Микробиология — это наука, изучающая закономерности и условия развития мельчайших живых существ — микроорганизмов, а также изменения, вызываемые ими в окружающей среде. Основными практическими задачами микробиологии являются следующие: использование полезных свойств микробов для нужд человека; разработка методов обезвреживания микроорганизмов, вызывающих порчу продукции или представляющих опасность для здоровья и жизни людей, либо возбудителей болезней животных и растений.

К микроорганизмам относятся бактерии, актиномицеты, дрожжи, плесневые грибы, водоросли, простейшие.

Большинство микроорганизмов настолько малы, что обычно увидеть их возможно лишь с помощью микроскопа. Величина их измеряется микрометрами (мкм равен 10–3 миллиметра) и колеблется от 0,2 до 15 мкм. Различаясь весьма незначительно формой и строением тела, микроорганизмы обладают необыкновенным разнообразием в свойствах» в поведении и во взаимоотношениях с окружающей средой.

В связи с исключительным многообразием, простотой строения, большой скоростей размножений и связанной с этим легкой приспособляемостью к различным условиям обитания микробы широко распространены в природе и играют чрезвычайно важную роль в круговороте веществ.

Микроорганизмы вызывают минерализацию углерода, органических соединений растительного и животного происхождения, поддерживая в природе равновесие с процессами фиксации атмосферного углекислого газа зелеными растениями. В процессе минерализации микроорганизмы не только переводят углерод в углекислый газ, но возвращают в круговорот веществ и остальные биоэлементы — азот и фосфор, а следовательно, играют важную роль в образовании биомассы на суше, в морях и океанах. Запасов углекислого газа, содержащихся в атмосфере, для поддержания фотосинтеза на существующем уровне могло бы хватить лишь лет на сорок. В атмосфере и почве постепенно уменьшалось бы количество углекислоты и минеральных солей, необходимых для растений, и жизнь на планете прекратилась. Этого не происходит лишь потому, что микробы непрерывно разрушают органические вещества и пополняют в природе запасы углекислоты,– азота, фосфора и минеральных солей.

В большой мере от жизнедеятельности микроорганизмов, особенно нитрифицирующих, зависит плодородие почвы.

Микроорганизмы населяют почву, воздух, предметы, которыми мы пользуемся, покровы и даже внутренние органы человека и животных. В значительном количестве они находятся в пыли и грязи.

Попадая на пищевые продукты и развиваясь на них, микробы изменяют их состав и физические свойства, вызывают гниение, скисание и плесневение, делают их даже ядовитыми. Некоторые микроорганизмы могут вызвать заболевания человека, животных и растений.

Вместе с тем микроорганизмы широко применяются в производстве таких пищевых товаров, как печеный хлеб, кисломолочные продукты, сыры, квашеные овощи, вино, пиво, спирт и др. С их помощью получают такие технически важные продукты, как молочная, масляная, уксусная, лимонная кислоты, этиловый спирт, ацетон, глицерин и др.

Получены первые практические результаты по использованию микробов для производства пищевых и кормовых белков из непищевого сырья — углеводородов, выделяемых из нефти, и азотистых солей. Разработаны микробиологические методы получения ценных кормов для сельскохозяйственных животных из дешевого недефицитного растительного сырья. С помощью микроорганизмов получают такие важные медицинские средства, как вакцины, сыворотки и антибиотики, играющие большую роль в профилактике и лечении болезней.

Микробиология, таким образом, тесно связана с ботаникой, зоологией, санитарией, гигиеной, товароведением, технологией приготовления пищи и другими научными дисциплинами.

Наиболее ранние наблюдения за миром микроорганизмов были сделаны голландским естествоиспытателем Антонием Левенгуком (1632–1723 гг.). С помощью отшлифованных увеличительных стекол, дававших увеличение до 140 раз, ему удалось наблюдать в воде, настоях из растительных и животных тканей, зубном налете и других субстратах (средах) кипучую жизнь крошечных живых существ. Выполненные им зарисовки свидетельствуют о том, что это были дрожжи, инфузории, крупные бактерии.

Однако еще задолго до непосредственного знакомства с миром микробов человек сталкивался с их деятельностью при изготовлении хлеба, хмельных напитков и кислого молока, при лечении некоторых болезней с помощью настоев трав и т. д.

С развитием техники и появлением совершенных микроскопов микроорганизмы изучались все более и более глубоко, расширялось количество описанных разновидностей.

Многие естествоиспытатели в дальнейшем наблюдали микробов в скисшем молоке, пивном и винном сусле, в крови и тканях больных людей. Однако причинная связь между микроорганизмами и процессами, которые происходили в этих субстратах, была впервые установлена французским ученым Луи Пастером (1822–1895 гг.). Своими работами по молочнокислому, спиртовому, маслянокислому брожениям Л. Пастер доказал, что каждый вид брожения связан с жизнедеятельностью развивающихся микроорганизмов и вызывается совершенно определенным возбудителем. Ранее брожение считалось химическим процессом.

Л. Пастер и его ученики также установили, что ряд болезней человека и животных возникает в результате развития в организмах особых болезнетворных микробов. Была разработана методика получения вакцин против некоторых заболеваний. С помощью лабораторных, опытов на примере микроорганизмов была окончательно доказана невозможность самозарождения жизни. Методика этих опытов в дальнейшем  легла в основу разработки техники стерилизации, приемов защиты пищевых веществ от заражения микробами извне (приемы асептики).

 

Пастер

Л. Пастер (1822–1895 гг.)

 

Большие заслуги в разработке и внедрении совершенных приемов микробиологической техники и методики исследования мира микроорганизмов принадлежат немецкому бактериологу Роберту Коху (1843–1910 гг.).

В дальнейшем развитии общей и медицинской микробиологии выдающуюся роль сыграли русские ученые И.И. Мечников (1845–1916 гг.), Н.Ф. Гамалея (1859–1949 гг.).

Ультрамалые микробы–вирусы впервые были выделены и изучены Д. И. Ивановским (1864–1920 гг.). Это открытие по научному значению и практическим последствиям стоит в одном ряду с работами Левенгука и Л. Пастера.

 

Ивановский

Д. И. Ивановский (1864—1920 гг.)

 

С.Н. Виноградский (1856–1953 гг.) и В. П. Омелянский (1867–1928 гг.) явились основателями учения о почвообразовательной роли микроорганизмов и влиянии их на плодородие почвы.

На основе научных трудов микробиологов С. Буткевича, С.П. Костычева, В.Н. Шапошникова в нашей стране создано производство важных технических продуктов: лимонной кислоты, бутилового спирта, ацетона, масляной кислоты и др.

Я.Я. Никитинским, Б.С. Алеевым и Ф.М. Чистяковым был разработан курс микробиологии скоропортящихся товаров и холодильной микробиологии.

 

Никитинский

Я.Я. Никитинский (1878–1941 гг.)

 

Микробиологии принадлежит важная роль в повышении продуктивности скота, увеличении урожаев сельскохозяйственных культур, снабжении населения высококачественными продовольственными товарами, улучшении охраны здоровья населения.

Возросла роль микробиологии в решении научных и народнохозяйственных проблем. С 1960 г. в нашей стране существует новая отрасль промышленности — микробиологическая, которая развивается ускоренными темпами. Так, в десятой пятилетке производство продукции микробиологической промышленности (кормов, сырья для пищевой промышленности, средств защиты сельскохозяйственных растений и др.) возрастет в 2–2,1 раза по сравнению с девятой пятилеткой.

Решением Верховного Совета СССР создано Главное управление микробиологической промышленности при Совете Министров СССР.