DISCIPLINA „MICROBIOLOGIA PRODUSELOR ALIMENTARE”
1. Microbiota specifică şi nespecifică a alimentelor.
Microbiota specifica –consta din acele m/o care determina proprietatile gustative ale alimentelor
În aceeaşi categorie intră şi microbiota care se formează în etape tehnologice determinante şi care realizează însuşiri senzoriale şi de compoziţii obligatorii, cu o influenţă pozitivă asupra calităţii alimentelor. Microorganismele benefice introduse în mod dirijat sub formă de culturi pure pentru creşterea calităţii produselor alimentare nu sunt considerate contaminanţi deşi, în funcţie de condiţiile de activitate şi durata în care ele sunt active, acestea pot să producă uneori defecte senzoriale.
Microbiota specifica include:
-culturi starter
-microbiota care este formata in diferite etape tehnologice
Microbiota nespecifica- include m/o care sunt introduse in aliment atunci cind:
- Nu sunt respecatet regulile igienice ale angajatilor ( leziuni , sanatate in caz ca muncitorii nu trec controlul medical)
- Nu se pastreaza conditiile sanitare la etapa de pregatire , prelucrare , transport si pastrare.
Este posibila o contaminare directa sau indirecta cu m/o din diferite habitaturi sol, ape, aer, om ,animale , insecte.
M/o poseda activitate:
-Proteolitica –actioneaza asupra proteinelor , aminoacizilor , producind aoxidare si hidroliza lor)
-Lipolitica – degradarea lipidelor
-Fermentativa-fermentarea glucidelor si derivator
-Pigmentativa
2. Culturi starter utilizate în diverse tehnologii din industria alimentară.
Obtinerea culturilor starter este o trategie completa care include:
-dezvoltarea si aplicarea unor proceduri adecvate de selectie in vitro
-optimizarea proceduri si cultivarii pe scara larga a celor mai adecvate culturi pentru procesele biotehnologice industriale
-definirea proprietatilor biotehnologice ale culturilor selectionate
-investigarea conditiilor fermemtative
-evidentierea efectului calitativ si cantitativ a substratului asupra activitatii culturilor starter
-evaluarea schimbarilor produse in sistemul fermentativ pe pacursul derutarii fermentatiei :modificarea pH-ului temperaturi, indicelui de activitate al apei, a concentratiei de oxigen, formarea de gaze.
-identificarea produselor metabolismului primar si secundar specifice culturii starter
-investigarea profilelor de aroma.
Cultura starter trebuie sa contina :
- Numai m/o dorite intr-o concentratie corespunzatoare de celule(maxima, uniforma);
- Un raport optim intre celule in cazul culturilor mixte;
- Sa cuprinda celule vii ( la sfirsitul fazei exponentiale de crestere) in momentul utilizarii in calitate de inocul
- Daca este necesar sa prezinte o rezerva adecavata la conditiile nefavorabile
Proprietatile culturilor pure:
-capacitatea de autoprotectie fata de contaminanti de natura microbiologica si potentialul de actiona in conditii naturale in asociatie cu microbiota specifica a substratului.
-stabilitate metabolica si genetica
-capacitatea de a realiza procese rapid si reproductibil;
-rezistenta la actiunea unor factori inhibitori
-sa fie lipsite de patogenitate
-sa nu induca formarea de compusi toxici prin transformarile pe care le catalizeaza;
-sa fie usor de manipulat, trasportat si depozitat.
Culturile starter se impart in:
-monoculturi starter;
-culturi starter multiple
-culturi starter mixte
M/o cu rol in procesarea materiei prime si mturare:
-Bacterii lactice –fermenteaza lactoza cu producerea de acid lactic , formeaza compusi de arome.Rol de bioconservant, proteoliza.
M/o cu rol in maturare:
-Bacterii propionice gen Enterococcus-aceste m/o participa la formarea gaurilor in coagul , formarea aromei.proprietatea proteolitica , lipolitica. Afect antifungic.
-Mucegaiuri gr. Penicillium-Activitate proteolitica , probiotica .Influenteaza valoarea nutritiva
-Drojdii ( Candida, Torulopsis) – neutralizarea si imbunatatirrea calitatii coagului. Formarea aromei .Stimuleaza activitatea bacteriilor lactice . Inhiba cresterea bacteriilo contaminate.
3. Factorii care condiţionează alterarea alimentelor.
Factorii care influenţează activitatea microorganismelor sunt clasificaţi astfel:
•Factori extrinseci-exteriori mediului de dezvoltare a microorganismelor care pot fi:
Factori naturali-care acţionează spontan şi nedirijat şi factori de producţie ,dirijaţi, care pot acţiona
fie stimulând creşterea (pentru microorganisme utile), fie însensul distrugerii (în cazul microorganismelor dăunătoare sau patogene).
Factori fizici:
-temperatura mediului ambiant;
-umezeala relativă a aerului;
-diferite tipuri de radiaţii (solare);-
-factori mecanici (corelaţi cu cei fizici);-
-efectul unor operaţii folosite în scheme tehnice de fabricare care influenţează prezenţa microorganismelor: filtrare, centrifugare, agitare, presiune.
Factorii chimici-se referă la efectul pe care îl au anumite substanţe chimiceasupra microorganismelor, substanţe care se adaugă în produsele alimentare de cele maimulte ori pentru a inhiba dezvoltarea microorganismelor, pentru creşterea conservării şi acalităţii alimentelor.
Factori intrinseci-includ caractere ale alimentelor, care presupun o anumită compoziţie naturală (raport între substanţe nutritive), o anumită structură anatomică care protejează sau nu produsul natural. Aceşti factori sunt: cantitatea de apă liberă din produsul alimentar, pH-ul şi potenţialul de oxidoreducere.Factorii intrinseci explică corelaţia dintre gradul de conservabilitate a produsuluialimentar şi tipul de alterare a acestuia.
•Factori impliciţi se referă la natura fenomenelor biologice condiţionate derelaţiile care se stabilesc între microorganismele care ajung în mod natural în acel alimentlimitat cantitativ
4. Intoxicaţii alimentare. Bacterii agenţi ai intoxicaţiilor alimentare.
Intoxicaţia alimentară este cauzată prin consum de alimente în/pe care s-au dezvoltat microorganisme care elaborează metaboliţi cu efect toxic. Microorganisme care se referă la agenţi ai intoxicaţiilor alimentare sunt:
-Mucegaiuri toxicogene;
-Bacterii toxicogene.
Mucegaiurile toxicogene produc intoxicaţii denumite micotoxicoze cu o perioadă de incubare prelungită încât este dificilă asocierea îmbolnăvirii, cu alimentul incriminat. Mucegaiurile pot forma colonii la suprafaţa produsului şi în etapa de creştere colonială, o dată cu apariţia sporilor, pot să sintetizeze produşi secundari de metabolism de natură hidrocarbonată cu o toxicitate deosebit de ridicată.
Omul şi animalele pot să sufere intoxicaţii prin consum de alimente mucegăite, intoxicaţii care se manifestă prin îmbolnăviri ale diferitelor organe (ficat, rinichi ş.a). Dintre bolile produse prin consum de micotoxine: ergotism, hepatocarcinogeneza, ş.a.
Micotoxicozele nu sunt transmisibile şi apariţia sau gravitatea lor este în funcţie de natura micotoxinei şi doza ingerată
Deoarece micotoxine nu conţin azot în moleculă, ele nu pot fi inactivate pe cale termică, fiind deosebit de termostabile. Sunt rezistente la acţiunea factorilor de mediu, se oxidează foarte greu şi efectul lor se poate manifesta ani de zile. Nu se cunosc metode eficiente pentru eliminarea totală a micotoxinelor din alimente. Calea unică pentru evitarea formării lor este prevenirea dezvoltării
Aspergillus: Reprezentanţii genului produc aflatoxine denumite astfel de la specia Aspergillus flavus. Se cunosc 12 aflatoxine foarte toxice şi mai puţin toxice. Aflatoxinele cu toxicitate mai redusă, pot fi detectate în laptele provenit de la animalele hrănite cu furaje mucegăite (contaminate cu specii toxicogene). mucegaiurilor pe alimente.
Încălzirea la 120 °C, timp de 4 ore, nu distruge în totalitate aceste micotoxine.
Penicillium: Specii ale genului pot produce peste 60 de toxine mai ales când se dezvoltă pe cereale şi furaje. Dintre speciile producătoare de micotoxine fac parte: P. islandicum care se dezvoltă pe orez şi produce 2 micotoxine: islanditoxina şi luteoskirina. Pe fructe, se dezvoltă P.expansum care produce putrezirea albastră a merelor şi sintetizează patulina. Se poate dezvolta pe cereale şi produse de panificaţie. Patulina este rezistentă la temperaturi ridicate, la pH acid şi are efect cancerigen. Dacă sucul de fructe este supus fermentaţiei, o parte din toxină se elimină din lichidul fermentat.
Fusarium: produce micotoxine care pot fi sintetizate şi la temperaturi scăzute, deosebit de rezistente în timp (mucegaiurile pot să moară dar toxina rezistă ani de zile).
Rhizopus: specii ale genului produc micotoxine ce dau stări de oboseală şi poliurie.
Cladosporium: poate produce la temperaturi scăzute toxine de tipul acizilor tricarboxilici nesaturaţi
În general, microorganismele agenţi ai toxiinfecţiilor alimentare sunt bacterii. Bacteriile care produc toxiinfecţii alimentare sunt patogene sau facultativ patogene. Ele se dezvoltă pe alimente fără a produce modificări senzoriale care să avertizeze consumatorul că produsul este contaminat şi produc îmbolnăviri la om atunci când gradul de contaminare al alimentului respectiv, este mare
Dintre agenţii toxiinfecţiilor alimentare fac parte bacterii aparţinând următoarelor genuri/specii: Salmonella, cuprinde specii ce sunt agenţi importanţi ai toxiinfecţiilor alimentare:
- S. enteridis,
-S. dublin,
-S. typhymurium ş.a.
Cea mai frecvent întâlnită specie, S. enteridis este mai termorezistentă faţă de alte specii.
La om bacteriile se multiplică în cavităţi intestinale şi sindromul de inflamaţie este evident după o perioadă de incubare – 7...72 ore după consum.
Controlul infecţiilor cu salmonele este dificil deoarece ele pot creşte la temperaturi scăzute de 6 °C, mor lent în timpul păstrării alimentelor prin congelare, dar rezistă în produse uscate şi pot fi eliminate din alimente numai prin tratament termic adecvat.
Bacteriile din genul Salmonella se prezinta:
-sub forma de bastonase Gram-negative
-mobile cu cili
-facultativ aerobe sau anaerobe
-se pot multiplica in medii de cultura si in alimente
-produc endotoxine
Escherichia coli prezintă bacterii patogene care se transmit prin alimente şi produc infecţia chiar când numărul de celule este foarte redus. Se pot dezvolta pe epiteliul intestinal. Toxinele produse de E. coli sunt endotoxine legate ferm de peretele celular, pot fi proteine termolabile (sensibile la acțiunea căldurii) care se inactivează la 60 °C în 30 de minute şi se distrug complet la pH 3,5...5.
Bacteriile speciei E. coli nimiresc pe alimente prin intermediul apei contaminate cu materii fecale şi supravieţuiesc, indiferent dacă alimentul e conservat prin frig. Tulpinele patogene pot provoca gastroenterite, inflamațiele a sistemului urogenital, şi în unele cazuri, meningita (inflamarea membranelor din creier şi măduva spinării) la nou-nascuti.
Shigella sunt bacterii patogene de origine intestinală transmisibile prin apă, care nu cresc în alimente. Sunt cauza deziteriei. Contaminarea alimentelor poate fi accidentală cu excreţii ale indivizilor bolnavi de dezinterie. După ingestia unui număr de minimum 108 celule aparţinând speciei Sh. dysenteriae, şi după o perioadă de incubare de 4...7 zile, ca urmare a producerii de exotoxine proteice, au loc inflamaţii şi ulceraţii ale intestinului. Persoanele bolnave pot fi purtători ai bacteriilor parogene, timp de câteva săptămâni.
5. Influenţa temperaturii şi a altor factori (aw, φ, pH,rH) asupra calităţii microbiologice a alimentelor.
Temperatura are o mare influenţă asupra proceselor fiziologice ale celulei microbiene deoarece stimulează sau inhibă activitatea echipamentului lor enzimatic.
În funcţie de domeniul specific de creştere, microorganismele se împart în patru categorii:
• microorganisme psihrofile – cuprinde specii care cresc bine la 0°C, au o temperatură optimă la 10-15°Cşi maximă la aproximativ 20°C. Se consideră că aproximativ 90% din microbiota apelor prezintă temperaturi optime la aproximativ 5°C. Din grupa bacteriilor psihrofile de putrefacţie fac parte genurile: Pseudomonas, Flavobacterium, Achromobacter, Alcaligenes. Microorganismele psihrofile prezintă sisteme enzimatice active la temperaturi scăzute, conţin în membrana plasmatică o concentraţie mai mare de acizi graşi nesaturaţi (acid linoleic), ceea ce explică menţinerea sa în stare semifluidă la rece şi degradarea la temperaturi mai mari de 30°C;
