Nazywa się rozkład białek pod wpływem enzymów mikroorganizmów. Charakterystyka medycyny sądowej i ocena zmian pośmiertnych. Rozdział IV. Gnijące zwłoki. Cechy rozkładu białek, tłuszczów i węglowodanów na etapie hydrolizy

Większość produktów spożywczych zawiera białka, tłuszcze i węglowodany, które w obecności wody stanowią dobrą pożywkę dla mikroorganizmów. Namnażając się, rozkładają składniki produktów spożywczych, tworząc produkty rozkładu (pośrednie i końcowe). Wynika to z aktywności enzymatycznej wielu mikroorganizmów. które wytwarzają silne enzymy proteolityczne, amylolityczne i lipolityczne. Ich zastosowanie w różnych obszarach gospodarki narodowej opiera się na zdolności drobnoustrojów do wydzielania określonych enzymów. Jest od dawna znany i powszechnie stosowany m.in Przemysł spożywczy i życiu codziennym zdolność drożdży do rozkładu cukru. Wytwarzając enzymy amylazę, maltazę i sacharozę, a także enzymy protiolityczne, drożdże rozkładają węglowodany i częściowo białka, wytwarzając alkohol i dwutlenek węgla. Właściwość ta wykorzystywana jest w przemyśle winiarskim, browarniczym i piekarniczym. Ze względu na powstawanie dwutlenku węgla podczas fermentacji ciasta następuje jego rozluźnienie, co umożliwia uzyskanie porowatych („bujnych”) wyrobów chlebowych podczas pieczenia. Dzięki zastosowaniu drożdży poprawia się smak i strawność pieczywa. Niektóre drobnoustroje są szeroko stosowane w produkcji produktów kwasu mlekowego, powodując fermentację kwasu mlekowego, podczas której rozkłada się cukier mleczny i powstaje kwas mlekowy.

Tę zdolność mają paciorkowce kwasu mlekowego, pałeczki bułgarskie i acidophilus. Wybierając kultury drobnoustrojów kwasu mlekowego, możesz torturować różnorodne różne rodzaje produkty na bazie kwasu mlekowego o wysokich właściwościach smakowych i dietetycznych. Przygotowanie kiszonej kapusty i ogórków kiszonych opiera się również na zdolności drobnoustrojów do wywoływania fermentacji mlekowej. Przygotowując solone śledzie, szproty i anchois, wykorzystuje się właściwości drobnoustrojów, które powodują zmiany proteolityczne w tkankach – rozkład białek. W wyniku częściowego rozkładu cząsteczek białka i zmian właściwości fizykochemicznych produktów pod wpływem tych drobnoustrojów powstaje specyficzny aromat i smak.

Znane są nie tylko korzystne właściwości drobnoustrojów, ale także ich negatywny wpływ na produkty spożywcze. Wiele mikroorganizmów powodujących rozkład części składowych produktu spożywczego nie poprawia, lecz pogarsza jego jakość. Do mikroorganizmów tych zaliczają się przede wszystkim drobnoustroje gnilne: Bact. Proteus vulgaries, Bact. Cloacae, Bact. Putrificus, sporogenes itp. Wzrostowi i rozmnażaniu tych drobnoustrojów towarzyszy rozkład substancji białkowych i gromadzenie się produktów rozkładu, z których wiele ma nieprzyjemny smak lub silny nieprzyjemny zapach. Należą do nich substancje organiczne takie jak indol, skatol, kadaweryna, histamina, gazy – siarkowodór, amoniak, fosfina, metyloamina.

Wiele metod badań sanitarnych produktów spożywczych opiera się na oznaczaniu pośrednich produktów rozkładu. W wyniku rozkładu gnilnego powierzchnia produktów spożywczych o gęstej konsystencji staje się śliska i lepka. Produkty spożywcze na skutek szeregu zmian zachodzących podczas gnicia tracą swoje pierwotne właściwości organoleptyczne i stają się kiepskiej jakości.

Podczas gnicia w produktach mogą się również namnażać drobnoustroje chorobotwórcze dla człowieka, np. Salmonella, Bacillus botulinus, ponieważ mikroorganizmy chorobotwórcze szczególnie dobrze radzą sobie z wykorzystaniem produktów częściowego rozkładu białek do ich odżywiania i przyswajania. Pod tym względem produkty spożywcze wykazujące zjawiska gnilnego rozkładu, jeśli zostaną skonsumowane, stwarzają duże zagrożenie w postaci zatrucia pokarmowego. Pracownicy przemysłu spożywczego, gastronomii i handlu mają obowiązek przestrzegać niezbędnych warunków ochrony produktów przed rozkładem mikrobiologicznym. Warunki sprzyjające namnażaniu się drobnoustrojów gnilnych to ciepło, obecność białka i wilgoci w produkcie oraz niska kwasowość. Wysoka zawartość białka w środowisku wodnym stanowi doskonałą pożywkę dla drobnoustrojów. Szczególnie podatne na rozkład gnilny są produkty takie jak mięso, mleko, ryby, jaja i wędliny gotowane.

W warunkach podwyższonej temperatury namnażanie się drobnoustrojów ulega znacznemu przyspieszeniu. Wraz z rozwojem drobnoustrojów i nasileniem ich aktywności enzymatycznej aktywowane są enzymy znajdujące się w samych tkankach. Enzymy te rozkładają również białka, tłuszcze i węglowodany, wytwarzając te same produkty rozkładu, co podczas gnicia. Największy rozwój drobnoustrojów gnilnych i działanie enzymów następuje w temperaturze 20-25°C (do 40-45°C). Z kolei niska temperatura i niska wilgotność stwarzają niekorzystne warunki do rozwoju bakterii.

W związku z tym głównym warunkiem szeroko stosowanym w praktyce przedsiębiorstw spożywczych w celu konserwacji żywności jest stosowanie niskich temperatur (przechowywanie łatwo psującej się żywności w specjalnych szafach chłodniczych lub lodówkach). Należy jednak pamiętać, że zimno nie powoduje śmierci drobnoustrojów, a jedynie opóźnia lub wstrzymuje ich żywotną aktywność, a w sprzyjających warunkach mogą w dalszym ciągu wywierać szkodliwy wpływ na jakość produktów. Ponadto istnieją pewne rodzaje bakterii, które potrafią rozmnażać się w warunkach niskich temperatur, nawet bliskich 0 stopni. (np. Bact. Fluorescens), a także liczne pleśnie.

Oprócz chłodzenia, w celu zabezpieczenia produktów przed namnażaniem się w nich drobnoustrojów, stosuje się suszenie lub dodawanie substancji zwiększających stężenie jonów wodorowych (trawienie), a także inne metody konserwowania, które stwarzają niekorzystne warunki dla rozwoju drobnoustrojów. używany. Pod wpływem drobnoustrojów podczas przechowywania zmieniają się również właściwości produktów zawierających tłuszcz: smalec, masło, czekolada. W tym przypadku dużą rolę odgrywają drobnoustroje takie jak Bact. fluorescencyjne. Bakt. pyocyaneum), a także niektóre grzyby (Penicillium aspergillus). Drobnoustroje te wydzielają enzym lipazę, która rozkłada tłuszcz na jego części składowe – glicerol i kwasy tłuszczowe. Nagromadzenie wolnych kwasów tłuszczowych w tłuszczu zwiększa jego kwasowość.

Jednak właściwości tłuszczów zmieniają się głównie pod wpływem czynników fizycznych – tlenu z powietrza i światła. Pod wpływem tlenu atmosferycznego następuje utlenianie tłuszczu. Gromadzą się w nim aldehydy, ketony i utlenione kwasy, które powodują jełczenie lub tłustość pokarmów zawierających tłuszcz. Po spaleniu smak produktu staje się gorzki; Po opróżnieniu pokarmy zawierające tłuszcz smakują jak czopek stearynowy. Światło słoneczne zwiększa utlenianie dziesięciokrotnie. Jakość produktów spożywczych w dużej mierze zależy od wilgotności otaczającego powietrza. Przy wysokiej wilgotności niektóre produkty (suszone owoce i warzywa, cukier, sól, wyroby cukiernicze, krakersy, mąka) łapczywie pochłaniają wilgoć z powietrza i stają się wilgotne, co przyczynia się do pleśni.

Ponadto wartość odżywcza zwilżonej żywności jest zmniejszona, ponieważ przy tej samej masie wilgotna żywność zawiera mniej składników odżywczych. W nadmiernie suchych pomieszczeniach, na skutek wzmożonego parowania, żywność kurczy się i zmniejsza się jej waga. Suszenie warzyw wraz z pogorszeniem ich wyglądu powoduje zmniejszenie zawartości witamin w nich. Połączenie wysokiej wilgotności i wysokiej temperatury stymuluje procesy oddychania tkanek i wzrostu w produktach spożywczych takich jak ziemniaki, buraki, marchew, cebula i inne warzywa korzeniowe.

Ich kiełkowanie prowadzi do nieracjonalnego zużycia zapasów zgromadzonych w roślinach (węglowodany, witaminy, składniki mineralne) i pogorszenia tych warunków. Wartość odżywcza określone produkty. Jakość produktów spożywczych może zostać obniżona w przypadku nieostrożnego obchodzenia się z nimi podczas transportu, sprzedaży i przechowywania. Mogą się zabrudzić, zmienić swój pierwotny kształt, nabrać nieprzyjemnego smaku lub zapachu. Zanieczyszczenia mechaniczne (ziemia, piasek, szkło) mogą przedostać się do produktów spożywczych z zewnątrz, a z naczyń i pojemników mogą przedostać się substancje toksyczne (sole metali ciężkich – ołów, miedź, cynk).

Domieszka ziemi i piasku do produktów nie tylko pogarsza ich smak, ale także stwarza zagrożenie epidemiologiczne, gdyż zarodniki B. botulinus, jaja niektórych robaków itp. mogą przedostawać się do organizmu człowieka wraz z pożywieniem. zarodniki podczas ich kiełkowania i rozmnażania oraz tworzenia toksyn często prowadzą do zatrucia - zatrucia jadem kiełbasianym. Obecność jaj robaków w produktach spożywczych może powodować choroby robaków pasożytniczych wśród ludzi, jeśli podczas przetwarzania zanieczyszczonych produktów nie będą przestrzegane zasady sanitarne i higieniczne. Dlatego podczas przechowywania, transportu i sprzedaży należy ściśle przestrzegać warunków, aby zachować oryginalną jakość produktów.

Produkty spożywcze zakażone drobnoustrojami chorobotwórczymi - czerwonką, pałeczkami duru brzusznego, patogenami paratyfusu itp., Dostając się do organizmu ludzkiego, mogą powodować ciężkie choroby zakaźne - czerwonkę, dur brzuszny, dur brzuszny. Niektóre drobnoustroje mogą powodować zatrucie pokarmowe. Do takich drobnoustrojów zalicza się salmonellę, patogenne serotypy Escherichia coli, czynniki wywołujące zatrucie jadem kiełbasianym i enterotoksyczny szczep gronkowca.

Czynnik wywołujący zatrucie jadem kiełbasianym B. botulinus i enterotoksyczny szczep gronkowca, po namnożeniu w produktach, są zdolne do wytwarzania trucizn - egzotoksyn. Spożycie takich produktów powoduje zatrucie organizmu człowieka. Patogenne gronkowce są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Mogą przedostać się do pożywienia z rąk, zwłaszcza przy chorobach krostkowych, z górnych dróg oddechowych (katar, ból gardła, choroby zębów), w niehigienicznym stanie pomieszczeń, w których przygotowywana jest żywność, od zwierząt chorych na zapalenie sutka.

Produkty skażone patogenami chorób zakaźnych i zatruć pokarmowych stwarzają szczególne zagrożenie dla zakładów gastronomicznych i grup zorganizowanych (przedszkola, obozy pionierskie itp.), gdyż w tym przypadku choroby stają się powszechne. Przykładem jest zatrucie pokarmowe w jednej z tych grup, gdzie 186 dzieci zachorowało w wyniku zjedzenia winegretu, na który wieczorem ugotowano i obrane ziemniaki i buraki, posiekano i pozostawiono do rana bez odpowiedniego lodówki. Rano do ziemniaków i buraków dodano cebulę i kapustę. Na śniadanie dzieci dostały sos winegret. W trakcie badania tego zatrucia z sosu winegret oraz z gardeł dwóch kucharzy biorących udział w czyszczeniu gotowanych ziemniaków i buraków wyizolowano patogenny Staphylococcus aureus, co dało wszystkie charakterystyczne dla niego reakcje i testy.



Białka rozkładane są przez promieniowce albo do produktów końcowych (siarkowodór, amoniak i woda), albo do tworzenia substancji pośrednich (peptony, aminokwasy). Intensywność rozkładu białek zależy od warunków napowietrzenia, składu pożywka, temperatura i inne czynniki. [...]

Rozkład substancji zawierających azot (białek) zachodzi w dwóch etapach. W pierwszym etapie, pod wpływem mikroorganizmów tlenowych i beztlenowych, białka ulegają rozkładowi z uwolnieniem zawartego w nich azotu w postaci MNZ (etap amonifikacji) i utworzeniem peptonów (produktów pierwotnego rozkładu białek), a potem aminokwasy. Późniejsza oksydacyjna i redukcyjna deaminacja oraz dekarboksylacja prowadzą do całkowitego rozkładu peptonów i aminokwasów. Czas trwania pierwszego etapu waha się od roku do kilku lat. W drugim etapie NH3 utlenia się najpierw do H102, a następnie do HNO3. Ostateczny powrót azotu do atmosfery następuje pod wpływem bakterii – denitryfikatorów, które rozkładają azotany azotu cząsteczkowego. Czas trwania okresu mineralizacji wynosi 30-40 lat lub więcej.[...]

Rozkład związków zawierających siarkę. Siarka jest składnikiem niektórych białek. Podczas hydrolitycznego rozkładu białek ulega on redukcji do siarkowodoru, który jest związkiem toksycznym dla wielu grup mikroorganizmów. Jednak w zbiornikach wodnych i glebie znajdują się bakterie siarkowe, które utleniają zredukowane związki siarki do wolnej siarki i siarczanów. Bakterie te żyją w środowisku o wysokim stężeniu siarkowodoru. Siarkowodór służy im jako źródło energii do syntezy materia organiczna.[ ...]

Rozkład obejmuje zarówno procesy abiotyczne, jak i biotyczne. Jednak zwykle martwe rośliny i zwierzęta są rozkładane przez mikroorganizmy heterotroficzne i saprofagi. Rozkład ten jest sposobem, w jaki bakterie i grzyby zdobywają pożywienie dla siebie. Rozkład zachodzi zatem w wyniku przemian energetycznych wewnątrz organizmów i pomiędzy nimi. Proces ten jest absolutnie niezbędny do życia, ponieważ bez niego wszystko składniki odżywcze znaleźliby się uwiązani do trupów i nie nowe życie nie mogło powstać. Komórki bakteryjne i grzybnia grzybów zawierają zestawy enzymów niezbędnych do realizacji określonych celów reakcje chemiczne. Enzymy te są uwalniane do martwej materii; część produktów jego rozkładu jest wchłaniana przez rozkładające się organizmy, dla których stanowi pożywienie, inne pozostają w środowisku; ponadto niektóre produkty są eliminowane z komórek. Żaden gatunek saprotrofów nie jest w stanie tego przeprowadzić całkowity rozkład trup. Jednak heterotroficzna populacja biosfery składa się z dużej liczby gatunków, które działając razem, powodują całkowity rozkład. Różne części roślin i zwierząt rozkładają się w różnym tempie. Tłuszcze, cukry i białka rozkładają się szybko, ale celuloza roślinna i lignina, chityna, sierść zwierząt i kości rozkładają się bardzo wolno. Należy pamiętać, że około 25% suchej masy ziół uległo rozkładowi w ciągu miesiąca, a pozostałe 75% rozkładało się wolniej. Po 10 miesiącach Pozostało jeszcze 40% pierwotnej masy ziół. Do tego czasu pozostałości krabów całkowicie zniknęły. […]

Podczas rozkładu białek powstaje także amoniak i jego pochodne, które przedostają się również do powietrza i wód oceanicznych. W biosferze w wyniku nitryfikacji - utleniania amoniaku i innych związków organicznych zawierających azot przy udziale bakterii - powstają różne tlenki azotu, które są podstawą powstawania kwas azotowy. Kwas azotowy łączy się z metalami tworząc sole. W wyniku działania bakterii denitryfikacyjnych sole kwasu azotowego ulegają redukcji do kwas azotowy i dalej do wolnego azotu. [...]

Beztlenowy rozkład białek powodowany jest przez pręciki przetrwalnikowe: Bacillus putrificus, Bacillus sporogenes. Rozkład związków białkowych powodują także fakultatywne beztlenowce Proteus vulgaris i Bacteria coli. Stopień i intensywność rozkładu związków białkowych zależy od struktura chemiczna białko i rodzaj mikroorganizmów. Aminokwasy powstałe podczas rozkładu białek w warunkach beztlenowych ulegają redukcyjnej deaminacji z utworzeniem nasyconych kwasów organicznych i amoniaku. Kwasy organiczne mogą rozkładać się, tworząc metan i dwutlenek węgla. Produktami amonifikacji w warunkach beztlenowych będą metan, amoniak i dwutlenek węgla.[...]

[ ...]

Zachodzi podczas rozkładu alkaloidów i białek.[...]

AMONIFIKACJA to proces rozkładu przez mikroorganizmy związków organicznych zawierających azot (białek, kwasów nukleinowych itp.) z uwolnieniem amoniaku. AMPLITUDA EKOLOGICZNA [łac. amplituda – wartość] – granice zdolności adaptacyjnych gatunku lub zbiorowiska do zmieniających się warunków środowiskowych.[...]

Amoniak powstający podczas rozkładu białek i mocznika w postaci soli amonowych jest wchłaniany przez rośliny lub ulega dalszym przemianom mikrobiologicznym. [...]

Najbardziej stabilnymi produktami rozkładu są substancje humusowe (humus), które jak już podkreślono, są niezbędnym składnikiem ekosystemów. Wygodnie jest rozróżnić trzy etapy rozkładu: 1) mielenie detrytusu poprzez działanie fizyczne i biologiczne; 2) stosunkowo szybkie tworzenie się próchnicy i uwalnianie rozpuszczalnych substancji organicznych przez saprotrofy; 3) powolna mineralizacja próchnicy. Powolność rozkładu próchnicy jest jednym z czynników odpowiedzialnych za opóźnienie rozkładu w porównaniu z produkcją i akumulacją tlenu; znaczenie dwóch ostatnich procesów zostało już omówione. Zazwyczaj humus ma postać ciemnej, często żółtawo-brązowej, amorficznej lub koloidalnej substancji. Według M. M. Kononowej (1961): właściwości fizyczne I struktura chemiczna humus różni się nieznacznie w ekosystemach odległych geograficznie lub zróżnicowanych biologicznie. Jednakże bardzo trudno jest scharakteryzować substancje chemiczne próchnicy, co nie jest zaskakujące, biorąc pod uwagę ogromną różnorodność substancji organicznych, z których pochodzi. Ogólnie rzecz biorąc, substancje humusowe są produktami kondensacji związki aromatyczne(fenole) z produktami rozkładu białek i polisacharydów. Model struktury molekularnej próchnicy pokazano na stronie 475. Jest to pierścień fenolowo-benzenowy z łańcuchami bocznymi; Struktura ta określa odporność substancji humusowych na rozkład mikrobiologiczny. Rozkład związków wymaga oczywiście specjalnych enzymów, takich jak deoksygenazy (Jibson, 1968), których często nie ma w zwykłej glebie i saprotrofach wodnych. Jak na ironię, wiele toksycznych produktów wprowadzanych do środowiska przez człowieka – herbicydy, pestycydy, ścieki przemysłowe – to pochodne benzenu i stanowią poważne zagrożenie ze względu na ich odporność na degradację.

Amoniak powstaje głównie podczas rozkładu biogennych związków zawierających azot – białek i mocznika. Najbardziej prawdopodobna wartość strumienia 1>III3 ze wszystkich źródeł lądowych do atmosfery wynosi 70-100 Mt S/rok. Antropogeniczne emisje amoniaku wynoszą jedynie około 4 Mt K/rok.[...]

Można to wytłumaczyć niższym stosunkiem białek i węglowodanów do ilości tłuszczu w osadzie Ścieki zakład przetwórstwa mięsnego w porównaniu do domowych osadów ściekowych; Jak wiadomo, głównym materiałem budującym organizmy mikroorganizmów biorących udział w procesie rozkładu tłuszczów są białka połączone z węglowodanami, a węglowodany służą jako materiał energetyczny dla ich życiowej aktywności. Dlatego też stosunek składników ulegających fermentacji wpływa na rozkład materii organicznej.[...]

Badania V. S. Butkiewicza wniosły wiele cennych informacji w poznaniu istoty procesu rozkładu organicznych związków azotu. Udało mu się wykazać, że akumulacja amoniaku podczas procesów amonifikacji jest ściśle skoordynowana z obecnością węglowodanów w środowisku. Jeśli w środowisku nie ma węglowodanów, mikroorganizmy intensywnie wykorzystują substancje białkowe jako materiał do oddychania, a azot utlenionych aminokwasów gromadzi się w postaci amoniaku. Jeśli występują węglowodany, wówczas substancje białkowe są wykorzystywane w mniejszym stopniu, a akumulacja amoniaku znacznie maleje, a czasami w ogóle nie występuje. Wzorce te są bardzo ważne podczas fermentacji osadów ściekowych. Na podstawie obecności w cieczy osadowej soli azotowych i amonowych można ocenić, które substancje ulegają rozkładowi: białka czy węglowodany.[...]

Rozkład głównych składników organicznych osadu – białek, tłuszczów, węglowodanów – zachodzi z różną intensywnością, w zależności od dominującej formy niektórych mikroorganizmów. Przykładowo szamba charakteryzują się warunkami stwarzającymi warunki do rozwoju beztlenowych bakterii gnilnych pierwszego etapu (fazy) rozkładu substancji organicznych.[...]

Prawie cały azot pobierany przez roślinę z gleby wchodzi w skład białka roślinnego, które podczas rozkładu (gnicia) uwalnia azot w postaci amoniaku, który można odczuć w stajni podczas rozkładu odchodów końskich (końskich obornik charakteryzuje się szczególnie intensywnym rozkładem, dlatego wykorzystuje się go do ogrzewania szklarni).[...]

Azot jest jednym z najważniejszych składników odżywczych dla roślin. Wchodzi w skład białek, chlorofilu i wielu innych substancji organicznych roślin. Większość aze koncentruje się w materii organicznej gleby, a przede wszystkim w próchnicy.Azot jest dostępny dla roślin głównie w glebie związki mineralne- amoniak i azotany, które powstają podczas rozkładu materii organicznej przez specjalne mikroorganizmy. Dlatego konieczne jest uzupełnianie zapasów azotu w glebie z innych źródeł.[...]

Do substancji organicznych zawartych w glebie zalicza się substancje powstające podczas rozkładu białek, tłuszczów, węglowodanów, do których należą: żywice, błonnik, olejki eteryczne. Dla procesów rozkładu materii organicznej istotna jest zawartość organizmów niszczących (bakterie, pierwotniaki). Jeden hektar gleby może pomieścić od 1000 do 7000 kg różnych bakterii, 350-1000 kg robaków, do 1000 kg stawonogów i od 100 do 1000 kg mikroskopijnych grzybów. Mikroorganizmy te występują na całej grubości gleby, która może sięgać kilku metrów. Zwierzęta bezkręgowe żyją głównie w górnych warstwach. Podobnie system korzeniowy roślin zlokalizowany jest głównie na głębokości kilku metrów (z wyjątkiem niektórych, np. ciernia wielbłądziego, którego korzenie wnikają na głębokość 15 m).[...]

Zapach ścieków zaludnionych obszarach, będący mieszaniną zapachu odchodów z zapachem rozkładu tłuszczów, białek, mydła itp., jest dość charakterystyczny. Zależy to od rozkładu ścieków bytowych oraz od tego, jakie procesy w wodzie dominują - utleniające czy redukcyjne. Niektóre ścieki z zakładów przetwórstwa spożywczego mogą również mieć podobny zapach. Ścieki z termicznej obróbki węgla mają zapach fenoli, smoły i siarkowodoru; Ścieki z przemysłu chemicznego charakteryzują się charakterystycznymi zapachami, zależnymi od rodzaju produkcji, np. zapachem związków organicznych: dwusiarczku węgla, estrów i eterów, alkoholi, kwasów organicznych, związków zawierających azot, merkaptanów, acetylenu itp.[.. .]

Strefa polisaprobowa jest charakterystyczna dla świeżo zanieczyszczonej wody, w której zachodzą początkowe etapy rozkładu związków organicznych. Wody polisaprobowe zawierają dużą ilość substancji organicznych, przede wszystkim białek i węglowodanów. Podczas rozkładu tych substancji wydzielają się w dużych ilościach dwutlenek węgla, siarkowodór i metan. Woda jest uboga w tlen, dlatego procesy chemiczne mają charakter redukcyjny. Silnie niekorzystne warunki środowiskowe prowadzą do ograniczenia liczebności gatunków w populacji roślinnej i zwierzęcej zbiornika. Głównymi mieszkańcami są bakterie, których liczba w 1 ml wody sięga setek milionów. Jest dużo bakterii siarkowych i orzęsków. Wszyscy mieszkańcy strefy polisaprobicznej, zgodnie ze sposobem żywienia, są klasyfikowani jako koyasuyants (konsumenci) lub w inny sposób heterotrofy. Potrzebują gotowej materii organicznej. Producenci (producenci), czyli autotrofy, do których zaliczają się rośliny zielone tworzące materię organiczną ze związków mineralnych, są tu zupełnie nieobecni.[...]

Skład substancji organicznych jest zróżnicowany i obejmuje składniki powstające na różnych etapach rozkładu węglowodanów złożonych, białek, tłuszczów i węglowodanów; materia organiczna gleby zawiera ligninę, błonnik, olejki eteryczne, żywice i garbniki. Fauna glebowa – robaki i specyficzna mikroflora glebowa – odgrywają pewną rolę w tworzeniu próchnicy. Generalnie gleby są wzbogacone w aminokwasy i inne związki organiczne.[...]

Literatura wskazuje, że substancje humusowe występują w naturze jako produkty rozkładu białek, celulozy i ligniny. Dzielą się na kwasy humusowe i nierozpuszczalną ligninę. W pracy tej uwzględniono jedynie kwasy huminowe, których sole są rozpuszczalne w wodzie i zdolne do wymywania.[...]

Inne fizjologiczne grupy beztlenowców biorą udział w cyklu substancji zawierających azot: rozkładają białka, aminokwasy, puryny (bakterie proteolityczne, purynolityczne). Wiele z nich jest w stanie aktywnie wiązać azot atmosferyczny, przekształcając go w formę organiczną. Te beztlenowce pomagają poprawić żyzność gleby. Liczba proteolitycznych i sacharolitycznych komórek beztlenowych w 1 g żyznej gleby sięga nawet milionów. Szczególne znaczenie mają te grupy mikroorganizmów, które biorą udział w rozkładzie trudno dostępnych form związków organicznych, takich jak pektyna i celuloza. To właśnie te substancje stanowią dużą część pozostałości roślinnych i są głównym źródłem węgla dla mikroorganizmów glebowych.[...]

Wiele bakterii w ciągu swojego życia może zakwaszać lub alkalizować środowisko. Na przykład podczas rozkładu mocznika lub białek powstaje amoniak, a podczas zużywania soli kwasów organicznych w środowisku gromadzą się kationy metale alkaliczne.[ ...]

Utlenianie związków białkowych zachodzi do końca z utworzeniem amoniaku, dwutlenku węgla i wody. Jeśli białka zawierają siarkę, jako związki pośrednie powstają również merkaptany (tioalkohole), a po całkowitym rozkładzie powstaje siarkowodór. Najczęstsze tlenowe patogeny rozkładu białek: Bacterium fluorescens, Bacillus subtilis, Bacillus mycoides. Ponadto rozkład związków białkowych może być spowodowany przez promieniowce i wiele grzybów. Nukleoproteiny zawierające kwasy nukleinowe związane z resztami aminokwasów rozkładają się, tworząc węglowodany - rybozę i dezoksyrybozę, azotowe zasady organiczne i Kwas fosforowy.[ ...]

Dwutlenek siarki uwalniany jest do atmosfery podczas spalania paliwa organicznego (węgla, ropy, benzyny, gazu) w wyniku rozkładu białek zawierających siarkę, a także z przedsiębiorstw przetwarzających rudy siarki. Transport samochodowy jest potężnym źródłem emisji dwutlenku siarki w miastach.[...]

Substancje zawierające azot (sole amonowe, azotyny i azotany) powstają w wodzie głównie w wyniku rozkładu związków białkowych, które dostają się do zbiornika wraz ze ściekami bytowymi i przemysłowymi. Rzadziej w wodzie występuje amoniak pochodzenia mineralnego, powstający w wyniku redukcji organicznych związków azotowych. Jeżeli przyczyną powstawania amoniaku jest gnicie białek, to takie wody nie nadają się do picia.[...]

Dwie pierwsze grupy wykorzystują łatwiej rozkładające się substancje organiczne, takie jak cukry, aminokwasy i proste białka. Następnie bakterie celulozowe rozpoczynają „pracę” nad związkami trwalszymi, natomiast promieniowce są bezpośrednio spokrewnione z humusem. Poniżej przedstawiono możliwy model struktury cząsteczki kwasu humusowego.[...]

Osady ściekowe i stężone ścieki przemysłowe o WPC powyżej 5 g/l ulegają biochemicznemu rozkładowi w warunkach beztlenowych. Może wystąpić w konstrukcjach szamba, które są szambo, przez które powoli przepływają ścieki. W osadniku dwupoziomowym oddziela się osad od przepływających ścieków i w komorze osadowej następuje jego rozkład. W oczyszczalniach o dużej wydajności osady ściekowe oddzielane są w osadnikach wstępnych i wraz z osadem nadmiernym poddawane są fermentacji w komorach fermentacyjnych. O intensywności i głębokości rozkładu osadu decyduje przede wszystkim jego skład, który zmienia się w zależności od stosunku zawartości głównych składników organicznych (węglowodany/białka, związki tłuszczopodobne) oraz substancje nieorganiczne. Zazwyczaj komunalne osady ściekowe zawierają 70-80% materii organicznej. Zatem przybliżony skład osadu (%) to: białka 24, węglowodany 23, substancje tłuszczopodobne do 30. Najczęściej kwas octowy, masłowy i propionowy otrzymuje się podczas kwaśnej fermentacji osadu. Powstałe gazy zawierają dwutlenek węgla, metan, wodór i siarkowodór. Faza wodna ma odczyn kwaśny (pHС5), nie ma właściwości buforujących i ma silny nieprzyjemny zapach.[...]

Wraz ze ściekami bytowymi i przemysłowymi, w tym ściekami z zakładów przemysłowych, do zbiorników wodnych dostają się białka, tłuszcze, oleje, ropa naftowa i produkty naftowe, barwniki, żywice, garbniki, detergenty i wiele innych zanieczyszczeń. Z pól zmywane są nawozy i pestycydy – środki zwalczania szkodników upraw. Dlatego wody otwartych źródeł zaopatrzenia w wodę zawierają praktycznie wszystko pierwiastki chemiczne, w tym szkodliwe dla zdrowia takie jak ołów, cynk, cyna, chrom, miedź. Nie mając na celu przedstawienia pełnego przeglądu składu zanieczyszczeń wprowadzanych ze ściekami i wierząc, że właściwości zanieczyszczeń biologicznych zostały omówione wystarczająco szczegółowo w poprzedniej części tego rozdziału, będziemy rozwodzić się jedynie nad niektórymi rodzajami zanieczyszczeń, charakterystycznymi dla których cechy to: szerokie rozpowszechnienie, szczególnie w ostatnie lata; właściwości toksyczne; trudna separacja podczas oczyszczania ścieków; powolne utlenianie i rozkład w wodach otwartych; zakłócający wpływ na procesy oczyszczania wody, w tym koagulacji; zdolność „bycia wskaźnikami głębokości oczyszczenia wody z poszczególnych [pierwiastków. […]]

Tworzenie substancji humusowych zachodzi przy udziale dwóch rodzajów procesów. Procesy pierwszego typu zapewniają częściowy rozkład (rozkład) martwej materii organicznej na prostsze związki: białka rozkładają się na aminokwasy, węglowodany na cukry proste, rozkład ligniny nie jest dostatecznie zbadany. W wyniku procesów drugiego typu dochodzi do kondensacji związków aromatycznych typu fenolowego (produktów rozkładu ligniny i celulozy) z aminokwasami (produktami rozkładu mikroorganizmów). W rezultacie pojawia się układ organicznych kwasów wielkocząsteczkowych, które są zdolne do dalszej polimeryzacji. W procesie powstawania próchnicy i utrzymywaniu jej składu ważną rolę odgrywają mikroorganizmy heterotroficzne i autotroficzne, których aktywność geochemiczna została omówiona wcześniej.[...]

Skład organiczny. Powstaje ze związków występujących w dużych ilościach w pozostałościach roślinnych i zwierzęcych. Są to białka, węglowodany, kwasy organiczne, tłuszcze, lignina, garbniki itp., które łącznie stanowią 10-15% całkowitej masy materii organicznej w glebie. Kiedy materia organiczna ulega rozkładowi, zawarty w niej azot przekształca się w formy dostępne dla roślin. Substancje organiczne odgrywają ważną rolę w tworzeniu gleby, decydują o chłonności gleb, wpływają na strukturę górnych poziomów glebowych i ich właściwości fizyczne.[...]

Znaczna część azotu zawartego w kwasach humusowych przechodzi do roztworu podczas słabszej hydrolizy (S.S. Dragunov) w porównaniu do typowych białek. Ponadto białka pozostałości roślinnych są łatwo i szybko rozkładane przez mikroorganizmy glebowe, a ich rozkładowi towarzyszy resynteza białka osocza drobnoustrojów, które z kolei łatwo ulega rozkładowi. Dlatego też hydrolizowalna część azotu kwasu humusowego najwyraźniej jest reprezentowana nie przez białka, ale przez produkty ich głębokiego rozkładu - aminokwasy, które występują w postaci słabego wiązania z rdzeniem kwasu humusowego.

TOKSYNY to toksyczne substancje wytwarzane przez niektóre mikroorganizmy, rośliny i zwierzęta. Z natury chemicznej - polipeptydy i białka. Czasami termin T. obejmuje trucizny o charakterze niebiałkowym. Najbardziej zbadane drobnoustroje T., które dzielą się na egzotoksyny (wydalane do środowiska podczas wzrostu) i endotoksyny (uwalniane po śmierci organizmów). TOKSYFIKACJA - wzrost toksyczności w wyniku tworzenia się nowych, bardziej toksycznych substancji podczas rozkładu (biologicznego lub fizykochemicznego) pestycydów. Poślubić. substancja zanieczyszczająca, Szkodliwa substancja. TOKSYCZNE DZIAŁANIE ZANIECZYSZCZENIA to szkodliwe działanie substancji chemicznej na organizmy (ludzi, zwierzęta, rośliny, grzyby, mikroorganizmy). Przy połączonym działaniu toksycznym kilku substancji zanieczyszczających wyróżnia się: sumowanie szkodliwych skutków; supersumowanie lub wzmocnienie; nihilacja - efekt jest mniejszy niż przy sumowaniu; zmiana charakteru działania toksycznego (na przykład pojawienie się właściwości rakotwórczych). TOKSYCZNOŚĆ - toksyczność, właściwość związków chemicznych polegająca na szkodliwym lub nawet śmiertelnym działaniu na organizm. [...]

Istotnym zainteresowaniem naukowym i praktycznym są nierozpuszczalne w wodzie kopolimery szczepione celulozy i biologicznie aktywne białka(enzymy, antygeny). Jako specyficzne katalizatory można zastosować szczepione kopolimery celulozy i enzymów, które w dowolnym momencie można łatwo usunąć z reakcji. Zastosowanie tych kopolimerów umożliwia rozwiązanie szeregu problemów, których nie można rozwiązać za pomocą konwencjonalnych enzymów rozpuszczalnych w wodzie, na przykład izolację czystych produktów enzymatycznego rozkładu substratu, izolację i późniejsze badanie produktów pośrednich enzymatyczny rozkład substratu, aktywacja enzymu, a następnie całkowite usunięcie substancji aktywującej, sorpcja, późniejsza izolacja i badanie inhibitorów enzymów. Nierozpuszczalne w wodzie kopolimery szczepione celulozy i antygenów, zwane immunoadsorbentami, służą do adsorpcji przeciwciał w celu ich ilościowego oznaczenia, izolacji w czystej postaci do dalszych badań i zastosowań. Do syntezy nierozpuszczalnych w wodzie szczepionych kopolimerów białek biologicznie aktywnych zaleca się stosowanie celulozy zamiast polimerów syntetycznych, ponieważ niespecyficzna adsorpcja białek na materiałach celulozowych jest znacznie niższa niż na polimerach syntetycznych.

Rozwój roślinności wyższej w pobliżu zbiorników powoduje przedostawanie się do wody rozpuszczonych produktów organicznych ich żywotnej aktywności i rozkładu. W wyniku rozkładu makrofitów w wodzie mogą pojawić się białka, węglowodany, kwasy organiczne, garbniki, a także praktycznie nierozpuszczalna lignina, hemiceluloza, tłuszcze, woski i żywice.

W żywej komórce jednocześnie zachodzi wiele różnorodnych, wieloetapowych procesów: utlenianie i redukcja, synteza i rozkład, przenoszenie rodników metylowych, hydroliza itp. Niektóre drobnoustroje mają zdolność uczestniczenia w wielu etapach rozkładu materii. Na przykład mogą wykorzystywać białka, a następnie węglowodany, utleniać alkohole i kwasy, alkohole, a następnie aldehydy, zużywać azot elementarny, a następnie związany azot itp. Ale są też mikroorganizmy, które są w stanie spożywać tylko określone określone węglowodory i aminokwasy, bez korzystanie z innych. [...]

Tkanka wodorostów składa się z około 87% wody i 13% substancji organicznych i mineralnych, przy czym te pierwsze wahają się od 55 do 62% suchej masy. Białka stanowiące 5-7% suchej masy odpowiadają pod względem wartości odżywczej białku sojowemu i mogą być stosowane jako dodatki w paszach dla zwierząt. Kullney porównuje zarośla wodorostów Ganta z prawdziwymi podwodnymi lasami, które zapewniają schronienie masie organizmów morskich i ryb. To samo można powiedzieć o zaroślach wodorostów japońskich.Zarośla te nie stracą swojej roli naturalnych „obrońców” młodych osobników nawet przy sztucznej uprawie na farmach oceanicznych.[...]

Szybkość reakcji chemicznych w próbkach roślin pobranych w okresie aktywnej wegetacji jest znacznie większa niż w wielu analizowanych obiektach (np. ziarno, słoma, nasiona). Dzięki pracy enzymów trwają procesy biochemiczne, w wyniku których rozkładają się takie substancje jak skrobia, białka, kwasy organiczne, a zwłaszcza witaminy.[...]

Inne drobnoustroje rozkładające cukier, skrobię, a nawet błonnik wytwarzają lotne kwasy, a w pobliżu węgiel, wodór i metan, które są niepotrzebne dla organizmu, a energia cieplna przynosi korzyść tylko mikroorganizmowi i jest tracona dla żywiciela. Wreszcie trzecia bakteria rozkłada białka i enzymy na małe cząsteczki albumoz i peptonów, a następnie na aminokwasy i zasady. Ale aktywność bakterii na tym się nie kończy, bo byłoby to konieczne dla organizmu żywiciela, ale prowadzi dalej do rozkładu tych związków na amoniak, kwasy tłuszczowe, alkohol i węglowodory, które nie są potrzebne żywicielowi.[... ]

Głównym elementem biocenozy tlenowej jest komórka bakteryjna. W komórce zachodzą różnorodne, wieloetapowe procesy przemian substancji organicznych. Biocenoza zawiera bakterie zdolne do spożywania tylko niektórych węglowodorów lub aminokwasów. Razem z tym istnieje duża liczba bakterie biorące udział w kilku etapach rozkładu materii organicznej. Potrafią wykorzystywać najpierw białka, potem węglowodany, utleniać alkohole, a następnie kwasy lub alkohole i aldehydy itp. Niektóre rodzaje drobnoustrojów potrafią do końca rozkładać materię organiczną, np. do powstania dwutlenku węgla i wody, inne jedynie do powstania produktów pośrednich. Z tego powodu podczas oczyszczania ścieków to nie pojedyncze kultury mikroorganizmów dają pożądany efekt, ale ich naturalny kompleks, w skład którego wchodzą gatunki bardziej rozwinięte [Rogovskaya T.I., 1967].[...]

Vonrosa temat substancji wykorzystywanych w procesie oddychania od dawna zajmuje fizjologów. Wciąż w twórczości I. II. Borodin wykazał, że intensywność procesu oddychania jest wprost proporcjonalna do zawartości węglowodanów w tkankach roślinnych. Dało to podstawę do przypuszczenia, że ​​węglowodany są główną substancją zużywaną podczas oddychania. W wyjaśnieniu tej kwestii bardzo ważne ma definicję współczynnika oddechowego. Jeżeli w procesie oddychania wykorzystuje się węglowodany, to proces przebiega według równania SeH 120b + 6O2 = 6CO2 + 6H2O, w tym przypadku współczynnik oddechowy jest równy jeden - p = 1. Jeżeli jednak związki są bardziej utlenione, np. kwasy organiczne, ulegają rozkładowi podczas procesu oddychania, zmniejsza się wchłanianie tlenu, współczynnik oddechowy staje się większy niż jeden. Kiedy podczas oddychania utlenia się więcej zredukowanych związków, takich jak tłuszcze lub białka, potrzeba więcej tlenu, a współczynnik oddechowy staje się mniejszy niż jedność.

W metabolizm mikroorganizmów substancje zawierające azot ulegają różnym przemianom. Przez przypadek powierzchowne podobieństwo, różne rodzaje psucia się żywności są często nazywane gniciem. Jednak gnicie to proces głębokiego rozkładu substancji białkowych przez mikroorganizmy.

Zdolność do rozkładu substancji białkowych w różnym stopniu jest charakterystyczna dla wielu mikroorganizmów. Niektóre z nich rozkładają białka bezpośrednio, inne mogą działać jedynie na mniej lub bardziej proste produkty rozkładu cząsteczki białka, na przykład peptydy, aminokwasy itp.

Drobnoustroje wykorzystują produkty rozkładu białek do syntezy substancji w swoim organizmie, a także jako materiał energetyczny.

Chemia rozkładu białek. Gnicie jest złożonym, wieloetapowym procesem biochemicznym, którego charakter i końcowy wynik zależą od składu rozkładających się białek, warunków procesu oraz rodzaju mikroorganizmów go wywołujących.

Substancje białkowe nie mogą bezpośrednio przedostawać się do komórek mikroorganizmów, dlatego z białek mogą korzystać jedynie te mikroorganizmy, które posiadają enzymy proteolityczne – egzoproteazy wydzielane przez komórki do środowiska.

Proces rozkładu białek rozpoczyna się od ich hydrolizy. Podstawowymi produktami hydrolizy są peptony i peptydy. Są one rozkładane na aminokwasy, które są końcowymi produktami hydrolizy.

Różne aminokwasy powstałe podczas rozkładu białek są wykorzystywane przez mikroorganizmy lub poddawane przez nie dalszym zmianom, np. deaminacji, w wyniku której powstaje amoniak i różne związki organiczne. Proces deaminacji może przebiegać na różne sposoby. Wyróżnia się deaminację hydrolityczną, oksydacyjną i redukcyjną.

Deaminacji hydrolitycznej towarzyszy powstawanie hydroksykwasów i amoniaku. Jeśli zachodzi również dekarboksylacja aminokwasu, powstaje alkohol, amoniak i dwutlenek węgla:

1 Ze względu na to, że w końcowych produktach rozkładu białek zawsze występuje amoniak, proces gnicia nazywany jest także amonifikacją substancji białkowych.

Podczas deminacji oksydacyjnej powstają ketokwasy i amoniak:

Tworzą się podczas deaminacji redukcyjnej kwasy karboksylowe i amoniak:

Z powyższych równań jasno wynika, że ​​wśród produktów rozkładu aminokwasów, w zależności od budowy ich rodnika (R), znajdują się różne kwasy organiczne i alkohole. Zatem podczas rozkładu aminokwasów tłuszczowych mogą gromadzić się kwasy mrówkowy, octowy, propionowy, masłowy i inne, alkohole propylowe, butylowe, amylowe i inne alkohole. Podczas rozkładu aminokwasów aromatycznych produktami pośrednimi są charakterystyczne produkty gnicia: fenol, krezol, skatol, indol - substancje posiadające bardzo nieprzyjemny zapach. Rozkład aminokwasów zawierających siarkę wytwarza siarkowodór lub jego pochodne - merkaptany (na przykład merkaptan metylowy CH 3 SH). Merkaptany mają zapach zgniłych jaj, który jest wyczuwalny nawet przy znikomych stężeniach.

Diaminokwasy powstające podczas hydrolizy białek mogą ulegać dekarboksylacji bez eliminacji amoniaku, w wyniku czego powstają diaminy i dwutlenek węgla. Na przykład lizyna jest przekształcana w zwłoki:

Podobnie ornityna przekształca się w putrescynę.

Zwłoki, putrescyna i inne aminy powstałe podczas rozkładu często grupuje się pod ogólną nazwą ptomaines (trucizny trupiwe), niektóre z nich mają właściwości trujące.

Dalsze przemiany azotowych i bezazotowych związków organicznych powstałe w wyniku rozkładu różnych aminokwasów zależą od warunków środowiskowych i składu mikroflory. Mikroorganizmy tlenowe utleniają te związki, dzięki czemu mogą zostać całkowicie zmineralizowane. W tym przypadku końcowymi produktami rozkładu są amoniak, dwutlenek węgla, woda, siarkowodór i sole kwasu fosforowego. W warunkach beztlenowych nie zachodzi całkowite utlenianie produktów pośrednich rozkładu aminokwasów. W związku z tym oprócz amoniaku i dwutlenku węgla gromadzą się różne kwasy organiczne, alkohole, aminy i inne związki organiczne, które mogą obejmować substancje o właściwościach toksycznych oraz substancje, które nadają gnijącemu materiałowi obrzydliwy zapach.

Patogeny gnicia. Wśród wielu mikroorganizmów

zdolne do pewnego stopnia rozkładu białek, szczególne znaczenie mają mikroorganizmy powodujące głęboki rozkład białek, a właściwie gnicie. Takie mikroorganizmy są zwykle nazywane gnilnymi. Spośród nich najważniejsze są bakterie. Bakterie gnilne mogą być tworzące przetrwalniki i nie tworzące przetrwalników, tlenowe i beztlenowe. Wiele z nich jest mezofilnych, ale niektóre są odporne na zimno i ciepło. Większość jest wrażliwa na kwasowość.

Najczęstsze i aktywne patogeny procesów gnilnych są następujące.

Bacillus pałeczki siana i ziemniaka 1 – bakterie tlenowe, ruchliwe, gram-dodatnie, przetrwalnikujące

Ryż. 32. Ty. napisy:

A– pręciki i zarodniki owalne; b – kolonia

(ryc. 32). Ich zarodniki są bardzo odporne na ciepło. Optymalna temperatura dla rozwoju tych bakterii wynosi 35–45°C, maksymalny wzrost następuje w temperaturze około 50–55°C; w temperaturach poniżej 5 °C nie rozmnażają się. Oprócz rozkładu białek, takie bakterie są zdolne do rozkładu substancji pektynowych, polisacharydów tkanek roślinnych i fermentujących węglowodanów. Prątki siana i ziemniaka są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie i są przyczyną psucia się wielu produktów spożywczych. Wytwarzają substancje antybiotykowe, które hamują rozwój wielu bakterii chorobotwórczych i saprofitycznych.

Bakterie z rodzaju Pseudomonas są tlenowymi, ruchliwymi pałeczkami, z polarną wicią, nie tworzą zarodników i są Gram-ujemne (ryc. 33a). Wiele gatunków jest mrozoodpornych, minimalna temperatura ich wzrostu wynosi od –2 do –5°C, optymalna około 20°C. Oprócz działania proteolitycznego wiele pseudomonas wykazuje działanie lipolityczne, są w stanie fermentować węglowodany za pomocą tworzenie kwasów i wydzielanie śluzu Rozwój

1 Zgodnie z Międzynarodowym Kodeksem Nomenklatury Bakteriów, prątki i prątki ziemniaczane są uważane za synonimy tego samego gatunku, Bacillus subtilis.

a aktywność biochemiczna tych bakterii jest znacząco hamowana przy pH poniżej 5,5 i stężeniu NaCl w pożywce 5–6%. Pseudomonas są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie i są antagonistami wielu bakterii i pleśni, ponieważ tworzą substancje antybiotykowe. Niektóre gatunki Psudomonas są czynnikami sprawczymi chorób (bakterioz) roślin uprawnych, owoców i warzyw.

Proteus (Proteus vulgaris) to małe gram-ujemne pałeczki, nie zawierające zarodników, o wyraźnych właściwościach gnilnych. Kiedy rozwija się w nich Proteus, substraty białkowe nabierają silnego gnilnego zapachu. W zależności od warunków

Ryż. 33.

A - Pseudomonas; B - Proteus zwyczajny

Przez całe życie bakterie te są w stanie zauważalnie zmieniać swój kształt i rozmiar (ryc. 33, B).

Proteus jest fakultatywnym beztlenowcem; fermentuje węglowodany tworząc kwasy i gazy. Dobrze rozwija się zarówno w temperaturze 25°C, jak i 37°C, przestaje się namnażać dopiero w temperaturze około 5°C, ale można go także konserwować w mrożonkach.

Cechą charakterystyczną Proteusa jest jego bardzo energetyczna mobilność. Ta właściwość leży u podstaw metody identyfikacji Proteusa na produktach spożywczych i oddzielania go od towarzyszących mu bakterii. Niektóre typy Proteusów wydzielają substancje toksyczne dla ludzi (patrz s. 159).

Clostridium putrificum (ryc. 34, A)– pręcik beztlenowy, mobilny, zarodnikujący. Jego stosunkowo duże zarodniki znajdują się bliżej końca komórki, która jednocześnie nabiera podobieństwa do podudzia. Zarodniki są dość odporne na ciepło. Bakteria ta nie fermentuje węglowodanów. Białka rozkładają się, tworząc duże ilości gazów (NH 3, H2S). Optymalna temperatura rozwoju wynosi 37–43°C, minimalna to 5°C.

Clostridium sporogertes (ryc. 34, B)- pręt beztlenowy, ruchliwy, zarodnikowy. Zarodniki są odporne na ciepło, w komórce znajdują się bliżej jej końca. Charakterystyczne jest bardzo szybkie (w pierwszym dniu wzrostu) powstawanie zarodników. Bakteria ta fermentuje węglowodany, tworząc kwasy i gazy oraz ma zdolność lipolityczną. Podczas rozkładu białek wydziela się obficie siarkowodór. Optymalna temperatura rozwoju wynosi 35–40°C, minimalna to około 5°C.

Obydwa typy Clostridia są znane jako czynniki powodujące psucie się żywności w puszkach (mięsa, ryb itp.).

Ryż. 34.

A - Clostridium putrificum; b – Clostridium sporogenes

Praktyczne znaczenie procesów rozpadu. Gnijące mikroorganizmy często powodują ogromne szkody gospodarka narodowa, powodując psucie się cennych i bogatych w białko produktów spożywczych, takich jak mięso i przetwory mięsne, ryby i przetwory rybne, jaja, mleko itp. Jednak te mikroorganizmy odgrywają dużą pozytywną rolę w obiegu substancji w przyrodzie, mineralizując substancje białkowe, które przedostać się do gleby i wody.

Procesy gnilne. Pojęcie rozkładu tlenowego i beztlenowego. Patogeny. Rola procesów gnilnych w przyrodzie i przemyśle spożywczym

Gnicie to proces głębokiego rozkładu substancji białkowych. Jednym z końcowych produktów rozkładu substancji białkowych jest amoniak, dlatego proces rozkładu nazywa się amonifikacją.

Białka są związkami wielkocząsteczkowymi, dlatego najpierw ulegają rozszczepieniu zewnątrzkomórkowemu przez enzymy proteolityczne mikroorganizmów, które są egzoenzymami.

Rozpad białek zachodzi etapami:

białka > peptony > polipeptydy > aminokwasy

Powstałe aminokwasy dyfundują do wnętrza komórek i mogą być wykorzystane zarówno w metabolizmie konstruktywnym, jak i energetycznym.

Rozkład aminokwasów rozpoczyna się od deaminacji i dekarboksylacji. Kiedy następuje deaminacja aminokwasów, grupa aminowa jest eliminowana z utworzeniem amoniaku, kwasów organicznych (kwas masłowy, octowy, propionowy, hydroksy i keton) oraz wysokocząsteczkowych alkoholi.

Następnie powstawanie produktów końcowych zależy od warunków procesu i rodzaju mikroorganizmu powodującego rozkład.

Aerobowe gnicie. Zachodzi w obecności tlenu atmosferycznego. Końcowymi produktami rozkładu tlenowego są, oprócz amoniaku, dwutlenek węgla, siarkowodór i merkaptany (które mają zapach zgniłych jaj). Siarkowodór i merkaptany powstają podczas rozkładu aminokwasów zawierających siarkę (cystyna, cysteina, metionina).

Gnicie beztlenowe. Zachodzi w warunkach beztlenowych. Końcowymi produktami rozkładu beztlenowego są produkty dekarboksylacji aminokwasów (usunięcia grupy karboksylowej) z utworzeniem śmierdzących substancji: indolu, akatolu, fenolu, krezolu, diamin (ich pochodne są truciznami trującymi i mogą powodować zatrucia) .

Patogeny procesów gnilnych

Czynnikami powodującymi gnicie tlenowe są bakterie tworzące przetrwalniki z rodzaju Bacillus: Bacillus mycoides (pałeczka gruszkowata); Bacillus megaterium (pałeczka kapusty); Bacillus mesentericus (pałeczek ziemniaczany); Bacillus subtilis (Bacillus siana), a także pałeczki nieprzetrwalnikujące: Serrate marcencens (cudowny kij); Proteus vulgaris (kijek Proteus); Escherichia coli (Escherichia coli) i inne mikroorganizmy.

Czynnikami sprawczymi gnicia beztlenowego są beztlenowe pręciki zarodnikowe z rodzaju Clostridium (proteolityczne Clostridia): Clostridium sporogenes, Clostridium subterminalis, Clostridium perfringens, Clostridium botulinum.

Praktyczne znaczenie procesów gnilnych

Mikroorganizmy gnilne często wyrządzają ogromne szkody w gospodarce narodowej, powodując psucie się produktów spożywczych bogatych w białko: mięsa i przetworów mięsnych, jaj, mleka, ryb i przetworów rybnych itp.

W przyrodzie (w wodzie, glebie) bakterie gnilne aktywnie rozkładają martwe tkanki zwierzęce i roślinne, mineralizują substancje białkowe, a tym samym odgrywają ważną rolę w obiegu węgla i azotu.

Rozkład błonnika i substancji pektynowych przez mikroorganizmy

Rozkład substancji pektynowych przypomina fermentację kwasu masłowego. Zachodzi w warunkach beztlenowych. Pod wpływem enzymów pektolitycznych mikroorganizmów prototopektyna przekształca się w rozpuszczalną pektynę, która rozkłada się tworząc kwasy galakturonowe, węglowodany (ksylozę, galaktozę, arabinozę), alkohol metylowy i inne substancje. Cukry są następnie fermentowane przez bakterie z rodzaju Clostridium w celu wytworzenia kwasu masłowego i octowego, dwutlenku węgla i wodoru.

Wszystkie te procesy prowadzą do mineralizacji (gnicia) dotkniętych obiektów (owoce, warzywa) i innych rodzajów psucia.

Fermentacja błonnika polega na jego rozkładzie w warunkach beztlenowych z utworzeniem kwasu masłowego, octowego, dwutlenku węgla, alkohol etylowy, wodór. Proces ten realizowany jest przez tworzące przetrwalniki mezofilne i termofilne bakterie celulozowe należące do rodzaju Clostridium.

Gdy włókno ulega rozkładowi tlenowemu, końcowymi produktami są dwutlenek węgla i woda. Do mikroorganizmów tlenowych utleniających błonnik zaliczają się mezofilne bakterie tlenowe z rodzajów Cytophaga i Anginococcus. Cellvibrio, Pseudomonas, promieniowce z rodzaju Streptomyces i grzyby mikroskopijne (rodzaj Penicillium, Alternaria, Fusarium itp.).

W przyrodzie bakterie rozkładające pektyny i celulozy odgrywają ważną rolę w rozkładzie pozostałości roślinnych, a co za tym idzie w obiegu węgla.

Chemia amonifikacji.

Gnijące zwłoki (gnicie zwłok, P utrefakt pośmiertny ) – rozkład materii organicznej zwłok pod działaniem układów enzymatycznych mikroorganizmów z utworzeniem końcowych produktów nieorganicznych.
Charakterystycznymi produktami rozkładu są woda, dwutlenek węgla, amoniak, siarkowodór, lotne kwasy tłuszczowe (mrówkowy, octowy, masłowy, walerianowy i kapronowy oraz izomery trzech ostatnich kwasów), fenol, krezol, indol, skatol, aminy, trimetyloamina, aldehydy, alkohole, zasady purynowe itp. Część z tych substancji powstaje w procesie rozkładu, inne zawarte są w zwłokach, jednak podczas rozkładu ich ilość wzrasta wielokrotnie. W rozpadzie bierze udział dość duża liczba różnych bakterii tlenowych, fakultatywnie beztlenowych i beztlenowych tworzących przetrwalniki i nie tworzących przetrwalników.

W temperaturze przechowywania około 0°C gnicie jest spowodowane głównie działaniem bakterii psychrofilnych, najczęściej z rodzaju Pseudomonas. W podwyższonych temperaturach przechowywania gnicie białek powodowane jest głównie przez mezofilne mikroorganizmy gnilne: bakterie nieprzetrwalnikujące – Proteus vulgaris, Serratia marcescens, Bacillus subtilis, Bacillus ziemniaczany (Bac. mesentericus), Bacillus grzybowy (Bac. mycoides) i inne pałeczki tlenowe; beztlenowe Clostridia - sporogenes Bacillus (Cl. sporogenes), putrificus bacillus (Cl. putrificus) i perfringens bacillus (Cl. perfringens). Pleśnie mogą również brać udział w procesach rozkładu.

W większości przypadków skład gatunkowy flory bakteryjnej rozwijającej się podczas rozkładu zwłok zależy od charakteru bakterii znajdujących się w przewodzie pokarmowym zmarłego.

Gnicie zwłok jest sekwencyjnym, wieloetapowym procesem, którego każdy etap następuje wraz z utworzeniem określonej liczby produktów rozkładu, które ulegają dalszym sekwencyjnym przemianom.

Etapowy charakter procesów rozkładu wynika z nierównej aktywności enzymatycznej gnilnej mikroflory w stosunku do różnych substancji. Białka znajdujące się w stanie rozpuszczonym, takie jak białka krwi i białka płynu mózgowo-rdzeniowego, są łatwiej podatne na działanie mikroorganizmów. Transformacja produktów rozkładu białek następuje poprzez substancje pośrednie z utworzeniem końcowych, śmierdzących produktów rozpadu. W gnilnym rozkładzie zwłok mogą brać udział różne mikroorganizmy, zarówno jednocześnie, jak i sekwencyjnie: przede wszystkim te, które są w stanie zniszczyć cząsteczka białka, a następnie drobnoustroje, które asymilują produkty rozkładu białek.

Ogółem w wyniku gnicia zwłok etapami może powstać około 1300 różnych związków, których skład chemiczny zależy od czasu rozkładu materiału zwłok, temperatury, obecności wilgoci, dostępu powietrza, flory bakteryjnej, składu narządów i tkanek ulegających rozkładowi, a także od szeregu innych czynników.

Jednym z początkowych produktów gnilnego rozkładu białek są peptony (mieszaniny peptydów), które podawane pozajelitowo mogą powodować zatrucie. Peptydy rozkładają się, tworząc merkaptanty (tioalkohole i tiofenole), a także aminokwasy. Wolne aminokwasy powstające podczas hydrolizy peptonów ulegają deaminacji, oksydacyjnej lub redukcyjnej dekarboksylacji. Podczas deaminacji aminokwasów powstają lotne kwasy tłuszczowe (kapronowe, izokapronowe itp.), A podczas dekarboksylacji powstają różne toksyczne zasady organiczne - aminy. Aminokwasy zawierające siarkę rozkładają się, uwalniając merkaptan metylu, siarkowodór i inne związki siarki.

Tlenowce wykazują największą aktywność na białkach - B. proteus, B. pyocyaneum, B. mesentericus, B. subtilis, paciorkowce i gronkowce; beztlenowce - kl. putrificus, kl. histolyticus, kl. perfringens, kl. Sporogenes, B. bifidus, acidofilus, B. butyricus... Aminokwasy rozkładają tlenowce - B. faecalis alcaligenes, B. lactis aerogenes, B. aminoliticus, E. coli itp.

Kiedy lipoproteiny gniją, najpierw oddziela się od nich część lipidowa. Integralna część lecytyna zawarta w mięśniach, mózgu i rdzeniu kręgowym to cholina, która w procesie rozkładu przekształca się w trimetyloaminę, dimetyloaminę i metyloaminę. Trimetyloamina utlenia się, tworząc tlenek trimetyloaminy, który ma rybi zapach. Ponadto podczas gnicia zwłok z choliny może powstać toksyczna substancja – neuronyna.

Podczas gnilnego rozkładu węglowodanów powstają kwasy organiczne, produkty ich dekarboksylacji, aldehydy, ketony, laktony i tlenek węgla.

Nukleoproteiny podczas rozpadu rozkładają się na białko i Kwas nukleinowy, która następnie rozpada się na części składowe, w wyniku czego powstają hipoksantyna i ksantyna – produkty rozkładu nukleoprotein.

Diaminy biogenne, powstające w wyniku częściowego rozkładu białek i dekarboksylacji ich aminokwasów, mające działanie toksyczne, nazywane są zbiorczo „trucizną zwłok”. Zasady organiczne (etylenodiamina, kadaweryna, putrescyna, skatol, indol, etylenodiamina itp.) powstałe podczas rozpadu białek nazywane są także ptomainami (z greckiego - Πτώμα, co oznacza martwe ciało, zwłoki).

Do głównych substancji toksycznych należą putrescyna i kadaweryna, a także spermidyna i spermina. Putrescyna, 1,4-tetrametylenodiamina, H2N(CH2)4NH2; należy do grupy amin biogennych. Substancja krystaliczna o wyjątkowo nieprzyjemnym zapachu, temperatura topnienia 27-28°C. Po raz pierwszy odkryto go w produktach gnilnego rozkładu białek. Powstaje, gdy bakterie dekarboksylują aminokwas ornitynę. W tkankach organizmu putrescyna jest związkiem wyjściowym do syntezy dwóch fizjologicznie aktywnych poliamin – spermidyny i sperminy. Substancje te wraz z putrescyną, kadaweryną i innymi diaminami wchodzą w skład rybosomów, uczestnicząc w utrzymaniu ich struktury.

Zwłoki (od łac. zwłoki - zwłoki), α, ε-pentametylenodiamina - związek chemiczny o wzorze NH2(CH2)5NH2. Swoją nazwę zawdzięcza bardzo silnemu, trupiemu zapachowi. Jest to bezbarwna ciecz o gęstości 0,870 g/cm3 i temperaturze wrzenia 178-179°C. Kadaweryna jest łatwo rozpuszczalna w wodzie i alkoholu, daje dobrze krystalizujące sole. Zamarza w temperaturze +9°C. Zawarte w produktach gnilnego rozkładu białek; powstaje z lizyny podczas jej enzymatycznej dekarboksylacji. Znaleziono w roślinach. Zwłoki można wytwarzać sztucznie z cyjanku trimetylenu.

Sperma jest substancją chemiczną z klasy alifatycznych poliamin. Uczestniczy w metabolizmie komórkowym, występuje we wszystkich komórkach eukariotycznych, w organizmach żywych powstaje ze spermidyny. Sperma została po raz pierwszy wyizolowana z ludzkiego nasienia w 1678 roku przez Anthony'ego van Leeuwenhoeka w postaci krystalicznej soli (fosforanu). Nazwy „spermina” po raz pierwszy użyli niemieccy chemicy Ladenburg i Abel w 1888 roku. Obecnie spermina występuje w różnych tkankach dużej liczby organizmów i jest czynnikiem wzrostu niektórych bakterii. W fizjologicznym pH występuje w postaci polikationu.

Należy zauważyć, że toksyczność chemicznie czystych ptomen jest niska w porównaniu z wpływem materiału pochodzącego bezpośrednio ze zwłok. W doświadczeniach na szczurach dawka toksyczna zwłok wynosi 2000 mg/kg, putrescyny – 2000 mg/kg, spermidyny i sperminy – 600 mg/kg.

Dlatego toksyczne właściwości materiału zwłok tłumaczy się działaniem niektórych zanieczyszczeń (toksyny bakteryjne i szereg produktów syntezy powstających w materiale zwłok pod wpływem enzymów bakteryjnych) zawartych wraz z poliaminami w gnilnym materiale biologicznym.

Gnicie może nastąpić zarówno przy dostępie tlenu do tkanek zwłok (gnicie tlenowe), jak i przy jego braku (gnicie beztlenowe). Z reguły rozwijają się jednocześnie tlenowe i beztlenowe rodzaje rozkładu, możemy mówić tylko o przewadze tego lub innego procesu.

W warunkach tlenowych rozkład białek następuje głównie przy udziale mikroorganizmów tlenowych (B. proteus vulgaris, B. subtilis, B. mesentericus, B. pyocyaneum, B. coli, Sarcina flava, Streptococcus pyogenes itp.) i tworzeniu wielu pośrednie i końcowe produkty rozpadu. Gnicie tlenowe następuje stosunkowo szybko i nie towarzyszy mu wydzielanie się dużych ilości cieczy i gazów o specyficznym cuchnącym zapachu. Gnicie pod wpływem mikroorganizmów tlenowych z dobrym dostępem do tlenu następuje przy pełniejszym utlenieniu. Jednocześnie tlenowce łapczywie absorbują tlen, przyczyniając się w ten sposób do rozwoju beztlenowców.

W warunkach beztlenowych powstaje mniej produktów rozkładu, ale są one bardziej toksyczne. Mikroorganizmy beztlenowe (B. putrificus, B. perfringens i inne) powodują stosunkowo wolniejszy rozkład, w którym utlenianie i rozkład związków biologicznych nie jest dostatecznie całkowity, czemu towarzyszy wydzielanie się dużych ilości cieczy i gazów o cuchnącym zapachu.

Oprócz etapów biochemicznych etapy rozkładu zwłok charakteryzują się także morfologicznymi, stosunkowo stałymi okresami rozwoju.

W standardowych warunkach rozkład rozpoczyna się w ciągu 3-4 godzin po śmierci i o godz etap początkowy pozostaje niezauważony. Aktywuje się gnilna flora bakteryjna zlokalizowana w jelicie grubym, co prowadzi do powstania dużej ilości gazów i ich gromadzenia się w jelitach i brzuchu. Wzdęcia jelit, zwiększenie objętości brzucha i pewne napięcie w przedniej ścianie brzucha można stwierdzić poprzez badanie palpacyjne w ciągu 6-12 godzin po śmierci osoby.

Powstałe gazy gnilne, w tym siarkowodór, przenikają przez ściany jelit i zaczynają rozprzestrzeniać się przez naczynia krwionośne. Łącząc się z hemoglobiną krwi i mioglobiną mięśniową, siarkowodór tworzy związki – sulfhemoglobinę i sulfmioglobinę, które nadają narządom wewnętrznym i skórze brudnozielony kolor.

Pierwsze zewnętrzne oznaki rozkładu zauważalne są na przedniej ścianie jamy brzusznej pod koniec 2. – na początku trzeciego dnia po śmierci. Pojawia się brudnozielone zabarwienie skóry, pojawiające się najpierw w prawej okolicy biodrowej, a następnie w lewej. Wynika to z faktu, że jelito grube przylega bezpośrednio do przedniej ściany brzucha w okolicy biodrowej. Latem lub w ciepłe dni dzień wcześniej może pojawić się brudnozielony kolor skóry w okolicach biodrowych.

Ryż. „Zieleń trupów”. Brudne zielone przebarwienie skóry w okolicach biodrowych

Ponieważ białka krwi łatwo gniją, gnicie szybko rozprzestrzenia się poprzez naczynia krwionośne do innych obszarów ciała. Gnicie krwi dodatkowo wzmaga jej hemolizę i zwiększa ilość sulfhemoglobiny, co prowadzi do pojawienia się na skórze rozgałęzionego brudnobrązowego lub brudnozielonego wzoru żylnego - podskórnej gnilnej sieci żylnej. Wyraźnie widoczne oznaki gnilnej sieci żylnej obserwuje się już 3-4 dni po śmierci.

Ryż. Zgniła sieć żylna

W dniach 4–5 cała przednia skóra ścian brzucha i narządów płciowych nabiera jednolitego, brudnozielonego zabarwienia i rozwija się trupia zieleń.

Pod koniec pierwszego - początku drugiego tygodnia brudna zieleń pokrywa znaczną część powierzchni zwłok.
Jednocześnie w wyniku wiązania siarkowodoru (H 2 S) powstałego podczas rozpadu z żelazem, uwolnionego w wyniku hemolizy erytrocytów i rozkładu hemoglobiny, powstaje siarczek żelaza (FeS), który nadaje czarny kolor do tkanek miękkich i miąższu narządów wewnętrznych.

Zabarwienie tkanki zwłok na czarno (pseudomelanoza zwłok, pseudonim ome l anoza) przebiega nierównomiernie i jest najlepiej widoczny w miejscach, w których odnotowuje się największe nagromadzenie krwi – w rejonie plam zwłok i obrzęków.

W większości przypadków obserwuje się odnotowaną kolejność rozwoju objawów gnilnych podczas oględzin zewnętrznych, jednak mogą istnieć wyjątki. Na przykład, w przypadku śmierci z powodu uduszenia mechanicznego, zieleń zwłok początkowo pojawia się nie w okolicach biodrowych, ale na głowie i klatce piersiowej. Wynika to z faktu, że zastój krwi występujący podczas uduszenia w górnej części ciała przyczynia się do rozwoju gnicia w tych obszarach ciała.

W procesie rozkładu na powierzchni zwłok zaczyna rozwijać się różnorodna flora kokosowa i pręcikowa, w wyniku czego skóra staje się śluzowata. Zwłoki pokryte są błyszczącym śluzem lub półsuchym smarem podobnym do żółto-czerwonego lub brązowego tłuszczu.

W przypadku wystawienia zwłok na działanie niskich temperatur i niskiej wilgotności, na powierzchni zwłok można zaobserwować rozwój pleśni. W przeciwieństwie do mikroorganizmów gnilnych, pleśń może rozwijać się w środowisku kwaśnym (pH 5,0-6,0), przy stosunkowo niskiej wilgotności powietrza (75%) i niskie temperatury. Niektóre rodzaje pleśni rozwijają się w temperaturze 1-2°C, inne zaś w temperaturze minus 8°C lub nawet niższej.

Pleśń rozwija się dość wolno, dlatego też pleśnienie zwłok następuje głównie wtedy, gdy zwłoki przebywają przez dłuższy czas w wyżej wymienionych warunkach lub w lodówce. Formy są mikroorganizmami tlenowymi i z reguły najaktywniej rozwijają się w tych obszarach zwłok, na powierzchni których ruch powietrza jest najbardziej intensywny, a także w obszarach bardziej wilgotnych (fałdy pachowe, pachwinowe itp.).

W zależności od rodzaju pleśń może rozwijać się w postaci okrągłych, aksamitnych kolonii w kolorze białym, ciemnoszarobrązowym lub zielonkawo-niebieskawym, a także czarnym, umiejscowionych na powierzchni skóry lub wnikających w grubość tkanek miękkich do głębokość 1,0 cm Zwłoki pleśniowe są stosunkowo rzadkie, ponieważ psychrofilne bakterie tlenowe aktywnie rozmnażające się na powierzchni zwłok zwykle hamują rozwój grzybów pleśniowych.

Jeśli zwłoki były w środku woda morska lub obok świeżych owoców morza można zaobserwować słabą poświatę na powierzchni zwłok. Zjawisko to jest dość rzadkie i spowodowane jest namnażaniem się na powierzchni ciała bakterii fotogenicznych (świecących), które mają zdolność świecenia się – fosforescencji. Luminescencja wynika z obecności w komórkach bakterii świetlistych substancji fotogennej (lucyferyny), która jest utleniana przez tlen przy udziale enzymu lucyferazy.

Bakterie fotogeniczne są tlenowcami obligatoryjnymi i psychrofilnymi, dobrze się rozmnażają, ale nie powodują zmian w zapachu, konsystencji i innych wskaźnikach zwłok. Do grupy fotobakterii zaliczają się różne nieprzetrwalnikujące pałeczki Gram-ujemne i Gram-dodatnie, ziarniaki i wibriozy. Typowym przedstawicielem bakterii fotogenicznych jest Photobacterium phoreum (Photobact. phoreum) - ruchliwy pręcik przypominający ziarniaki.

W miarę postępu gnicia gazy gnilne powstają nie tylko w jelitach, ale także w tkankach miękkich i narządach wewnętrznych zwłok.

W 3-4 dniu rozwoju gnicia, po palpacji skóry i mięśni wyraźnie odczuwa się trzeszczenie, obserwuje się wzrost gromadzenia się gazów gnilnych w tłuszczu podskórnym i innych tkankach - rozwija się rozedma płuc. Najpierw w tkance tłuszczowej, potem w mięśniach pojawiają się gazy gnilne.

Pod koniec drugiego tygodnia rozwija się gigantyzm zwłok - przenikanie gazów do tkanek miękkich prowadzi do zwiększenia objętości zwłok. U zwłok części ciała gwałtownie powiększają się: brzuch, klatka piersiowa, kończyny, szyja, u mężczyzn moszna i penis, u kobiet gruczoły sutkowe.

W przypadku gnilnych zmian w tłuszczu podskórnym rysy twarzy zmieniają się gwałtownie: stają się ciemnozielone lub fioletowe, opuchnięte, powieki puchną, gałki oczne wystają z orbit, usta powiększają się i obracają na zewnątrz, język wystaje z tyłu Usta. Z ust i nosa wydobywa się brudnoczerwony, posokowy płyn.

Ryż. „Gigantyzm trupi”. Zwiększenie wielkości zwłok z powodu rozwoju gnilnej rozedmy płuc

Ciśnienie gazów gnilnych w jamie brzusznej może być dość znaczne i sięgać 1-2 atm., co prowadzi do rozwoju „narodziny pośmiertne” (grób narodzin, część post śmierć ) - wyciśnięcie płodu przez kanał rodny z macicy zwłok kobiety ciężarnej przez gazy powstałe w jamie brzusznej podczas gnicia zwłok. W wyniku gromadzenia się gazów gnilnych w jamie brzusznej można również zaobserwować ektropię dróg rodnych macicy i wydzielanie treści żołądkowej z jamy ustnej ( „wymioty pośmiertne” ).

Dalsze zwiększone ciśnienie gazów gnilnych w jamie brzusznej i stopniowo zmniejszająca się wytrzymałość tkanek przedniej ściany jamy brzusznej w miarę rozwoju zaniku prowadzą do jej pęknięcia i wytrzeszczenia zawartości jamy brzusznej.

Z powodu przesięku płynów pod koniec pierwszego tygodnia pod naskórkiem tworzą się gnilne pęcherze zawierające czerwonobrązową cuchnącą ciecz posoczną. Pęcherze gnilne łatwo pękają, naskórek zostaje zerwany, odsłaniając wilgotną, czerwonawą powierzchnię samej skóry. Takie objawy gnicia imitują oparzenia skóry. Zmiany gnilne na skórze powodują wypadanie włosów lub lekkie odrzucenie.
W 6-10 dniu naskórek całkowicie się złuszcza i przy niewielkich obciążeniach mechanicznych można go łatwo usunąć wraz z paznokciami i włosami.

Ryż. Gnilne odrzucenie skóry i płytek paznokciowych

Następnie gnilne gazy wydostają się ze zwłok przez uszkodzone obszary skóry. Zmniejsza się rozmiar zwłok i ich części. Następuje zmiękczenie paznokci i skóry oraz ich dalsze rozdzielenie. Skórka staje się żółtawa, łatwo pęka i pokrywa się brodawkami, które wyglądem przypominają ziarenka piasku i składają się z fosforanu wapna.

Po dwóch tygodniach z naturalnych otworów zwłok zaczyna wypływać czerwonawy, gnilny płyn (ichor), którego nie należy mylić ze śladami krwawienia śródżyciowego.

Następnie skóra zwłok staje się cieńsza, staje się cienka, brudnożółta lub kolor pomarańczowy z pleśnią.

W trzecim tygodniu rozkład zwłok nasila się. Tkanki stają się coraz bardziej śluzowate i łatwo ulegają rozdarciu. Miękkie części twarzy zapadają się. Mięśnie stają się miękkie, włókno zaczyna wysychać (suszenie rozpoczyna się z przodu i po bokach). Mięśnie oczodołów ulegają zmydleniu lub zmieniają kolor na zielony.

W miarę postępu rozkładu gnilnego ustaje tworzenie się gnilnych gazów, zanika rozedma płuc i zmniejsza się objętość zwłok. Procesy gnicia zmiękczają i dezorganizują tkanki - następuje tzw. gnilne topienie zwłok.

Tkanka podskórna jest częściowo zmydlona, ​​w wyniku wysychania i zapadania się komórek rozciągniętych wcześniej przez gazy gnilne, po przecięciu ma „wilgotny” wygląd. Chrząstki i więzadła żółkną, stają się zwiotczałe i łatwo rozciągliwe. Mięśnie stają się zwiotczałe i lepkie, łatwo rozrywają się przy lekkim rozciąganiu, przekształcając się w procesie gnicia w bezstrukturalną brązowo-czarną masę lub szaro-żółte warstwy z nierozróżnialnymi włóknami mięśniowymi. Kości, szczególnie w tych miejscach, gdzie są pokryte niewielką ilością tkanki miękkiej, są odsłonięte, żebra łatwo oddzielają się od chrząstki.

Gnicie narządów wewnętrznych następuje nierównomiernie. Począwszy od jelit i brzucha, atakuje przede wszystkim pobliskie narządy jamy brzusznej (wątroba, trzustka i śledziona). Makroskopowa struktura narządów wewnętrznych zostaje całkowicie utracona w miarę ich gnicia. Narządy wewnętrzne zmniejszają swoją objętość, trzeszczą przy badaniu palpacyjnym, łatwo się spłaszczają i rozdzierają. Gazy gnilne niszczą strukturę miąższu, pocięte narządy nabierają „pienistego”, „porowatego” wyglądu, usunięte kawałki narządów unoszą się na powierzchni wody z powodu gnilnych gazów.

Otrzewna staje się śluzowata i zmienia kolor na zielony. Błony śluzowe żołądka i jelit stają się brązowo-fioletowe, czasami z małymi przebarwieniami. W niektórych przypadkach dochodzi do perforacji dna żołądka z wyciekiem treści żołądkowej do jamy brzusznej lub do lewej jamy opłucnej. Zjawisko to nie jest jednak konsekwencją gnicia, lecz następuje w wyniku autolizy zwłok. Procesowi gnilnemu w płucach towarzyszy pojawienie się pęcherzyków gazu w naczyniach, tkance śródmiąższowej i pod opłucną.

Płuca są koloru ciemnoczerwonego i mają luźną konsystencję, wypełnione krwistym płynem. Stopniowo, w miarę gnicia, większość posoki gromadzi się w jamach opłucnej.

Podczas gnicia węzły chłonne są miękkie i mogą mieć różne kolory: brązowo-czerwony, zielonkawy, ciemnobrązowy, czarny.

Serce jest zwiotczałe, ściany komór są przerzedzone, a na pewnym odcinku mięsień sercowy jest brudnoczerwony. Na powierzchni wsierdzia i osierdzia widoczne są małe białe granulki osadów wapiennych. Osierdzie jest zmacerowane, płyn osierdziowy jest mętny, z kłaczkowatym osadem. W przypadku hemolizy zwłok z wchłanianiem tkanki przez barwnik krwi, płyn osierdziowy powstały z domieszki hemoglobiny może stać się brązowo-czerwony.

W procesie gnicia wątroba mięknie, staje się matowa i wydziela silny zapach amoniaku. Najpierw dolna powierzchnia wątroby, a następnie zarówno przednia, jak i tylna powierzchnia, stają się czarne. Na powierzchni wątroby widoczne są „piaszczyste” brodawki zbudowane z fosforanu wapna. Na grubości miąższu tworzy się wiele pęcherzyków wypełnionych gnilnymi gazami, co nadaje tkance wątroby po przecięciu pienisty wygląd przypominający plaster miodu. Wysięk i uwolnienie żółci, które następuje podczas rozkładu poza pęcherzykiem żółciowym, prowadzi do pojawienia się żółto-zielonego zabarwienia dolnej krawędzi wątroby oraz sąsiadujących tkanek i narządów.

Trzustka wcześnie ulega gniciu, podczas którego staje się zwiotczała, o nierozróżnialnej strukturze, w postaci szarej masy.

Śledziona zmniejsza się, zwiotczała, miąższ śledziony zamienia się w czerwono-czarną lub zielonkawo-czarną, półpłynną, czasem pienistą, z powodu obecności gazów, cuchnącą masę.

Ze względu na topograficzną bliskość śledziony do jelita grubego, siarkowodór z łatwością przedostaje się do niej z jelita w pierwszych dniach po śmierci, który łączy się z żelazem zawartym w hemoglobinie, tworząc siarczek żelaza, który jako pierwszy zabarwia sąsiadującą część śledziony do jelita, a później cały narząd zielonkawo-czarny lub niebieskawo-czarny kolor.

Mózg całkowicie traci swoją budowę anatomiczną, granica istoty szarej i białej staje się nieodróżnialna, jego konsystencja początkowo staje się papkowata, a następnie półpłynna. Później niż w innych tkankach następuje gnilny rozkład szpiku kostnego. Wynika to z późnego przenikania mikroorganizmów do szpiku kostnego zwłok.

Najbardziej odporne na próchnicę są naczynia krwionośne, zrąb narządów, macica nieciężarna, prostata i chrząstka.

Całkowity gnilny rozkład tkanek miękkich zwłok, w warunkach sprzyjających rozwojowi procesów gnilnych, może nastąpić po 3-4 tygodniach.

Badanie histologiczne w obecności zmian gnilnych ma względne znaczenie. Przy umiarkowanie ciężkim gniciu w płucach określa się „wybite” pęcherzyki płucne, widoczne są kontury oskrzeli, pigment węglowy, a w miąższu płuc znajdują się pałeczki Gram-dodatnie, tworzące postacie w postaci nici i szczotek.

W wyniku przemian gnilnych tkanka wątroby szybko traci swoją strukturę histologiczną, w wyniku dyfuzji żółci i krwi do miąższu znajduje się w niej dużo zielonkawo-brązowego pigmentu. W procesach mięknienia i rozkładu zwłok pęcherzyki śledziony zachowują się lepiej niż elementy miazgi. Nawet przy całkowitym gnilnym rozpadzie komórek miazgi, jądra elementów limfoidalnych pęcherzyków nadal nadają kolor. Kiedy śledziona utrwaliła się w formalinie, barwnik formalinowy łatwo wypada i osadza się na komórkach miazgi, co prowadzi do pigmentacji tkanki śledziony, zrębu i czerwonych krwinek, co utrudnia badanie mikroskopowe.

Nerki w porównaniu do wątroby są bardziej odporne na próchnicę, a histologicznie potwierdza się zarys kłębuszków nerkowych i naczyń krwionośnych.

Badanie mikroskopowe zmienionych gnilnie węzłów chłonnych ujawnia zanik zabarwienia jądrowego elementów limfatycznych i ich rozpad. Elementy zrębu pozostają nieco dłużej w węzłach chłonnych.

Rozpadowi tkanki mięśniowej towarzyszy zmiana w strukturze włókien mięśniowych: ich poprzeczne prążki wygładzają się i zanikają, jądra są słabo wybarwione, obserwuje się drobnoziarnisty rozpad, rozbieżność i całkowite zniszczenie włókien mięśniowych.

Z lekko wyraźnym zgnilizną badanie histologiczne pozwala zidentyfikować niektóre zmiany patologiczne, a przy całkowitym zniszczeniu elementów komórkowych różnicować narządy na podstawie struktury zrębu narządu i naczyń krwionośnych. Przykładowo, już po kilku miesiącach od śmierci można stwierdzić zmiany sklerotyczne i zwapnienia dużych naczyń tętniczych, czasem w gnilnym miąższu można odnaleźć fragmenty ziaren proszku. Jednak w większości przypadków, przy wyraźnym gniciu, badanie mikroskopowe materiału nie może praktycznie nic dodać do danych z badania makroskopowego.

Prowadząc kryminalistyczne badanie chemiczne materiału zwłok w stanie przemiany gnilnej i interpretując jego wyniki, należy wziąć pod uwagę, że szereg substancji powstałych w tkankach zwłok podczas rozkładu może wywołać takie same reakcje jak niektóre trucizny pochodzenia organicznego .

Okoliczność ta może znacznie skomplikować proces wykrywania i ilościowego oznaczania trucizn podczas analizy chemiczno-toksykologicznej, a także może powodować błędne wnioski na temat obecności trucizn w narządach zwłok.

Dlatego też wymagana jest duża ostrożność przy ocenie zawartości alkoholu w gnilnie zmienionym materiale biologicznym.
Należy wziąć pod uwagę, że w wyniku życiowej aktywności szeregu bakterii biorących udział w gniciu zwłok, następuje utlenianie aminokwasów i tłuszczów z utworzeniem alkoholi, których mieszanina zawiera metyl, etyl i wyższe alkohole. Pod wpływem enzymów E. coli z glukozy powstają różne ilości alkoholi propylowego, butylowego i metylowego. Alkohol amylowy powstaje z leucyny, a alkohol izobutylowy z waliny.

Ilościowa zawartość alkoholi powstałych pośmiertnie jest z reguły niewielka i waha się od 0,5 ppm, ale czasami może osiągnąć 1,0 ppm i więcej.

Wyjątkiem są przypadki, gdy w materiale ze zwłok występuje flora drożdżowa. Jednocześnie ilość powstałych pośmiertnie alkoholi, w szczególności alkoholu etylowego, może osiągnąć poziom znaczący pod względem toksykologicznym.
W procesie gnilnego rozkładu zwłok zmiany chemiczne Narażone są również niektóre substancje toksyczne, które powodują zatrucie.

Szybkość i intensywność przemian substancji toksycznych w zgniłym zwłokach zależy od szeregu ogólnych czynników wpływających na proces rozkładu, a także od charakteru chemicznego trucizn, palety flory bakteryjnej zwłok, dostępu do powietrza, wilgoci , czas rozpadu i inne warunki.

Toksyny pochodzenia organicznego w gnijących zwłokach ulegają utlenianiu, redukcji, deaminacji, odsiarczaniu i innym przemianom, co prowadzi do ich stosunkowo szybkiego rozkładu.

Rozkładają się najszybciej, w ciągu kilku dni lub tygodni po śmierci. estry jednakże niektóre substancje toksyczne (atropina, kokaina itp.) należące do tej klasy związków można znaleźć w zwłokach kilka miesięcy lub lat po śmierci.

Nieorganiczne substancje toksyczne w materiale zwłok trwają dłużej, ulegając reakcjom redukcji podczas gnicia zwłok. Jony metali w truciznach nieorganicznych o wyższej wartościowości są redukowane do jonów o niższej wartościowości. Związki arsenu, fosforu, siarki i innych niemetali można redukować za pomocą wodoru do lotnych związków tych pierwiastków.

Związki arsenu i talu mogą utrzymywać się w zwłokach przez około 8-9 lat, związki baru i antymonu przez około 5 lat, związki rtęci mogą utrzymywać się w zwłokach przez kilka miesięcy. Następnie nieorganiczne trucizny przenikają do gleby i nie zawsze można je wykryć w pozostałościach gnijących lub rozkładających się zwłok.

Pomimo faktu, że ogólny biochemiczny charakter rozkładu jest dość stały, Cechy indywidulane Proces gnicia jest dość labilny i zależy od wielu czynników:

Warunki środowiska;
lokalizacja zwłok (na zewnątrz, w wodzie, w ziemi);
cechy antropometryczne zwłok;
charakter ubrania na zwłokach;
wiek zmarłego;
obecność uszkodzeń;
przyczyny śmierci;
leki przyjmowane przed śmiercią;
skład mikroflory itp.

Temperatura i wilgotność środowisko bezpośrednio wpływają na tempo gnilnej przemiany zwłok. Najbardziej optymalne warunki do życia mikroorganizmów gnilnych występują w temperaturze + 30 -37 ° C, dużej wilgotności i dostępie tlenu do powietrza. Gnicie prawie całkowicie ustaje, gdy temperatura ciała zmarłego wynosi około 0°C i powyżej + 55°C i gwałtownie zwalnia w zakresie od 0°C do +10°C, ze względu na niekorzystne warunki temperaturowe dla namnażania się gnilnych mikroorganizmów .

W odpowiednich warunkach temperatury i wilgotności rozwój gnilnych mikroorganizmów w zwłokach jest niezwykle szybki, co powoduje, że rozkład w czasie może wyprzedzać proces autolizy.
Jeśli po śmierci rozwinie się proces wysychania tkanek (mumifikacja), wówczas rozkład stopniowo spowalnia, a następnie całkowicie zatrzymuje się.

W warunkach dużej wilgotności (na przykład, gdy zwłoki znajdują się w wodzie) postęp rozkładu gwałtownie spowalnia, co tłumaczy się niższym stężeniem tlenu i niższą temperaturą. W suchej, piaszczystej, dobrze wentylowanej glebie zgnilizna rozwija się szybciej niż w gęstej, gliniastej, słabo wentylowanej glebie. Zwłoki zakopane w trumnach i w ubraniach gniją wolniej niż te zakopane w ziemi bez ubrania.

Opisano przypadki niemal całkowitego braku zmian gnilnych po długim czasie od pochówku (do 53 lat), gdy zwłoki znajdowały się w trumnach metalowych (cynk, ołów). Gnicie zwłok w ziemi przebiega osiem razy wolniej niż w powietrzu.

Rozwój rozkładu ma ogromny wpływ Cechy indywidulane zwłoki.

Zwłoki dzieci ulegają rozkładowi gnilnemu szybciej niż zwłoki dorosłych, jednocześnie zwłoki noworodków i martwych dzieci gniją wolniej ze względu na brak flory gnilnej.

W zwłokach osób z nadwagą rozkład rozwija się szybciej niż w zwłokach osób szczupłych lub wychudzonych.

Przyspieszony zanik obserwuje się na początku fatalny wynik towarzyszyła ciężka agonia, śmierć, w przypadkach śmierci z powodu chorób zakaźnych, z powikłaniami septycznymi, z rozległymi uszkodzeniami skóry, z przegrzaniem (tzw. porażenie słoneczne), a także na niektóre zatrucia.

Spowolnienie próchnicy obserwuje się w przypadku śmierci z powodu masywnej utraty krwi, podczas dożywotniego stosowania antybiotyków, sulfonamidów i innych leków przeciwdrobnoustrojowych.

Podczas rozczłonkowania, któremu zawsze towarzyszy ostre krwawienie części ciała, spowolnienie procesów rozkładu prowadzi do dłuższego zachowania części rozczłonkowanego zwłok.

Gnicie zwłok w warunkach ich obecności w wodzie ma swoje własne cechy charakterystyczne. Gnicie w zbiorniku z bieżącą wodą następuje wolniej niż w stojąca woda. Kiedy zwłoki uderzają o dno zbiornika z dużą głębokością, gdzie panuje temperatura wody. +4°C i wysokie ciśnienie, proces gnicia może nie rozwijać się przez wiele miesięcy.

Kiedy zwłoki znajdują się na głębokości zbiornika, ich rozkład przebiega stosunkowo powoli i równomiernie. Po dwóch tygodniach przebywania w wodzie zwłoki zaczynają tracić włosy, a hydrodepilacja zostaje całkowicie zakończona pod koniec miesiąca.

Gazy gnilne gromadzące się w tkankach i jamach zwłok zwiększają jego pływalność, dzięki czemu zwłoki unoszą się na powierzchnię wody. Siła nośna gazów gnilnych jest tak duża, że ​​zwłoki o masie 60-70 kg mogą unieść się na powierzchnię wraz z ładunkiem o masie około 30 kg. Przy temperaturze wody 23-25°C zwłoki wypływają na powierzchnię wody trzeciego dnia, przy temperaturze wody 17-19°C zwłoki wypływają na powierzchnię 7-12 dnia, w wodzie zimniejszej zwłoki wypływają na powierzchnię po 2-3 tygodniach.

Po wypłynięciu zwłok na powierzchnię wody proces rozkładu gwałtownie się nasila i przebiega nierównomiernie. Tkanki miękkie twarzy puchną i zmieniają kolor na zielony, natomiast inne części ciała mogą być lekko dotknięte próchnicą. Następnie całe ciało gwałtownie puchnie i zwłoki ulegają zniekształceniu, brzuch gwałtownie puchnie, zwłoki przybierają wygląd „olbrzyma”, co może prowadzić do błędów w identyfikacji ciała nieznanej osoby. Szczególnie zwiększa się objętość moszny, której tkanki mogą pęknąć pod wpływem gazów.

W ciepłe dni zwłoki wydobyte z wody znajdującej się w powietrzu bardzo szybko ulegają rozkładowi. W ciągu kilku godzin pojawiają się oznaki rozkładu - brudnozielony kolor skóry, zgniła sieć żylna. Ze względu na fakt, że na rozwój procesów gnilnych wpływa duża liczba czynników, których nie zawsze da się uwzględnić łącznie, sądowo-lekarskie określenie czasu trwania zgonu ze względu na charakter i nasilenie zmian gnilnych może przeprowadzić jedynie wstępnie.

Przemiany gnilne zwłok powodują bardzo zauważalne zmiany w budowie tkanek i narządów, niszcząc wiele zmian patologicznych, jakie zaistniały za życia, jednakże badanie kryminalistyczne zwłok powinno być przeprowadzane bez względu na stopień rozkładu. Nawet przy wyraźnych zmianach gnilnych podczas kryminalistycznego badania lekarskiego można wykryć uszkodzenia i inne oznaki, które pozwolą ustalić przyczynę śmierci i rozwiązać inne problemy pojawiające się przed biegłym.

Ekspert medycyny sądowej, profesor nadzwyczajny Katedry Medycyny Sądowej Rosyjskiego Państwowego Instytutu Badawczego Uniwersytet medyczny ich. NI Ministerstwo Zdrowia Rosji Pirogowa, kandydat nauk medycznych. Nauki, profesor nadzwyczajny Tumanov E.V. T Umanov E.V., Kildyushov E.M., Sokolova Z.Yu. Tanatologia medycyny sądowej - M.: YurInfoZdrav, 2011. - 172 s.