Роль кислотности среды

Как известно, концентрация ионов водорода играет роль фактора, который определяет границы существования живой материи. Это один из наиболее важных показателей, которые влияют на рост и размножение организмов. Попытки количественно охарактеризовать механизмы устойчивости микроорганизмов к кислоте или щелочи на данный момент незначительны. Написано только несколько коротких обзоров, которые касаются форм жизни при экстремальных значениях рН [110-114].

В работе [115] приводятся величины внутриклеточного рН, которые были измерены непосредственно в процессе обработки клеток давлением. Авторы высказывают предположение, что гидростатическое давление может влиять на внутриклеточный рН микроорганизма через усиление диссоциации слабых органических кислот, через увеличение проницаемости цитоплазматических мембран и инактивацию ферментов, необходимых для гомеостаза рН. Были определены внутренние рН Lactococcus lactis и Lactobacillus plantarum во время и после обработки давлением при 200 и 300 МПа и при величинах рН от 4,0 до 6,5. Обработка давлением при 200 МПа и рН 6,5 на протяжении 20 минут не снижала жизнеспособности штаммов. Обработка давлением при рН 6,5 и 300 МПа уменьшала количество выживших клеток Lactococcus lactis и Lactobacillus plantarum на 5 порядков за 20 и 120 минут соответственно.Инактивация давлением происходила быстрее при рН в интервале от 5 до 4. При нормальном давлении оба штамма поддерживали трансмембранный градиент в 1 единицу рН при нейтральном внешнем рН и около 2 единиц рН при внешнем рН 4. Во время обработки давлением 200 и 300 МПа, внутриклеточный рН L. lactis уменьшился до величины внешнего рН при этом давлении. Подобный результат наблюдался во время обработки Lactobacillus plantarum давлением в 300 МПа. Lactobacillus plantarum была не способна сохранять внутренний рН после цикла обработки при 300 МПа и рН 6,5. Lactococcus lactis теряла способность поддерживать свой внутренний рН после 20 и 4 минут обработки давлением 200 и 300 МПа соответственно.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие преимущества имеет обработка пищевых продуктов высоким давлением в сравнении с традиционными методами стерилизации?

2. В чем заключается принцип Ле-Шателье?

3. Реакции в каком направлении активизирует повышение давления?

4. Чем можно объяснить процесс увеличения электропроводности воды с ростом давления?

5. Как влияет давление на скорость полимеризации?

6. Как влияет активированный комплекс на скорость и направление протекания качества реакций под действием давления?

7. Как тип растворителя может стать определяющим фактором, который влияет на равновесные процессы?

8. Каковы основные последствия обработки высоким давлением?

9. Что может нарушить действие принципа изостатики во время обработки продуктов высоким давлением?

10. Как зависит логарифм степени инактивации от времени (p-const) и какие отклонения от этой зависимости наблюдаются на практике?

11. У каких организмов наблюдается повышенная чувствительность к давлению?

12. Какие стандартные критерии D и Z применяются при термообработке, и почему они не пригодны к стандартизации обработки продуктов давлением?

13. Как действуют давление и температура на споровые формы микроорганизмов?

14. Как влияет высокое давление на нуклеиновые кислоты?

15. Как влияют высокое давление и температура на липиды в биологических мембранах?

16. Назовите возможные механизмы действия давления на микроорганизмы?

17. Кто и когда впервые начал исследовать денатурации белков под давлением?

18. Как влияет обработка высоким давлением на миозин?

19. Насколько велика разница между парциальными молярными объемами нативного и денатурированного белка?

20. Как действует давление на структуру белка?

21. Какие трудности сопровождают определения оптимальных параметров обработки пищевых продуктов сверхвысоким давлением?

Задачи и примеры

1. С помощью интернета найти примеры работ, посвященных влиянию высоких давлений на выживаемость микроорганизмов в пищевых продуктах.

2. Написать реферат на тему:

1) Научное и техничное оборудование, которое применяется для обработки пищевых продуктов высоким давлением.

2) Исследования денатурации белков под давлением.

3) Роль кислотности среды в повышении сохранности продуктов.

4) Механизмы действия высокого давления на белки.

5) Механизмы инактивации давлением.