а также применяемых «коптильных жидкостей») проникают с трудом и не оказывают должного бактерицидного влияния на попадающие в глубину продукта микроорганизмы - возбудители порчи, такие, как, например, Proteus vulgaris и некоторые другие. Эти микроорганизмы, даже после довольно длительного пребывания в латентном 1 состоянии в копченых продуктах (если еще продукт содержит много влаги, например, продукты горячего копчения), могут вызвать очень быструю их порчу.

Сравнительно недавно в практике консервирования пищевых продуктов стали применять сорбиновую кислоту. Сорбиновая кислота (1,3-пентадиен-однокарбоновая кислота CH3-CH=CH-CH=CH-COOH), введенная в организм человека, в процессе обмена веществ превращается в соответствующую кетонокислоту, а затем в воду и CO2 так же и с той же скоростью, что и капроновая кислота, являющаяся нормальной составной частью жира молока. Таким образом, в небольших дозах сорбиновая кислота не вредна для здоровья человека. Ее токсичность гораздо меньше, чем у бензойнокислого натра или SO2.

В дозах, соответствующих органолептическим требованиям, сорбиновая кислота угнетает развитие дрожжей и плесеней, но мало влияет на бактерии. Поэтому ее можно использовать в тех случаях, когда необходимо подавить развитие дрожжей и плесеней, т.е. при изготовлении плодовых компотов, соков, маринадов и т.п. Опытами, проведенными сотрудниками ВНИИКОПа и МНИИППа, установлено, что добавление в виноградный сок-полуфабрикат 0,06% сорбиновой кислоты позволяет значительно упростить его технологию (исключить длительное выдерживание в танках или бутылях); сок при этом превосходно сохраняется длительное время (до 10 месяцев) без изменений в аромате и вкусе. 0,05% сорбиновой кислоты достаточно для торможения роста плесеней на сыре.

Следует отметить, что у микроорганизмов наблюдается привыкание к тому или иному антисептическому веществу. Если выращивать микроорганизмы на средах с постепенно увеличивающимися дозами антисептиков, можно получить культуры, выдерживающие очень высокие токсические дозы. Таким образом, например, в виноделии получают селекционированные дрожжи, приученные к сернистому ангидриду.

В некоторых зарубежных странах в качестве антисептиков при консервировании пищевых продуктов используют фтористоводородную кислоту и ее соли, формальдегид, муравьиную и салициловую кислоты. В СССР применение этих веществ запрещено, так как все они ядовиты для человека и вызывают тяжелые заболевания почек или желудочно-кишечного тракта.

Кроме медицины, ветеринарии, пищевой промышленности, используют антисептики и другие отрасли промышленности. В строительные материалы - клей, масляные краски, в различные вещества, используемые при отделке тканей и пряжи (в так называемые аппреты), вводят соли меди, цинка, борную и салициловую кислоты и их соли для предохранения этих материалов от микробиальной порчи при длительном хранении. Фтористыми соединениями, производными фенола, крезолом пропитывают брезент, рыболовные снасти, древесину.

Таким образом, подробное изучение влияния различных химических веществ на микроорганизмы имеет большое практическое значение и обусловлено запросами практики: необходимостью изыскания новых лекарственных веществ, новых средств для дезинфекции, для предохранения продуктов от порчи их микробами, сохранения материалов и пр.