Microbiologia Alimentelor Partea I

5/26/2018 Microbiologia Alimentelor Partea I

1/137

1

Prof. Univ. Dr.SERGIU MEICA

MICROBIOLOGIA PRODUSELOR ALIMENTARE


2/137

2


3/137

3

Prof. Univ. Dr.SERGIU MEICA

MICROBIOLOGIAPRODUSELOR

ALIMENTARE

Editura SITECH

Craiova, 2010


4/137

4

Corectura aparine autorului

2010 Editura Sitech Craiova

Toate drepturile asupra acestei ediii sunt rezervate editurii. Orice repro-ducere integralsau parial, prin orice procedeu, a unor pagini din aceastlucrare, efectuate fr autorizaia editorului este ilicit i constituie o

contrafacere. Sunt acceptate reproduceri strict rezervate utilizrii sau citrii

justificate de interes tiinific, cu specificarea respectivei citri.

2010 Editura Sitech Craiova

All rights reserved. This book is protected by copyright. No part of this

book may be reproduced in any form or by any means, including

photocopying or utilised any information storage and retrieval system

without written permision from the copyright owner.

Editura SITECH din Craiova este acreditatde C.N.C.S.I.S. din cadrulMinisterului Educaiei, Cercetrii, Tineretului i Sportului pentru editarede carte tiinific.

Editura SITECH Craiova, Romnia

Aleea Teatrului, nr. 2, Bloc T1, parter

Tel/fax: 0251/414003

E-mail: [email protected]

ISBN 978-606-11-0763-6


5/137

5

Motto:

Exista o singurabinefacere, cunoasterea

si un singur rau, ignoranta

Socrate

PREFATA

Microbiologia este stiinta care se ocupa cu studiul mi-

croorganismelor. Denumirea se datoreaza dimensiunilor foarte

mici(micro-mic; bios-viata), deci vietuitoare mici.Acest univers

este reprezentat de catre alge, levuri, fungi, bacterii si virusuri.

Conform unor studii arheologice in lava vulcanica pietri-

ficata de acum 2000000 ani s-au descoperit unele bacterii

metanogene si unele clostridii.Microbiologia a progresat continuu de la simple cunostinte

pana la nivelul unei stiinte moderne.Dezvoltarea cunostintelor a

permis cunoasterea etiologiei, prevenirii si tratamentului bolilor

omului, animalelor si plantelor. Stabilirea unor tehnologii de

producere si conservare a alimentelor si a furajelor.

Microbiologia a contribuit decisiv alaturi de biochimie la

fundamentarea cunostintelor de genetica moleculara.

Datorita bogatiei de date acumulate in ultimul timp inprezent s-au individualizat mai multe ramuri ale microbiologiei

cum ar fi: microbiologia solului, microbiologia marina,

microbiologia industriala, microbiologia umana,

microbiologia veterinara, microbiologia plantelor,

microbiologia insectelor si microbiologia alimentelor.

Microbiologia produselor alimentare a cunoscut progrese

semnificative in ultimele decenii datorita cerintelor si exigen-telor tot mai severe de a asigura omului alimente salubre.


6/137

6

Consumul de alimente nu este lipsit de pericole. Exista

posibilitatea transmiterii prin alimente a unor boli cu etiologie

microbiana, fungica, virala, parazitara si prionica.

Microorganismele pot determina procese alterative ce potaparea in timpul procesarii, depozitarii si comercializarii pro-

duselor alimentare, procese soldate cu pierderi economice si

pericole pentru sanatatea consumatorilor.

O serie de produse alimentare ca de exemplu unele pro-

duse lactate, painea, unele preparate din carne, vinul,

alcoolul, otetul, berea sunt de neconceput fara participarea la

tehnologia de fabricatie a unor microorganisme (bacterii,

levuri, fungi).Controlul tehnologiilor de fabricatie, a parametrilor mi-

crobiologici la produsele finite, certificarea conformitatii aces-tora nu este posibila fara cunoasterea si studierea microorga-nismelor din produsele alimentare.

Managementul sigurantei alimentelor, cerinta primordi-

ala a zilelor noastre in domeniul industriei alimentare, se

bazeaza intr-o masura considerabila pe cunostintele de micro-biologie alimentara.Cursul a fost structurat in doua parti. Partea a I-a -Ecolo-

gia microorganismelor, structurata in 7 capitole ( Factorii in-trinseci, Factorii extrinseci, Factorii impliciti, Aparitia mutan-telor rezistente la factorii de mediu, Procese metabolice medi-ate de microorganisme cu aplicatii in industria alimentara,Conservarea alimentelor prin combinatia de factori si Microbi-

ologia previzionala).Studierea acestor capitole permite o bunaintelegere a proceselor microbiene din produsele alimentare.Partea a II-a -Microbiologia produselor alimentare cu-

prinde 17 capitole. In 14 capitole se microflora alterativa sipotential patogena din produsele alimentare cat si modificarilepe care le pot suporta produsele alimentare sub influenta mi-croorganismelor.In ultimile 3 capitole se trateaza unele aspecteprivind semnificatia prezentei virusurilor si a prionilor din

unele produse alimentare, precum si sisteme de recoltare aprobelor de produse alimentare pentru examenul microbiologic


7/137

7

si interpretarea corecta a rezultatelor acestui examen.In final, am considerat utila prezentarea in anexe a unor

date cu semnificatie pentru microbiologia produselor alimentare.

Ca, specialist in domeniul controlului sanitar-veterinar alproduselor de origine animala, in expertiza acestora sub raport

microbiologic, cu o vechime in activitate de peste 40 ani, am

dorit prin elaborarea acestei lucrari sa satisfac interesul unui cerc

cat mai larg de cititori, de la studenti la participanti la cursurile

de masterat si pana la specialistii din industria alimentara.

Sunt sigur ca acest deziderat nu a putut fi realizat decatpartial. Vor fi studenti care vor aprecia manualul ca prea vast iar

unii specialisti ca fiind incomplet. Toti vor avea dreptate din

punctul lor de vedere.S-a dorit in primul rand un material di-

dactic, informativ, Cursul de Microbiologia produselor ali-

mentare pentru studentii facultatii Controlul si Expertiza Pro-

duselor Alimentare din cadrul Universitatii Bioterra Bucuresti.

Autorul


8/137

8


9/137

9

CUPRINS

Prefata .........................................................................................

Partea a I-a

Ecologia microorganismelor din alimenteFactorii care influenteaza dezvoltarea microorganismelor in

alimente .......................................................................................

Cap. I Factorii intrinseci..............................................................

I.1. Continutul de nutrienti .....................................................

I.2. Compusii naturali antimicrobieni din alimente si

structurile de protectie ale alimentelor ............................

I.3. Activitatea apei ................................................................

I.4. Aciditatea si pH-ul ...........................................................

Cap. II Factorii extrinseci

II.1. Factorii fizici ..................................................................

II.1.1. Temperatura............................................................II.1.2. Umiditatea relativa a aerului ..................................

II.1.3. Presiunea ................................................................

II.1.4. Continutul de gaze din mediul ambient ..................

II.1.5. Pulsurile luminoase ................................................

II.1.6. Radiatiile ultraviolete si radiatiile ionizante ...........

II.1.7. Ultrasunetele ...........................................................

II.1.8. Campuri electrice pulsatorii ...................................

II.2. Factorii chimici ..............................................................II.2.1. Substante chimice adaugate....................................

Conservanti ..................................................................

Dezinfectanti ................................................................

II.3. Factorii mecanici ............................................................

II.3.1. Agitarea ..................................................................

II.3.2. Filtrarea ..................................................................

II.3.3. Centrifugarea ..........................................................II.3.4 Contaminarea alimentelor in timpul prelucrarii ......


10/137

10

Cap. III Factorii impliciti

III.1. Rata specifica de inmultire ............................................

III.2. Simbioza........................................................................

III.3. Antagonismul ................................................................III.4. Succesiuni microbiene ..................................................

Cap. IV Aparitia mutantelor rezistente la factorii de mediu .......

Cap. V Procese metabolice mediate de microorganisme cu

aplicatii in industria alimentara .......................................

Cap. VI Consevarea alimentelor prin combinatii de factori .......

Cap. VII Microbiologia previzionala ..........................................

Partea a II-a

Microorganismelor alimentelorCap. VIII Microbiologia laptelui si a produselor lactate ............Cap. IX Microbiologia carnii si a preparatelor din carne ...........Cap. X Microbiologia oualelor si a produselor din oua ..............Cap. XI Microbiologia mierii de albine ......................................Cap. XII Microbiologia conservelor alimentare .........................

Cap. XIII Microbiologia condimentelor .....................................Cap. XIV Microbiologia cerealelor, a fainii de grau si a painii .Cap. XV Microbiologia cartofului si a amidonului de cartof .....Cap. XVI Microbiologia zaharului si a produselor zaharoase ....Cap. XVII Microbiologia legumelor si fructelor ........................Cap. XVIII Microbiologia bauturilor racoritoare nealcoolizate .Cap. XVIX Microbiologia berii ..................................................Cap. XX Microbiologia vinului ..................................................

Cap. XXI Microbilogia apei potabile ..........................................Cap. XXII Incidenta si semnificatia prezentei virusurilor dinalimente ....................................................................

Cap. XXIII Incidenta si semnificatia prezentei prionilor dinalimente ....................................................................

Cap.XXIV Folosirea unui sistem de recoltare a probelor deproduse alimentare pentru examenul de laborator siinterpretarea corecta a rezultatelor ...........................

Anexe .........................................................................................Bibliografie selectiva ..................................................................


11/137

11

Partea a I- a

ECOLOGIA MICROORGANISMELOR

DIN ALIMENTE

Factorii care influenteaza dezvoltarea microorganis-

melor in alimente

Introducere, generalitati, clasificarea factorilorIntr-un produs alimentar exista de regula mai multe specii

de microorganisme cu proprietati metabolice si cu diferiteposibilitati de multiplicar. Se vor multiplica numai acele speciipentru care conditiile de dezvoltare, ca de exemplu:compozitiachimica, activitatea apei, pH-ul, aciditatea, potentialul oxido-reducator al alimentului, umiditatea si temperatura spatiului in

care se afla sunt convenabile. In urma multiplicarii unor speciimicrobiene in aliment, aceasta isi poate schimba compozitiachimica devenind un mediu convenabil si pentru alte specii mi-crobiene prezente in aliment, aflate la inceput in imposibilitateade a se dezvolta. Datorita influentei mai multor factori,populatiile microbiene din alimente sunt supuse unor fenomenede concurenta: simbioza si succesiune care determinacompozitia microflorei din aliment in diferite etape din existenta

sa ca si microflora finala. La un moment dat fiecare aliment areprofilul sau microbiologic caracteristic, incepand cu microflorainitiala, apoi cea din timpul prelucrarii, transportului sidepozitarii. Datorita conditiilor specifice existente in aliment,actiunii antagoniste sau stimulatoare pe care o exercita fiecaredin speciile existente asupra celorlalte, a epuizarii unorsubstante nutritive disponibile sau acumularii de substantemetabolice care inhiba dezvoltarea propie si a florei asociate,are loc stabilizarea microbiologica a produsului. Dupa sta-bilizare, populatia microbiana ramsa incepe sa descreasca.


12/137

12

Originea microorganismelor din alimente poate proven

din:

-sol, apa, praful atmosferic

-nise specifice din unitatile de prelucrare, depozitare sicomercializare (suprafetele si utilajele neigienizate, cu resturi

de alimente in descompunere)

-persoanele care prelucreaza si manipuleaza alimentele.

Initial, alimentele sunt contaminate cu o microflora

asemanatoare, dar ulterior fiecare aliment va contine o anumita

multime dominanta de bacterii specifica.Astfel, carnea refrige-

rata se altereaza datorita multiplicarii bacteriilor cu forma de

bastonas, gram negative, ce formeaza la suprafata ei mucusul

lipicios;sucurile de fructe datorita fermentarii produse de levuri

iar produsele uscate datorita invaziei mucegaiurilor.

Microorganismele actioneaza asupra componentelor

alimentului pe care le degradeaza pe cai si in moduri diferite in

functie de specia microbiana.

Hidratii de carbon sunt degradati, de regula, in conditii

aerobe, in dioxid de carbon si hidrogen.Acesti compusi nuinfluenteaza sau influenteaza foarte putin mirosul si gustul ali-

mentelor.In conditii anaerobe, in straturile profunde, sau la ali-

mentele ambalate in recipiente inchise, vacuumate, degradarea

hidratilor de carbon se poate realiza in functie de specia micro-

biana in doua moduri:

-homofermentativ-cand hidratii de carbon sunt

descompusi in proportie de peste 85% in acid lactic, care da

produsului miros si gust de acru-heterofermentativ-cand rezulta cantitati aproape egale

de etanol, acid lactic, acid acetic si dioxid de carbon.In acest

caz produsul are aspect spongios, miros si gust acru.Proteinele. Numeroase specii de microorganisme

(Pseudomonas, Clostridii, Bacillus) produc enzime proteoliticecapabile sa hidrolizeze protidele in peptide si acizi aminati. Larandul lor aminoacizii sunt descompusi prin decarboxilare, deaminare pana la indol, scatol, amoniac, mercaptan, hidrogen sul-


13/137

13

furat, amine, o serie de produsi volatili. Acesti compusigenereaza miros si gust neplacut alimentelor.

Lipidelepot fi alterate datorita numeroaselor specii mi-

crobiene (Pseudomonas, Staphylococcus, Bacillus, levuri,mucegaiuri) in doua moduri:

-prin hidroliza, sub actiunea lipazelor cu formare de

acizi grasi si glicerina.In acest caz creste aciditatea alimentului.

-prin oxidarea acizilor grasi deveniti liberi, cu ajutorul

oxidazelor, cand rezulta aldehide, cetone, peroxizi. In acest

caz produsul capata miros si gust de ranced. In produsele care

sufera procesul de rancezire se gasesc un numar mic de micro-

organisme, deoarece peroxizii formati inhiba multiplicarea lor.

Vitaminele, prin dezvoltarea microorganismelor pot

creste sau diminua sub raport cantitativ. Exista mai multe

specii de microorganisme care pot sintetiza unele vitamine, cat

si altele care nu se pot dezvolta decat in prezenta unor

vitamine; in special a celor din complexul B (factori de

crestere). Aceasta proprietate sta la baza metodelor

microbiologice de determinare a prezentei si cantitatii devitamine din diferite substraturi.

Clasificarea factorilor ce influenteaza dezvoltarea

microorganismelor in alimente: Factorii care influenteaza

starea (multiplicarea sau moartea) microorganismelor din ali-

mente pot fi clasificati astfel:

a) Factori intrinseci sunt reprezentati de parametrii ce

caracterizeaza mediul de cultura (continut de nutrienti, compusi

naturali antimicrobieni din structura alimentului, aciditatea,pH-ul si puterea de tamponare a alimentului, continutul de apa

libera, potentialul oxido-reducator)

b) Factori extrinseci de natura fizica (temperatura,

umiditate relativa, presiunea, continutul de gaze din mediul

ambiant, pulsurile luminoase, radiatiile, ultrasunetele,

campurile electrice pulsatorii), de natura chimica (substante

chimice adaugate) si de natura mecanica (agitarea, filtrarea,centrifugarea, procesarea)


14/137

14

c) Factori impliciti sunt factorii de natura biologica,determinati de relatiile ce se stabilesc la un moment dat intremicroorganismele aflate pe acelasi substrat limitat cantitativ.

Factorii impliciti sunt: rata specifica de inmultire, simbioza, siantagonismul.

Factorii intrinseci, extrinseci si impliciti pot actiona po-zitiv sau negativ asupra dezvoltarii microorganismelor. Influ-enta pozitiva a factorilor citati asupra microorganismelor seevidentiaza prin:

-durata fazei de latenta a celulelor-panta fazeide multiplicare exponentiala

-durata si nivelul fazei stationareEfectul global al influentei negative a factorilor asupradezvoltarii microorganismelor se evidentiaza prin:

-timpul necesar pentru a omori un anumit numar de mi-croorganisme la o anumita valoare a unui factor

-timpul de reducere decimala a unei populatii de micro-organisme (timpul in care este omorata 90% dintr-o populatiemicrobiana)

-rezistenta unui microorganism la diferite valori distruc-tive ale unui factorEvolutia in timp a densitatii unei populatii de microor-

ganisme pentru un mediu finit este caracterizata de cele patrufaze majore: latenta, multiplicarea, stationarea si declinul(fig.1).

Faza de latenta (a), numita si faza de inductie sau de

crestere zero, incepe in momentul inocularii celulelor in mediul

de cultura si dureaza pana cand acestea incep sa se multi-plice.Este o perioada de adaptare a celulelor la conditiile de

mediu, in care acestea isi elaboreaza enzimele necesare

metabolizarii substratului, cresc in dimensiuni, se pregatesc

pentru multiplicare.Lungimea fazei de latenta este variabila si

depinde de:

-compozitia mediului de cultura:astfel daca inoculul a

fost obtinut pe un mediu de cultura cu o compozitie identica cu

a mediului inoculat, faza de latenta va fi scurta, sau chiar ine-


15/137

15

xistenta, intrucat celulele si-au activat aparatul enzimatic.Daca

mediul contine substante nutritive mult diferite cu cele cu care

celulele din inocul au fost obisnuite, faza de latenta poate fi

mai lunga.-stare fiziologica si varsta celulelor

-potentialul enzimatic al celulelor-forma in care se afla inoculul (vegetativ, sporifer)

ln x

d ef

c

a b

Fig. 1.1 Curba ce descrie evolutia unei culture micobiene :

a-faza de latenta; b-faza de accelerare; c- faza de crestere exponentiala;

d-faza de incetinire; e-faza stationara; f- faza de declin.

Faza de accelerare (b) face tranzitia de la faza de latentacatre faza de crestere exponentiala, celulele incepand sa se

divida, pe rand, in functie de etapa ciclului vital in care se aflau

in momentul inocularii.

Faza logaritmica (c) sau de crestere exponentiala,

presupune initierea diviziunii la toate celulele culturii, numarul

acestora dublandu-se la intervale regulate de timp, numite timp

de generatie.

In aceasta faza procesele metabolice celulare prezinta


16/137

16

intensitate maxima si se deruleaza cu o anumita constanta,

stabilindu-se un echilibru dinamic, desi compozitia mediului se

modifica permanent, pe masura consumarii substratului si a

acumularii de produse de catabolism, motiv pentru care fazamai este denumita si a cresterii echilibrate.

In faza logaritmica are loc cresterea in dimensiuni a ce-

lulelor, cat si cresterea numerica a populatiei de microorga-

nisme.

Faza de incetinire (d) realizeaza trecerea la faza

stationara prin incetinirea ritmului de crestere pana la anulare.

Faza stationara (e) consta in stabilizarea populatiei de

microorganisme la un anumit numar, fapt cauzat de epuizarea

unei substante nutritive esentiale din substrat sau acumularii de

produse metabolice peste o valoare prag.

Faza de declin (f) implica reducerea numarului de

microorgansime prin moarte si autoliza


17/137

17

Capitolul I Factorii intrinseci

I.1 Continutul de nutrienti

Cresterea si multiplicarea microorganismelor necesitasubstante care sa furnizeze energia si elementele necesare me-

tabolismului celular. Aceste substante care se mai numesc sinutrienti se pot grupa in: surse de carbon, surse de azot, saruri

minerale si factori de crestere. Aceste elemente se gasesc in

majoritatea produselor alimentare, partial sau in totalitate cu

diferente calitative si cantitative.

In laborator sau in practica industriala dezvoltarea mi-

croorganismelor nu este lasata la voia intamplarii ci este

influentata prin intermediul mediilor de cultura.Pentru a prepara

corect un mediu de cultura, este nevoie sa se cunoasca exigentelenutrionale ale microorganismului ce urmeaza a fi cultivat.

Exigentele nutritionale ale microoragnismelor sunt de-

terminate de compozitia lor chimica.Compozitia chimica a mi-

croorganismelor cuprinde macroelemente nemetalice (C, H,

O, N, S, P), macroelemente metalice (Na, K, Mg, Ca) si

oligoelemente (Fe, Mn, Zn, Co, Cu, Mo). Aceste alemente

se intalnesc la majoritatea microorganismelor sub forma deapa, ioni anorganici, substante organice cu rol structural si

functional. In tabelul Nr.1 sunt prezentate elementele celulare

majore, compusii sub forma in care se gasesc in celule si

functiile lor, dupa Todar, 2004, citat de Anca Nicolau 2006.

Cunoasterea exigentelor nutritionale ale microorganiselor

sunt determinate si de tipul de metabolism al acestora bazat pe

sursele de energie, de carbon si a donatorului de electroni.


18/137

18

Particularitatile metabolismului microorganismelor

genereaza o diferentiere a microorganismelor astfel:

-dupa sursa de energie:fototrofe (energia luminoasa) si

chemotrofe (energia din reactii chimice)-dupa sursa de carbon:litotrofe (substante anorganice) si

organotrofe (compusii organici)

-dupa donatorii de electroni:autotrofe (substante anorga-

nice) si heterotrofe (substante organice)

In tabelul Nr.2 prezentam dupa Nicolau (2006) tipurile de

metabolism microbian dupa sursa de energie si de carbon utili-

zate pentru dezvoltare.

Tabelul Nr.1

Elemente celulare majore,

compusii in care se gasesc si rolul lorElementul % s.u. Compusii care Rol

integreaza elemental

Carbon 50 Compusi anorganici, CO2 Structural

Oxigen 20 Apa, compusi anorganici, Structural

CO2si O2 Fiziologic (apa

Reprezinta mediu de

solubilizare, mediu

de reactie si reactant,

iar oxigenul este

acceptorul de

electroni, procesele

aerobe)

Azot 14 NH3,NO3, compusi organici, N2Constituent al

aminoacizilor,

nucleotidelor din

componenta acizilor

nucleici, coenzimelor


19/137

19

Hidrogen 8 H2O, compusi organici, H2 Principalul

constituent al

compusilor organici

si al apei celulare

Fosfor 3 Fosfati anorganici ( PO4) Constituent al acizilor

nucleic, nucleotidelor,

fosfolipidelor, LPS,

acizilor teihoici

Sulf 1 SO4, H2S, S0, compusi Constituent al

organici cu sulf cisteinei,

metioninei,

glutationului,unor coenzime

Potasiu 1 Saruri de potasiu Principalul cation

celular anorganic,

cofactor pentru unele

enzime

Magneziu 0, 5 Saruri de magneziu Cation celular

anorganicCofactor pentru unele

enzime

Calciu 0, 5 Saruri de calciu Cation celular

anorganic

Cofactor enzimatic

Fier 0, 2 Saruri de fier Component al

citocromilorsi al unor proteine

neheminice

Cofactor enzimatic


20/137

20

Tabelul Nr.2

Tipuri de metabolism microbian

Tipul de Sursa de Sursa de Donorul de Grupe de

metabolism energie carbon electroni microorganisme

Foto-lito Radiatie CO2 H2O, H2S, Cianobacterii

autotrof luminoasa S0, H2 Bacterii din

familia

Chromatiaceae

si Clorobiaceae

Foto- Radiatie Compusi Compusi Bacterii dinOrgano luminoasa organici organici familia

heterotrof Rhodospirilaceae

Chemo-lito Oxidarea CO2 Compusi Nitrobacterii

Autotrof compusilor anorganici: Ferobacterii

anorganici NH3;NO2- Bacterii

H2, Fe2+, metanogene si

H2S, S0 acetogene

Chemo- Oxidarea unor Compusi Compusi Majoritatea

Organo compusi organici organic bacteriilor

heterotrof organici Fungi

Compozitia mediilor de cultura.Mediile de cultura tre-

buie sa contina nutrientii necesari dezvoltarii microorganisme-

lor intr-o forma usor accesibila.Sursele de carbon pentru microorganismele litotrofe sunt

dioxidul de carbon, carbonatii si bicarbonatii iar pentru cele

organotrofe monoglucidele (glucoza, fructoza, galactoza),

diglucide (maltoza, zaharoza, lactoza), poliglucide (amidon,

celuloza, pectina) precum si alte surse de carbon (glicerol,

alcooli, acizi organici, aminoacizi).

Pentru cultivarea levurilor se folosesc musturi cu glucidesimple, diglucide si dextrine cu masa moleculara redusa.


21/137

21

Surse de azot. Azotul este furnizat microorganismelor

litotrofe sub forma de azotati, azotiti, azot liber sau amoniu iar

pentru cele organotrofe aminoacizii, peptonele si chiar proteinele.

Pentru dezvoltarea bacteriilor de putrefactie si a muce-gaiurilor, este necesara prezenta initiala a unor surse de azot

usor asimilabile (aminoacizi, peptone) iar pentru levuri, care nu

pot metaboliza substantele proteice complexe se recomanda

utilizarea ureei, peptonei ca substante organice si a sulfatului

de amoniu din categoria substantelor anorganice.

Sarurile minerale, in cantitati mici au un efect stimulator,

iar in cantitati mari un efect toxic.

Mediile de cultura trebuie sa furnizeze si fosfor, care

poate fi cel mai usor de asimilat din fosfati.Fosfatii au si rol de

substante tampon, ceea ce nu permite variatii mari de pH a me-

diilor de cultura.

Sulful de regula provine din sulfitul de fier sau magne-

ziu.

Asimilarea sarurilor minerale de catre microorganisme

in ordine descrescatoare este urmatoarea: fosfati, sulfati,azotati, carbonati.

Factorii de crestere sunt substante de care microorga-

nismele au nevoie pentru dezvoltare si pe care nu sunt capabile

sa le produca singure.Au functii specifice in procesele de bio-

sinteza.

Cei mai cunoscuti factorii de crestere sunt:bazele

purinice si pirimidinice pentru sinteza acizilor nucleici,

aminoacizii necesari pentru sinteza proteinelor si vitaminele curol de coenzime pentru enzime.

Microorganismele cele mai putin pretentioase sub raportul

nutrientilor din mediile de cultura sunt mucegaiurile urmate de

levuri, bacteriile gram pozitive si bacteriile gram negative.

Din punct de vedere al starii de agregare mediile de cul-

tura pot fi lichide si solide.

Mediile lichide se utilizeaza pentru obtinerea de biomasasau pentru producerea unor compusi metabolici valorosi.


22/137

22

Mediile solide sunt folosite pentru izolarea, obtinerea de

culturi pure, identificarea si numararea microorganisme-

lor.Mediile solide se obtin prin utilizarea unui agent de solidifi-

care intr-un mediu lichid. Cel mai utilizat fiind agarul, unhidrocoloid produs de alge si care are propietatea de a se topi la

1000C si de a se solidifica la 40

0C. Nu este metabolizabil de

microorganisme.

Dupa compozitia chimica mediile de cultura pot fi cu o

compozitie bine definita sau cu o compozitie nedefinita.

Mediile cu o compozitie bine definita, sunt medii sintetice,

obtinute din substante chimice pure, pentru care se cunoaste

exact compozitia chimica, si reprezinta medii minimale

utilizate pentru studiul necesitatilor nutritionale, a

proprietatilor metabolice, fiziologice.

Mediile cu compozitia chimica nedefinita sunt realizate

cu ajutorul materialelor de origine biologica (sange, lapte,

extract de carne, extract de malt, etc).Aceste medii se utilizeaza

pentru cultivarea bacteriilor cu necesitati nutritionale complexe.

Dupa scopul in care sunt utilizate mediile de cultura potfi:medii generale, medii selective, medii diferentiale si medii

de imbogatire.

Mediile generale: permit cresterea mai multor grupe de

microorganisme.Ca de exemplu mediul cu extract de malt,

mediul Sabourd si mediul Czapeck pentru dezvoltarea fungilor

sau mediul PCA (Plate Count Agar) un mediu pe baza de

peptona, ce permite dezvoltarea mai multor tipuri de bacterii.

Mediile selective: contin un component capabil sa inhibedezvoltarea microorganismelor nedorite si sa favorizeze

cresterea unui singur tip de microorganisme.Mediul BBLV

(Bulion Lactoza Bila verde Briliant) este un mediu selectiv

pentru coliformi.Prezenta sarurilor biliare inhiba dezvoltarea

bacteriilor ce nu fac parte din grupa coliformilor.Mediile diferentiale, reprezinta o categorie speciala a

mediilor selective, care permit diferentierea unor microorga-nisme intre ele pe baza caracteristicilor lor metabolice.


23/137

23

De exemplu pentru identificarea lui S.aureus se

utilizeaza un mediu cu o concentratie ridicata de sare, pe care

stafilococii o pot tolera, manitol ca sursa de glucide fermentes-

cibile si un indicator de pH.Un asemenea mediu poate diferentia S.aureus-specie to-

xicogena de S.epidermidis-specie netoxigena.Fermentareamanitolului de catre S.aureus produce acid care va producemodificarea culorii indicatorului de pH (aparitia unui halou injurul coloniilor de S.aureus. Speciile de S.epidermidis nufermenteaza manitolul deci nu se va forma halou in jurul colo-niilor).

Mediile de imbogatire contin componente care le suntnecesare anumitor microorganisme si care nu pot fi folosite de

altele sau au chiar efect inhibitor asupra altora, situatie in care

mediul de imbogatire este si selectiv.

Cunoasterea compozitiei chimice a mediilor de cultura,

corespunzatoare cerintelor nutritionale ale microorganismelor

prezinta importanta nu numai pentru cultivarea bacteriilor in

laborator ci si in practica industriala (biotehnologie), deoarece

permite reglarea activitatii microorganismelor in directia

obtinerii de biomasa sau a unor produsi de metabolism.

Influenta compozitiei chimice a alimentelor asupra

dezvoltarii microorganismelor. Carnea si produsele din

carne, laptele si derivatele sale sunt produse foarte nutritive, pe

cand unele produse vegetale, cum este varza, sunt sarace in

asemenea substante.Pentru a favoriza multiplicarea microbianasubstantele nutritive din aliment trebuie sa fie intr-o forma uti-

lizabila, degradabila.Unele componente din alimente sunt re-

zistente la atacul microorganismelor sau pot fi degradate numai

de acelea care elaboreaza enzime specifice.

Ca de exenplu:degradarea initiala a structurilor vegetale

este produsa numai de microorganismele care secreta celulaze

si pectinaze, enzime, care depolimerizeaza polizaharidele din

peretele celulelor si elibereaza componente cu masa moleculara


24/137

24

mica, metabolizabile de microorganismele cu echipament

enzimatic mai sarac.

Microflora care se dezvolta initial pe suprafata carnii

utilizeaza glucoza si riboza, apoi lactatul rezultat din glu-coza.Rezulta in acest mod o cantitate mare de energie folosita de

microorganismele proteolitice ce hidrolizeaza proteinele complexe

cu molecule mari in compusi cu molecule mici utilizabili si de

microflora cu un echipament enzimatic mai putin dotat.

Alimentele, sub actiunea echipamentului enzimatic pro-

priu si a celui microbian isi modifica compozitia chimica si

structura devenind accesibile pentru o gama mai larga de mi-

croorganisme.

In acelasi timp, cerintele nutritive ale unei grupe de mi-

croorganisme se pot schimba in raport cu conditiile intalnite in

aliment.Astfel, unele devin mai pretentioase sub raport nutritiv

la temperaturi mai ridicate sau la valori mai mici ale apei active.

Este unanim cunoscut faptul ca profilul microbian domi-

nant al unui aliment este determinat de compozitia chimica a

acestuia. In lapte si produsele lactate predomina Entero-bacteriaceele lactozo pozitive, pe cand in majoritatea celorlalte

alimente predomina tipurile lactozo negative.

Proteoliza si glicoliza sunt produse in mod obisnuit de

flora de alterare a alimentelor, lipoliza este mai putin obisnuita.

Aceasta situatie se datoreaza faptului ca substraturile proteice

si hidrocarbonate sunt deseori solubile, deci existente in faze

apoase a alimentelor si accesibile enzimelor microbiene extra si

intra celulare. Grasimile sunt relativ insolubile in faza apoasadin aliment si deci mai greu accesibile enzimelor extra celulare

ale microorganismelor.Proteinele cu molecula complexa sunt descompuse de

putine microorganisme si nu pot constitui o sursa de azot.Celemai rezistente proteine la atacul microbilor sunt: cheratina,elastina si colagenul.

Alterarea proteolitica a carnii si a unor preparate din

carne nu se poate realiza decat de microorganismele care


25/137

25

elaboreaza colagenaza.Aceasta enzime poate degrada mem-

brana fibrelor musculare, astfel incat continutul acestora devine

accesibil pentru numeroase specii microbiene.Colagenaza este

elaborata de specii din genurile Clostridium si Pseudomonas.Descompunerea proteolitica este un proces complex la

care participa numeroase specii microbiene cu profiluri meta-

bolice variate, astfel incat rezultatul ei consta intr-un amestec

de metaboliti intalniti aproape constant:amoniac, hidrogen

sulfurat, indol, scatol, mercaptan. Daca proteoliza este produsa

numai de o anumita specie microbiana cu profil metabolic

specific, atunci si in produsii finali va predomina un anumit

compus metabolic ce va imprima produsului un miros particu-

lar: amoniacal in cazul speciilor de Pseudomonas, de hidrogen

sulfurat, de branza stricata, de corn ars-in cazul unor

Clostridii.

Prezenta hidratilor de carbon intr-un aliment intr-o can-

titate mai mare de 10% intarzie sau anuleaza descompunerea

proteica, determina o economie de proteina (protein sporing).

In aceste cazuri alterarea alimentului va avea caracterfermentativ cu formare de acizi ce coboara pH-ul alimentului

pana la valori inhibitoare pentru microorganismele proteolitice.

Se produce o stabilizare a microflorei din produs ca la

branzeturile fermentate sau salamurile crud uscate.

Temperatura alimentului influenteaza activitatea meta-

bolica a microorganismelor.La temperaturi mai mari de >220C

microorganismele desfasoara o activitate dominant glicolitica,

pe cand la temperaturi in jur de 120C activitatea dominanta estede proteoliza a aminoacizilor..

Prezenta vitaminelor in alimente in special a celor de

complexul B este necesara pentru dezvoltarea unor microorga-

nisme. Ele reprezinta factori de crestere.

Prezenta sau absenta vitaminelor determina profilul mi-

crobian ce se dezvolta in aliment.In fructele lipsite de vitami-

nele din complexul B, se vor dezvolta la inceput numai levuri


26/137

26

si mucegaiuri capabile sa sintetizeze asemenea vitamine.In

salamurile crude, ca si in alte preparate in care exista vitamina

B se vor dezvolta prioritar lactobacilii.

Toate alimentele contin saruri minerale suficiente pentrumultiplicarea microorganismelor. In substraturile lipsite complet

de saruri minerale, microorganismele nu se pot dezvolta. S-a

observat ca unele sucuri din fructe complet demineralizate prin

schimburi de ioni rezista mai mult la atacul levurilor.

I.2. Compusi naturali antimicrobieni si structurile deprotectie ale alimentelor

Alimentele contin in mod natural o serie de compusi cuproprietati antimicrobiene (bacteriostatice sau bacteri-cide).Acesti compusi au un spectru de actiune asupra tuturor,microorganismelor sau numai asupra unor categorii de orga-nisme (gram pozitiv, gram negativ, fungi sau drojdii).

Compusi antimicrobieni din produsele de origineanimala

Ouale contin mai multe proteine cu efect inhibant, c elemai multe se gasesc in albus. In galbenus se gaseste oimunoglobina. Proteinele cu efect bacteriostatic din albus sunt:lizozimul (enzima litica, activa fata de bacteriile gram pozitive),avidina (glicoproteina care se combina cu biotina pe care o face

indisponibila, conferind un efect bacteristatic), ovotransferinasau conalbumina (glicoproteina al carei efect bacteriostatic estedeterminat de capacitatea de a lega ionii de fier).

Imunoglobulina din galbenus, contine cateva clase deanticorpi ce au proprietatea de a inhiba cresterea microorga-nismelor prin reactii de precipitare.

Laptele contine o serie de compusi cu efectantimicrobian: sistemul lactoperoxidazic alcatuit din

lactoperoxidaza, tiocianat si peroxid de hidrogen.Lactoperoxidaza este o enzima abundenta in lapte, rezista la


27/137

27

pH-ul acid=3 din sucul gastric si partial la temperatura de71,7

0C timp de 15 secunde (Directiva Consiliului Europei pre-

vede ca laptele trebuie pasteurizat la 71,70C timp de minimum

15 secunde). Tiocianatul este un compus natural al lapte-lui.Peroxidul de hidrogen provine din actiunea bacteriilor lac-tice (lactobacili, streptococi) si se gaseste in cantitati mici.

Lactoperoxidaza oxideaza tiocianatii. Produsiiintermediari de oxidare confera efectul antimicrobian alsistemului. Oxidarea gruparilor tiolice (

-SH) ale enzimelor si

proteinelor are importanta cruciala in efectul bacteriostaticsi/sau bactericid al sistemului.

Efectul sistemului lactoperoxidazic (L.P.) asupra bacte-riilor poate fi reversibil sau ireversibil.Multe bacterii gram po-zitive (streptococi, lactobacili) sunt inhibate de sistemulLP:capacitatea de a se recupera in urma inhibarii depinde deconditiile de mediu (pH, temperatura) si de tulpina.

Bacteriile gram negative (E.coli, Salmonella, Listeria,Campylobacter) sunt distruse de sistemul LP.

Lactoferina este o proteina din grupa transferinelor ca-

pabila sa lege ionii de fier.Este secretata de glanda mamara siare rol antimicrobian.Acest efect se datoreaza blocarii fieruluiceea ce il face indisponibil bacteriilor, cat si modificariipermeabilitatii membranei bacteriilor gram negative.Laptelemai contine si lizozim.

Carneacontine si ea o serie de compusi cu efect inhibitor:- acidul lactic acumulat dupa taierea animalelor are efect

inhibant prin pH-ul scazut imprimat mediului (dupa moartea

animalului are loc o activitate glicolitica anaeroba cu formarede acid piruvic, care este transformat in acid lactic).In prezenta acidului lactic, carnea manifesta o rigiditate

(rigor mortis). Pe durata acestei stari carnea este protejata deactiunea microorganismelor.

Continutul sangelui in properdina, hematina,complement, diversi anticorpi confera carnii reduse proprietatibacteriostatice.

Multe din aceste substante antimicrobiene sunt termola-bile, deci se inactiveaza in urma tratamentelor termice sau


28/137

28

odata cu prelungirea termenului de stocare a alimentelor. Deaceea, importanta acestor substante ca factori limitatori aproliferarii microbiene este redusa si de scurta durata, iar la

alimentele intens poluate este nesesizabil.

Compusii antimicrobieni din plantePlantele contin o gama variata de compusi cu actiune

antimicrobiana.Se apreciaza ca exista aproximativ 14000 deplante cu potential de a produce compusi antimicrobieni.Astfel: ovazul produce avecina. Avecinele sunt un grup desopanine triterpenoidice ce confera plantei rezistenta la

mucegai. Mandarinul si grapefruitul produc flavone cuproprietati fungistatice. Cartoful produce solanina, iar plantade tomate produce alfa-tomatina-saponina, steroida ce oprotejeaza fata de fungii patogeni. Plantele aromaticecondimentare contin de asemenea compusi cu proprietatiantimicrobiene.

In tabelul Nr. 3 prezentam cativa compusi vegetali cu ac-tivitate antimicrobiana.

Tabelul Nr.3 (dupa Nicolau 2006)

Compusi vegetali cu activitate antimicrobiana

Compusul Planta Compusul Planta

Aldehida Scortisoara Carvacro Chimion

cinamica

Acid cafeic Cafea Eugenol Cuisoare

Acid siringic Mustar Linalol Citrice

Alicina Usturoi Lupulon Hamei

Cafeina Cafea Mentol Menta

Catehine Ceai Timol Cimbru,

Oregano

Cumarina Cumina Vanilina Vanilie


29/137

29

Ardeiul iute contine capsicidina cu proprietatiantimicrobiene.Usturoiul prezinta actiune antibacteriana siantifungica datorita alcinei, cu activitate oxidativa si

reactivitate fata de gruparile tiolice.Ceaiul (Camellia sinesis)prezinta in vitro proprietati antibacteriene si antivirale datoratecatehinelor si polifenolilor.

Polifenolii din ceai inhiba cresterea si aderenta luiPorphyromonas gingivalis la celulele epiteliale din cavitateabucala.

Substantele active din citrice si plantele aromate (cimbru,busuioc, menta, ceapa, cuisoare) intarzie cresterea lui S.aureus,

bacteria cea mai utilizata in studiile de activitate antimicrobianaa uleiurilor esentiale.C.botulinum, C.sporagenes si C.perfringenssunt inhibate de uleiurile esentiale din usturoi, ceapa, cimbru,scortisoara, piper negru si ardei iute.

Uleiul esential din menta prezinta o activitateantimicrobiana moderata fata de Listeria monocytogenes intimp ce uleiurile esentiale din scortisoara, cuisoare, cimbruprezinta un efect intens.

Cresterea salmonelelor este inhibata de uleiurileesentiale din busuioc, cimbru, dafin, coriandru, citrice,migdale, cuisoare, scortisoara si piper.

Efectul antimicrobian al comdimentelor si planteloraromatice, se apreciaza pe baza concentratiei minime (CIM)fata de un microorganism si este greu de cuantificat deoarece:

-concentratiile de condimente variaza de la un aliment laaltul

-eficienta condimentelor (substantele lor active), variazain functie de compozitia alimentului in care au fost adaugate.De exemplu, in laborator, pe mediile de cultura in care s-a

adaugat ulei esential de menta, cresterea S.enteridis si a Listerieimonocytogenes a fost inhibata, iar in salata tzatziki (pH 4, 2),pate (pH 6) si salata de icre (pH 5) la care s-a adaugat uleiesential de menta efectul inhibant s-a micsorat semnificativ.

O situatie asemanatoare s-a constatat si la uleiul esential

de busuioc si sosul de carne fata de S.typhymurium.In generalcondimentele manifesta o eficienta mai redusa in alimente


30/137

30

decat in mediile de cultura, iar extractele lor sunt mai putin in-hibitorii decat ele insele deoarece substantele volatile nu se maielibereaza (Jai 1992).

Bacteriile gram pozitive sunt mai sensibile la actiuneacompusilor antimicrobieni din alimente decat bacteriile gramnegative. Fungii sunt mai sensibili decat bacteriile gram negative.

Compusi cu efect antimicrobian produsi de microor-ganisme

Microorganismle pot sintetiza o serie de compusi cuproprietati antimicrobiene.Printre acesti compusi se numara:

-acizii organici: acidul lactic si acidul acetic produsi prinfermentatia lactica de culturile starter utilizate la fabricareabranzeturilor si a salamurilor crud uscate.Acesti acizi deter-mina prin scaderea pH-ului produselor respective, inhibareabacteriilor coliforme, a salmonelelor, listeriilor, stafilococilor sia clostridiilor.

Eficienta acestei inhibari depinde de tipul de microorga-nisme, nivel de contaminare, viteza de fermentare si durata pro-

cesului.Adaugarea unei cantitati de zahar produce crestereacantitatii de acizi formata.Acizii organici distrug membrana celulara si inactiveaza

enzimele.Deoarece acizii organici nu se gasesc in forma disoci-ata in mediile de cultura, pentru aprecierea cantitatii de aciziformati de culturile lactice se recomanda determinarea aciditatiititrabile si nu a pH-ului.

-diacetilul (2, 3 butan dioda) si formele sale reduse

(acetoina si 2, 3 butan diolul) sunt produsi ai metabolismuluiglucidic.Valoarea optima a pH-ului pentru producerea dediacetil este 4, 5-5, 5.Diacetilul actioneaza inhibitor laconcentratii ridicate mai puternic asupra bacteriilor gram nega-tive drojdiilor si a mucegaiurilor.

-ruterina (3-hidroxipropionaldehida) este produsa delactobacilii heterofermentativi in metabolizarea anaeroba a gli-cerolului sau gliceraldehidei . Prezinta un spectru larg

antimicrobian (levuri, mucegaiuri, protozoare, bacterii grampozitive si gram negative).


31/137

31

-antibioticele sunt metaboliti secundari produsi demicroorganisme cu proprietati bacteriostatice si/sau bactericidefata de altele decat cele ce i-au produs.Unele mucegaiuri din

genul Penicillium produc peniciline, unele mucegaiuri dingenul Cephalosporium-cefalosporine, bacteriile din genulStreptomyces produc streptomicine, kanamicine, neomicine sitetracicline iar bacteriile din genul Bacillus produc bacitrocina,polimixina.

Toxicitatea antibioticelor este selectiva datorita faptuluica acestea actioneaza asupra unor structuri specifice procario-telor sau eucariotelor.A se vedea tabelul Nr.4.

Tabelul Nr.4

Clase de antibiotice si categorii de celule tinta

(Stanier, 1977)

Clasa de Mod de actiune Activitate manifestata fata de

Antibiotice

procariote eucariote

Peniciline Blocheaza sinteza peptido- + -

glicanului constituent al

peretelui celular

Antibiotice Se combina cu sterolii din - +

polienice membrane celulara

afectandu-i permeabilitatea

Glutaramide Blocheaza sinteza

proteinelor la nivelul - +

ribozomilor 80 S

Aminoglicozide, Blocheaza sinteza

tetracycline, proteinelor la nivelul + -

macrolide, ribozomilor 80 S

cloramfenicol


32/137

32

-bacteriocinele sunt substante de natura proteica si spec-

tru mai larg sau mai ingust, in functie de structura lor chi-

mica.Exista numeroase bacteriocine ca de exemplu nizina,

pediocina, enterocina, lactacina.-toxinele Killer sunt substante de natura proteica pro-

duse de drojdii cu spectru antifungic ingust, actioneaza tot asu-

pra drojdiilor, chiar asupra speciilor aceluiasi gen.Toxinele

produc ruperea peretelui celulelor de natura gluconica, intr-un

interval de pH foarte ingust 4, 6-4, 8, cu pierderea ionilor din

celula si in final moartea celulelor.

-etanolul este un produs final al glicolizei, are efect inhi-bitor pentru toate microorganismele, prin afectarea structurii

membranei celulare.

Structurile de protectie a alimentelor

Dezvoltarea si multiplicarea microorganismelor este

influentata si de structura fizica si biologica a alimente-

lor:starea lichida sau congelata a apei din aliment, distributia

fazei apoase in emulsii, prezenta unor bariere biologice.Substraturile lichide cu apa activa 0, 75-0, 62 (siropuri

de zahar) permit dezvoltarea levurilor, dar acestea nu se pot

dezvolta in produse solide cu aceasi valoare a apei

active.Aceste produse vor fi alterate de fungi, deci pentru

conservarea acestora se impune crearea unui mediu anaerob.

Invelisurile naturale ale structurilor morfologice ale

plantelor si animalelor constituie o bariera in calea dezvoltarii

microorganismelor.Intre aceste structuri se numara invelisul

semintelor (testa), coaja nucilor si a alunelor, coaja fructelor si

a unor legume.Coaja si membrana cochiliera la oua, pielea la carcasele

de pasari si solzii la peste nu permit patrunderea microorga-nismelor in straturile profunde.Aceste structuri au insa sipuncte slabe, fisuri (stomate in cuticula fructelor si legumelor,

pori in coaja oualelor) prin care microorganismele pot patrundein interiorul elementelor protejate.Structurile de protectie pot fi


33/137

33

deteriorate in timpul recoltarii, transportului sau depozitarii lor,ceea ce faciliteaza patrunderea microorganismelor.

Pe langa aceasta microorganismele poseda sisteme en-

zimatice capabile sa penetreze aceste bariere naturale.Carnea in carcasa, refrigerata, se altereaza intr-un timp

mai indelungat decat aceeasi carne taiata in piese sau tocata.Cucat gradul de maruntire este mai mare, cu atat vor aparea mairepede fenomenele de alterare microbiana.In carcasa tesutulmuscular este protejat de fascii, iar miofibrelele, suntadapostite in sarcolema lor.In conditiile de igiena fasciile sezvanta si formeaza la suprafata carcaselor o pelicula uscata cu

activitatea apei scazuta, ce are rol protector.Aceasta cu atat maimult cu cat alterarea carnii refrigerate este produsa de bacteriigram negative care nu se dezvolta la valori mici ale apei active.

La carnea transata, tocata, dispare integritatea fasciilor asarcolemei, suprafata de actiune a bacteriilor creste, iar o partedin sucul interfibrilar devine accesibil direct microflorei deputrefactie, ceea ce explica alterarea mai rapida.

I.3 Activitatea apei

Apa este utilizata de microorganisme ca solvent pentru

nutritienti, ceea ce permite transportul lor in citoplasma si ca

agent chimic in reactiile metabolice.

Numeroase molecule si macromolecule prezente in ali-

mente poseda grupari functionale (-OH, -COOH, -NH2si SH)

cu afinitate pentru apa pe care o fixeaza prin legaturi intermo-leculare.

Moleculele de apa fixate prin legaturi chimice nu vor fi

disponibile pentru metabolismul celulelor microbiene din ali-

mente.

Spre deosebire de umiditate, care reprezinta continutul

procentual de apa al unui mediu, aliment, activitatea apei este o

masura a cantitatii de apa libera din acel mediu, aliment.


34/137

34

Pentru a evalua dezvoltarea microorganismelor sau acti-

vitatea enzimelor este necesar sa se cunoasca valoarea

activitatii apei, si nu a umiditatii.

Disponibilitatea apei dintr-un mediu de cultura, alimentpentru transferul de substante si reactii chimice este exprimat

prin activitatea apei (aw).Acest parametru ia valori de la 0 la 1

si se poate calcula dupa formula:raportul dintre presiunea de

vapori a solutiei (p) si presiunea de vapori a apei pure (po)

aw = pop

Activitatea apei este corelata cu umiditatea relativa a ae-rului, cu concentratia solvatilor, cu continutul de apa si tempe-ratura produsului.

Membrana celulara este semipermeabila, fapt ce permite

procese de osmoza (difuzia unui solvent dintr-o solutie mai

diluata spre una mai concentrata pana la izotonie).

Cand celulele microorganismelor sunt plasate in medii

hipotonice (presiune osmotica scazuta, bogate in apa libera),apa patrunde in celula determinand fenomenul de turgescenta

(marirea volumului celular).Daca celulele microorganismelor

sunt plasate in medii hipertonice (medii cu presiune osmotica

ridicata, cu continut scazut de apa libera), apa iese din celula

determinand fenomenul de plasmoliza (micsorarea volumului

celular).

Microorganismele se comporta diferit fata de activitatea

apei.Majoritatea microorganismelor se multiplica rapid la va-lori ale apei active de 0, 99-0, 98.Sub 0, 95 valoare apa activa,

bacteriile gram negative scad ca numar si devin dominante

bacteriile gram pozitive.

La valori ale apei active mai mici de 0, 88 dezvoltarea

bacteriilor si a majoritatii levurilor este practic oprita.Se mai

dezvolta doar mucegaiurile.Nu s-a observat producerea de

aflatoxine in substraturi cu valori ale apei active mai mici de 0,

83.


35/137

35

Microorganismele care se pot multiplica in produse cu

valori ale apei active sub 0, 90 se pot clasifica astfel:

-halofile:cele adaptate la concentratii mari de NaCl.Ele

pot creste pana la valori ale activitatii apei de 0, 75.-osmofile:cele adaptate la concentratii mari de glucide

-xerofile:cele adaptate sa se dezvolte in medii cu un

continut scazut de apa libera.

In tabelul Nr.5 se prezinta valorile activitatii apei la care

se pot dezvolta diverse microorganisme, dupa Jay (1992) citat

de Anca Nicolau (2006)

Valorile din tabel sunt orientative, ele fiind dependente

si de alti factori ca de exemplu:

-domeniul de apa activa in care se pot multiplica micro-

organismele este mai larg la temperatura optima de dezvoltare

-prezenta nutrientilor in cantitati optime dezvoltarii,

largeste domeniul de apa activa in care microorganismele se

pot multiplica

-in conditii de temperatura si pH nefavorabile dezvoltarii

microorganismelor, acestea au nevoi de cantitati sporite de apalibera

-natura substantelor ce determina scaderea apei active

influenteaza valoarea minima a acestui parametru pentru

cresterea microorganismelor.

In tabelul Nr.6 prezentam dupa Nicolau (2006) valorile

aproximative ale apei libere din cateva produse alimentare.

Proprietatea inhibitoare a valorii reduse a apei libere din

alimente asupra inmultirii microorganismelor este folosita inpractica de productie pentru stabilizarea microbiana a unor

produse alimentare, in vederea conservarii lor pe perioade

lungi de timp.Reducerea continutului de apa libera se poate

realiza prin:sarare (uscata si umeda), adaugare de siropuri de

zahar, uscare (la soare, cu aer cald, prin pulverizare, etc),

liofilizare, concentrare.


36/137

36

Tabelul Nr.5

Valori ale activitatii apei la care

se pot dezvolta microorganismele

Microorganismul aw

Bacterii > 0, 9

Clostridium botulinum 0, 97

Pseudomonas spp 0, 97

Acinetobacter spp 0, 96

Escherichia coli 0, 95

Enterobacter aerogenes 0, 95Vibrio parahaemolyticus 0, 94

Bacillus subtilis 0, 90

Staphyloccocus aureus 0, 86

Holobacterium spp. 0, 75

Drojdii > 0, 87

Candida utilis 0, 94

Candida scotii 0, 92Saccharomyces cerevisiae 0, 90-0, 94

Rhodotorula 0, 90

Trichosporon pullulans 0, 61

Zygosachharomyces rouxii 0, 62

Mucegaiuri > 0, 7

Botrytis cinerea 0, 93Rhizopus 0, 93

Fusarium 0, 90

Mucor 0-0, 9

Penicillium expansum 0, 85

Alternaria citri 0, 84

Aspergillus flavus 0, 78

Aspergillus glaucus 0, 70

Xeromyces bisporus 0, 61


37/137

37

Tabelul nr. 6

Valoarea aproximativa a activitatii apei

in cateva produse alimentare

Aliment aw Aliment aw

Carne de vita 0,990-0,980 Rosii 0,991

Carne de porc 0,990 Mere 0,980

Peste 0,994-0,900 Cirese 0,997

Produse din 0,995-0,850 Struguri 0, 986-0,963

carne uscate

Lapte 0,095 Lamai 0,984

Morcovi 0,989-0,983 Pepeni galbeni 0,991-0,988

Castraveti 0,998-0,983 Piersici 0,985

Ciuperci 0,995-0,989 Dulceata 0,800-0,750

Cartofi 0,985 Cereale 0,700

I.4 Aciditatea si PH-ul

Aciditatea unui mediu de cultura sau a unui aliment este

apreciata de cele mai multe ori prin determinarea valorii pH-

ului si nu prin masurarea ei.

In microbiologie, valoarea pH-ului nu este intotdeauna

suficienta pentru a defini conditiile fiziologice ale mediului,

caci proprietatile intrinsece ale moleculelor acizilor prezenti

pot influenta direct microorganismele din mediu.


38/137

38

Acizii de origine vegetala (citric, tartric si malic), nu au

proprietati antimicrobiene intrinsece, pe cand altii de origine

microorganica (lactic, acetic) au aemenea proprietati destul de

pronuntate.Ph-ul se defineste drept logaritmul negativ al

concentratiei ionilor sau protonilor de hidrogen.

pH = -log10(H+)

Aciditatea titrabila este cantitatea de solutie 0, 1 N de

NaOH necesara pentru a neutraliza o solutie, raportata la suta.Acizii foarte puternici se disociaza aproape in intregime

in solutii ceea ce explica faptul ca ei coboara mai mult pH-ul

unei solutii fata de acizii slabi.

Microorganismele dintr-un mediu acid sunt afectate pe

de o parte de ionii liberi de hidrogen (H+), adica de pH, iar pe

de alta parte de concentratia acizilor slabi nedisociati prezenti

in mediu, adica de aciditate.Acizii slabi( acetic, lactic) sunt

metabolizati in interiorul celulelor microbiene, punand in liber-tate ioni de hidrogen, ce determina acidifierea interiorului celu-

lei microbiene, inhibarea metabolismului si moartea celule-

lor.Alti acizi nu sunt metabolizati de celule si nu pot determina

acidifierea continutului celular.

Valoarea pH-ului citoplasmei este in mod normal 7-7, 2

atat la procariote cat si la eucariote.Celula microbiana are ca-

pacitatea de a-si regla pH-ul intern.

Microorganismele se dezvolta intr-un domeniu de pH

delimitat de valori maxime si minime, dar prefera anumite va-

lori optime.

Dupa datele din literatura de specialitate prezentam in ta-

belul nr.7 valorile de pH la care se pot dezvolta unele microor-

ganism din alimente


39/137

39

Tabelul Nr.7

Valorile de pH la care se pot dezvolta

unele microorganisme din alimente

Microorganism pH

minim maxim optim

Mucegaiuri 1, 5- 3, 5 8-11 4, 5-6, 8

Drojdii 1, 5-3, 5 8-8, 5 4, 5-6, 5

Bacterii 4, 5 11 6, 5-7, 5

Zymomonas lindneri 3, 5 7, 5 5, 5-6, 0

Staphylococcus aureus 4, 2 9, 3 7, 0-7, 5

Escherichia coli 4, 4 9, 0 6, 0-7, 0

Erviwinia carotovora 5, 6 9, 3 7, 1

Streptococcus pneumonia 6, 5 8, 8 7, 8

Nitrobacter sp. 6, 6 10 7, 6-8, 6

Majoritatea bacteriilor se dezvolta in medii cu pH cuprins

intre 4, 5-11 dar prefera mediile cu pH intre 6, 5-7, 5.Drojdiile

se dezvolta in intervalul de pH 1, 5-1, 8 iar mucegaiurile 1, 5-

11, pH-ul optim pentru ambele categorii fiind 4, 5-6, 5. In

functie de valorile pH-ului la care se pot dezvoltamicroorganismele se clasifica in:

-acidofile-se dezvolta optim la pH-uri mai mici de 3

-acidotolerante-se pot dezvolta la pH-uri mai scazute de

4 cu optim la 5, 5-6, 5

-alcalotolerante-se pot dezvolta la pH-uri mai mici de 9

cu optim 6, 5-7, 5

-alcalofile-se pot dezvolta la valori de pH peste 10 cu

optim 11


40/137

40

Limitele de pH in care se dezvolta microorganismele,

prezentate de literatura de specialitate nu trebuie considerate ca

valori absolute, deoarece ele depind si de alti factori pre-

cum:natura acidului ce determina pH-ul, temperatura mediului,starea celulelor.prezenta in mediu a anumitor nutrienti in

anumite concentratii.

In tabelul Nr.8 prezentam valorile pH-ului din unele

alimente dupa Anca Nicolau (2006)

Tabelul Nr.8

Valorile pH-ului din unele alimenteAliment pH Aliment pH

Fructe Legume

Mere 2, 9-3, 3 Fasole 4, 6-6, 5

Banane 4, 5-4, 7 Varza verde 5, 4-6

Smochine 4, 6 Morcovi 4, 9-5, 2

Prune 2, 8-4, 6 Conopida 5, 6

Pepene rosu 5, 2-5, 6 Telina 5, 7-6

Pepene galben 6, 3-6, 7 Ceapa 5, 3-5, 8

Struguri 3, 4-4, 5 Cartofi 5, 3-5, 6

Portocale(suc) 3 Tomate 4, 2-4, 3

Grapfruit (suc) 3, 4-4, 5 Spanac 5, 5-6

Produse lactate Peste si fructe de mare

Unt 6, 1-6, 4 Peste( cele mai multe specii) 6, 6-6, 8

Lapte 6, 3-6, 5 Scoici 6, 5Smantana 6, 5 Crab 7

Branza Chedar 4, 9/5, 9 Somon 6, 1-6, 3

Carne Ton 5, 2-6, 1

Vita (tocata ) 5, 1-6, 2 Creveti 6, 8-7

Vitel 6

Pui 6, 2-6, 4


41/137

41

Dezvoltarea microorganismelor este influentata de pH

prin actiunea acestuia asupra:

-mediului de cultura.Echilibrul ionic mai ales ai celor

metalici (Mg, Zn) modifica disponibilitatea anumitor nutrientidin mediul de cultura.

-permeabilitatii plasmalemei, care este afectata de

variatia concentratiei de ioni de H+si OH

-din mediu, ceea ce

afecteaza transportul de substante prin aceasta membrana.

-activitatea metabolica, care este optima la un anumit pH

si perturbata de variatiile de pH ale citoplasmei.

In practica, prin scaderea pH-ului se asigura inhibarea

dezvoltarii microorganismelor deci conservarea alimentelor .

Acidifierea alimentelor se poate realize prin :

-acidifiere naturala, cel mai ades fermentatia lactica,

determinata de bacteria lactice ( Lactobacillus ) care se

intalneste la fabricarea unor sortimente de branzeturi, la

fabricarea preparatelor din carne asa-zise crud-uscate, la

legumele murate.

-acidifiere artificial prin adaugare de acizi organic ( ace-tic, lactic, citric, gluconic ) utilizati mai ales pentru a scadea

PH-ul sub 4, 6 in vederea prevenirii germinarii sporilor de C.

Botilinum si a aplicarii unor tratamente termice mai moderate.

-acidifierea mixta, care combina efectul aciditatii rezul-

tat dijn fermentatii cu actiunea unui acid adaugat in aliment.

I.5Potentialul de oxido-reducere

Metabolismul celulelor microbiene presupune reactii de

degradare a substratului-catabolism-purtatoare de energie si

reactii de sinteza a materiei vii-reactii anabolice-consumatoare

de energie.Aceste reactii au la baza reactii enzimatice,

determinate de caracteristicile fizico-chimice ale mediului,

printre care si potentialul oxido-reducator.


42/137

42

Potentialul de oxido-reducere a unui substrat abreviat

POR, O/R sau Eh poate fi definit prin usurinta cu care acesta

pierde sau castiga electroni.Atunci cand electronii sunt

transferati de la un compus (agent reducator) la altul (agentoxidant) intre cei doi compusi se creeaza o diferenta de

potential electric, ce poate fi masurata:electrometric (exprimata

in V) si colorimetric.

Potentialul oxido-reducator al unui mediu dat reprezinta

logaritmul cu semn schimbat al concentratiei moleculelor de

hidrogen (tensiune de hidrogen)

Eh = -log (H2)

Intr-un mediu cu un anumit pH, care contine produsi

oxidanti (PO) si produsi reducatori (PR) valoarea raportului

PO/PR se poate caracteriza prin notiunea de Eh, care exprima

tensiunea hidrogenului din mediu si oglindeste puterea si inten-

sitatea sistemului reducator.

Potentialul oxido-reducator al unui mediu este determi-

nat de:

-potentialul oxido-reducator al componentelor mediului-rezistenta mediului la schimbarile de potential

-tensiunea de oxigen exercitata de atmosfera (aer) asupra

mediului

-accesul aerului in mediu

Dupa potentialul redox critic necesar multiplicarii si

activitatii metabolice, microorganismele se impart in aerobe,

anaerobe si facultativ anaerobe.

Alimentele contin anumite substante cu capacitatereducatoare cum sunt grupele mercapto-din proteine, acidul as-

corbic, unii cationi si glucide reducatoare.Datorita compozitiei

lor chimice, a pH-ului, a modului de preparare, alimentele au

potential oxido-reducator diferit, ceea ce influenteaza spectrul

microflorei care se poate dezvolta in ele.

Alimentele umede si compacte, precum carnea si laptele,

sunt medii reducatoare (cu potential de oxido-reducere de -


43/137

43

250-200 m.V).In profunzime, ele sunt favorabile dezvoltarii

microorganismelor acidifiante (bacterii lactice, enterobacterii)

sau a celor de putrefactie (clostridii).In schimb, la suprafata,

prezenta oxigenului gazos asigura existenta unui potential deoxido-reducere pozitiv si permite dezvoltarea bacteriilor aerobe

mezofile sau psihotrofe.

Produsele vegetale proaspete, integre, sunt vii si respira

datorita circulatiei aerului in tesuturile lor (prin intermediul

stomatelor si parenchimului lacunar).Potentialul lor de oxido-

reducere este pozitiv, ceea ce permite dezvoltarea

mucegaiurilor in cazul fructelor si legumelor, sau a bacteriilor

aerobe, in cazul legumelor.Cand aceste produse sunt zdrobite,

presate pentru a se obtine piureuri sau sucuri, ori cand sunt

tratate termic se produce o dezaerare, incat mediile respective

capata caracter reducator.In mediile rezultate din fructe se

dezvolta, in aceste conditii levurile fermentative, iar in cele de

legume bacteriile lactice.

Produsele sub forma de pulbere (fainurile de cereale,

praful de oua) in functie de apa libera vor favoriza dezvoltareamucegaiurilor si/sau a bacteriilor aerobe.

Pe baza acestor date specialistii din industria alimentara

aplica o serie de masuri pentru a impiedica dezvoltarea micro-

organismelor si de a prelungi durata de pastrare a alimente-

lor.Aceste masuri constau in:

-modificarea atmosferei din jurul unui produs plasat intr-

un ambalaj (ambalare in atmosfera modificata, ambalare in at-

mosfera controlata, ambalare in vacum)-adaos de substante cu caracter antioxidant

-adaos de enzime (oxidaze):catalaza, peroxidaza.


44/137

44

Capitolul II Factorii extrinseci

Factorii extrinseci sunt reprezentati de parametrii carecaracterizeaza mediul ambiant in care are loc dezvoltarea mi-croorganismelor.

Factorii extrinseci pot fi de natura fizica (temperatura,umiditate, continutul de gaze, radiatiile, presiunea), chimica

(substantele chimice adaugate) si mecanici (agitarea,ultrasonarea).Dupa alti autori (Barzoi 1985) acesti factori se pot clasi-

fica in doua grupe:-factori de prelucrare (tratarea termica, iradierea,

substante de conservare)-factori extrinseci (temperatura de depozitare, umiditatea

aerului din spatiul de depozitare, presiunea gazelor din spatiul

de depozitare)Factorii de prelucrare sunt acei factori care intervin inprocesul de prelucrare al alimentelor, care pot contamina supli-mentar alimentele sau pot inhiba sau distruge partial sau inte-gral populatia microbiana prezenta in aliment. Uneori prelucra-rea schimba compozitia chimica a alimentelor, ceea ceinfluenteaza profilul microflorei contaminate.

Am preferat abordarea clasificarii factorilor extrinsecidupa natura lor:fizica, chimica si mecanica.

II.1.Factori fizici

II.1.1.Temperatura

Clasificarea microorganismelor in functie de tempe-

ratura de dezvoltareFiecare specie sau tulpina bacteriana se poate multiplica

numai in anumite limite de temperatura, intre ele situandu-setemperatura optima de dezvoltare, adica temperatura la care


45/137

45

timpul/generatie este cel mai mic.Pe baza temperaturilor minime, maxime si optime de

inmultire, microorganismele se pot clasifica in cinci grupe fi-

ziologice, dupa cum se vede in tabelul alaturat.Clasificarea microorganismelor dupa temperatura de

multiplicareIn esenta procesele metabolice ale microorganismelor

sunt influentate in limite destul de stricte de temperatura,specifice fiecarui microorganism.

Efectul temperaturii asupra dezvoltarii microorganismelor

are la baza influenta pe care acest factor o exercita asupra:-starii de agregare a apei (marind sau micsorand dispo-

nibilitatea acesteia)-vitezei reactiilor enzimatice-plasticitatii membranei celulare si a citoplasmei-macromoleculelor (proteine, acizi nucleici) pe care le

poate denatura.Adams si Mos (2000) considera drept limite de crestere

pentru microorganisme -80C si 1000C. Se considera ca la tem-peraturi negative se evidentiaza mai ales activitati matabolicedecat cresteri la bacterii.De exemplu, lipazele si proteazele ex-tracelulare, considerate cele mai termostabile enzime sunt pro-duse in cantitati apreciabile, timp de 21 zile, la temperaturi de-18

0C (Burgeois 1966).

Microorganismele psihrofile, au dat nastere lanumeroase discutii cu privire la limitele de temperatura la care

se dezvolta.Sunt dificil de studiat, greu identificabile.

Grupa termica de microorganismeTemperatura de inmultire 0C

minima optima maxima

Termofile 40 45-55 60-80

Termotrofe (mezotermofile) 15 42-46 50

Mezofile 5-10 30-38 45Psihotrofe -5 25-30 30-35

Psihrofile -15 10 15-20


46/137

46

Se intalnesc in reuginile polare, se dezvolta la 00C in 1-2

saptamani si au optimul de crestere in jur de 100C.

Psihotrofele sunt microorganismele cele mai raspandite

in natura si au o semnificatie deosebita in procesele de alterarea alimentelor.Acest fapt se datoreaza regimului termic (4-8

0C),

la care se pastreaza alimentele.Bacteriile psihotrofe apartin grupului de bacterii gram

negative (Pseudomonas, Acinetobacter, Alcaligenes,Flavobacterium, Erwinia, Chormobacterim) dar si celor grampozitive (Lactobacillus). Majoritatea drojdiilor si mucegaiurilorsunt psihotrofe.

Se cunosc si specii de microorganisme patogene(Y.enterocolitica, C.botilinum tip E, L.monocytogenes, S.panama) cu pronuntat caracter psihotrof.

In tabelul Nr.9 sunt prezentate temperaturile cardinalepentru dezvoltarea unor bacterii.

Tabelul nr. 9

Temperaturile cardinale pentru dezvoltarea unor bacterii

(Todar, 2004)Bacteria Temperatura de dezvoltare,

0C

minima optima maxima

Listeria monocytogenes 1 30....37 45

Vibrio marinus 4 15 30

Pseudomonas maltophilia 4 35 41

Thiobacillus novellus 5 25....30 42

Staphylococcus aureus 10 30....37 45Escherichia coli 10 37 45

Clostridium kluyveri 19 35 37

Streptococcus pneumoniae 25 37 42

Bacillus flavothermus 30 60 72

Thermus aquaticus 40 70....72 79

Methanococcus jannaschii 60 85 90

Sulfolobus acidocaldarius 70 75.....85 90

Pyrobacterium brockii 80 102....105 115


47/137

47

Adaptarea microorganismelor la temperatura sireactia celulara la stresul termic

Starea de agregare a acizilor grasi din membrana celu-

lara, influenteaza fluiditatea membranei celulare, ceea ceinfluenteaza si fiziologia celulei microbiene.

Bacteriile psihotrofe sunt adapte la temperature scazuteprin continutul ridicat de acizi grasi nesaturati din plasma-lema.Unii psihrofili, in special cei din Antarctica continanumiti acizi grasi nesaturati care nu se intalnesc la altebacterii.Gradul de nesaturare al acizilor grasi se coreleaza cutemperatura de solidificare sau starea de tranzitie termica

(temperatura la care lipidele se topesc sau solidifica).Aciziigrasi nesaturati raman in stare lichida la temperatura scazuta,dar sunt denaturati la temperatura moderata.Psihotrofii auenzime care pot media reactii chimice cu viteze reduse, latemperaturi apropiate de 0

0C (Jai 1992;Anca Nicolau 2006).

Bacteriile termofile contin in membrane acizi grasinesaturati, care raman functionali la temperaturi ridicate, darcare pot solidifica la temperaturi moderate.Membranele bacte-

riilor hipertermofile nu contin acizi grasi nesaturati, ci subunitatirepetitive de fitan (compus din clasa izoprenoidelor, cu cincistraturi de carbon ramificat, saturat).Mai mult, proteinelehipertermofilelor, cele structurale (ribozomale, proteine detransport, enzime) sunt foarte termostabile, datorita unormodificari a structurii primare, si a unui proces de deshidratare.

Socurile reci si socurile termice subletale produc:-perturbari ale cresterii

-sinteza de proteine ale socului termic (heat shockproteins) sau ale socului rece (cold shock proteins)-refaceri de straturi celulare deteriorate-dobandirea termotoleranteiInducerea sintezei proteinelor socului termic este pro-

dusa la 350C-45

0C la mezofile si la 60

0C la termofile.Proteinele

de soc protejeaza proteinele functionale.Adaptarea la diferite temperaturi se produce atat la ni-

velul plasmalemei cat si la nivelul sistemelor enzimatice si debiosinteza a proteinelor.


48/137

48

Plasmalema, se compune dintr-un dublu stratfosfolipidic iar functionalitatea acestuia depinde de integritateasi fluiditatea ei.

Exista diferente semnificative in functie de categoriabacteriilor (psihrofile, psihotrofe, termotrofe.etc.) in privintaprocentelor de acizi grasi saturati, nesaturati, etc.

Microorganismele termofile au enzime cu o termostabi-litate superioara celor apartinand mezofilelor (malatde-hidrogenaza si lactatdehidrogenaza).

Lipazele psihotrofelor au o activitate mai mare la tempe-raturi scazute fata de mezofile.

Aplicatiile si semnificatiile factorului temperatura in

microbiologieMicrobiologii se bazeaza pe influenta temperaturii in

examenele microbiologice pentru a evalua numeric o speciemicrobiana.Termostatarea la anumite temperaturi a microorga-nismelor inoculate in placi cu medii de cultura adecvata per-mite izolarea si evoluarea numerica a unor microorganisme.

Ce de exemplu:inocularile realizate din probele de apape mediul PCA (Plate Count Agar) evidentiaza psihotrofii,cand termostatarea placilor se realizeaza la 22

0C si mezofilii,

cand termostatarea se realizeaza la 370C.Psihotrofele au

temperatura maxima de dezvoltare de 150C, de aceea, cand se

urmareste izolarea lor, temperatura de incubare a mediilorinoculate trebuie sa fie de 10

0C.

-optimizarea proceselor biotehnologice.Cultivarea mi-

croorganismelor trebuie realizata la temperaturi optime, fiepentru obtinerea de biomasa, fie pentru obtinerea unormetaboliti valorosi.

-pastrarea culturilor de microorganisme.Culturile pure demicroorgansime sunt pastrate in conditii de refrigerare,congelare sau liofilizare. Durata de pastrare a culturilor inconditii de refrigerare este de 2-3 saptamani, in conditii de con-gelare de 2-3 luni iar sub forma liofilizata este practic nelimi-

tata. In cazurile de congelare sau liofilizare se recomanda utili-


49/137

49

zarea de substante ca glucoza, zaharoza, deglicocolul,eritritolul sau polietilenglicolul pentru a mari gradul desupravietuire al celulelor.

-sterilizarea mediilor de cultura, a sticlariei siustensilelor de laborator.Sterilizarea mediilor de cultura serealizeaza cu caldura umeda, la 121

0C timp de 20

minute.Sterilizarea sticlariei si ustensilelor de laborator serealizeaza cu aer uscat, prin mentinerea acestora la 160

0C timp

de 2 ore sau la 1800C timp de 1 ora.

Aplicatiile si semnificatiile factorului temperatura in

industria alimentaraIn industria alimentara specialistii utilizeaza temperatu-

rile scazute si temperaturile ridicate pentru conservarea produ-selor alimentare . Racirea, refrigerarea si congelarea sunt me-tode de conservare ce utilizeaza temperaturile scazute, iartermizarea, pasteurizarea si sterilizarea metode ce utilizeazatemperaturile ridicate.

Influenta temperaturilor de refrigerare asupradezvoltarii microorganismelor.Refrigerarea este unul din cele mai raspandite mijloace

de conservare a alimentelor.Prin refrigerare se intelegementinerea alimentelor la temperaturi de la 0

0C pana la 4

0C.

Cu cat temperatura este mai mica fata de cea optima, vitezade multiplicare a microorganismelor se reduce pana la oprire.

Barzoi (1985), urmarind viteza de multiplicare pe

carnea de vita, porc si pasare a diferitelor categorii de bacteriia observat ca timpul/generatie dupa o depozitare la 40C a fost

de 8-9 ore pentru bacteriile aerobe mezofile, 6-11 ore pentrubacteriile psihotrofe, de 6-9 ore pentru Pseudomonas si de 11-27 ore pentru Enterobacterii.

O serie de factori influenteaza actiunea temperaturii derefrigerare asupra microorganismelor ce contamineaza alimen-tele:compozitie si numarul initial, Ph-ul, activitatea apei,

umiditatea relativa a aerului din spatiul de depozitare,compozitia chimica a alimentului.


50/137

50

Eficacitatea refrigerarii asupra dezvoltarii bacteriilorcontaminate este influentata in cel mai inalt grad de umiditatearelativa a atmosferei in care este depozitat alimentul.Valoarea

mare a UR scade din eficienta temperaturii joase, pana aproape deanulare.O carne de vita in carcasa depozitata intr-un spatiu derefrigerare cu UR de 100% se va altera dupa 4 zile candtemperatura este de 4

0C si in 5 zile cand temperatura este de 0

0C.

Aceasi carne depozitata intr-o atmosfera cu UR de 85%se va altera dupa 5 zile la 4

0C si abia dupa 30 zile la 0

0C

(Barzoi 1985).Pe baza celor mentionate se poate afirma ca refrigerarea

alimentelor si in special a carnii si preparatelor de carne, pentru afi cat mai eficiente trebuie facuta in anumite conditii dintre carecele mai importante sunt:UR a aerului din spatiul de depozitare safie cat mai mica, iar suprafata carnii si preparatelor cat mai uscata.

Prezenta umezelii pe suprafata lor ca urmare a lipsei dezvantare, ambalarii in folii de polietilena impermeabila pentruvaporii de apa, transpiratiei datorita trecerii bruste prin niveluritermice diferite sau excesul de umiditate a atmosferei din

spatiul de depozitare, reduce pana la anulare eficientarefrigerarii prin aparitia alterarii superficiale. Aceasta se mani-festa prin aparitia mucusului lipicios (mazga) la suprafatacarnii sau preparatelor, a mirosului putrefactiv si descompunerastraturilor superficiale.

Compozitia chimica ca si alte proprietati ale alimentuluiinfluenteaza diferit microorganismele de specii diferite.In produselelactate cu lapte, zahar, oua, amidon, cu un continut redus de sare

si condimente si cu pH de cca 7, cum sunt cremele, inghetate,cocktail-urile cu lapte tinute la 70C, stafilococii nu incep

multiplicarea in 5 zile.Daca produsele se pastreaza la 90C,

stafilococii incep sa se multiplice dupa 4 zile, iar la 100C dupa 3

zile.In aceleasi conditii salmonelele nu se multiplica, din

contra, numarul lor scade.Nivelul termic la care se depoziteaza un produs alimen-

tar influenteaza categoria de microorganisme selectate.Astfel,in laptele crud depozitat la +100C, dupa cateva zile vor domina


51/137

51

streptococii lactici, in timp ce in cel depozitat la 00C se vor

dezvolta si domina bacteriile gram negative psihotrofegeneratoare de defecte organoleptice.

Multiplicarea microorganismelor la temperaturi maijoase decat cele optime poate determina aparitia unormodificari morfologice si fiziologice, cum sunt : marimea ce-lulei, formarea de filamente, dublarea peretelui celular, sinteti-zarea unor cantitati mari de pigmenti, ceea ce explica aparitiadefectelor de culoare la alimentele refrigerate.

Temperaturile joase pot modifica partial profilul meta-bolic al unor microorganisme.

S-a observat ca unele tulpini de S.aureus coagulaza po-zitiv, pastrate timp indelungat la temperaturi de refrigerare, numai elaboreaza plasma-coagulaza, chiar daca se paseaza de maimulte ori pe medii convenabile.

S.aureus desi se multiplica la 8-100C nu elaboreaza

enterotoxina decat la temperaturi mai mari de 180C;de aseme-

nea, C.botulinum elaboreaza toxine la temperaturi mai maridecat cele minime de multiplicare.

Microflora psihotrofa de pe alimente poate aveaconsecinte importante pentru biochimia procesului de alterare.De exemplu, la carnea pastrata la refrigerare,microorganismele psihotrofe si psihrofile micsoreaza aciditateaei datorita proteolizei pe care o produc, in timp ce latemperaturile mai mari bacteriile sporogene si lactobacilii vorpredomina si la inceput vor produce acid din hidrati de carbondisponibili.

Schimbarile de temperatura pot influenta de asemeneaactivitatea metabolica a asociatiilor bacteriene de alterare.Evolutia lipolizei la temperaturi joase poate fi complet

diferit de acela de la temperaturile inalte si se poate deduce caasemenea efecte ar putea fi valabile si pentru alte procese.

Majoritatea bacteriilor patogene fiind mezofile, nu semultiplica in alimentele refrigerate.

Activitatea microorganismelor producatoare de toxi-

infectii alimentare este stopata in conditii de refrigerare, asacum se poate observa din fig.2.


52/137

52

Fig. 2. Temperaturile de inhibare a dezvoltarii

unor microorganisme


53/137

53

Dupa cum rezulta din figura 2temperaturile de inhibare

a dezvoltarii microorganismelor generatoare de toxiinfectii

alimentare sau de inhibare a toxinogenezei sunt urmatoarele:

-S.aureus (toxinogeneza):100C-C.botulinum A si B (toxicogeneza): 10

0C

-S.aureus (multiplicare):6, 70C

-C.perfringens (multiplicare):6, 50C

-Salmonella (multiplicare):5, 20C

-C.botulinum E (toxinogeneza):3, 30C

-Psihotrofii: Listeria monocytogenes, Yersenia entero-

colitica, E.coli, Streptococcus:30C

Refrigerarea asigura conservarea produselor alimentare

pe perioade limitate de timp si opreste dezvoltarea germenilor

patogeni, cu exceptie C.botulinum tip E si tip B neproteolitic,

Y.enterocolitica si V.parahemoliticus.In general microflora

saprofita de alterare se multiplica mai bine la temperaturi joase

decat germenii patogeni pe care ii concureaza.

In acest fel la majoritatea alimentelor mentinute la refri-

gerare vor aparea semne de alterare inainte ca numarul germenilorpatogeni sau toxinele acestora sa atinga nivelele nocive pentru

consumatori si deci, ele nu vor fi consumate.Exista si unele

exceptii, in sensul ca lipsa alterarii nu este intotdeauna un criteriu

sigur al lipsei de nocivitate a alimentului.Alimentele tratate

termic, lipsite de microorganisme de alterare, daca inainte de

refrigerare sufera un proces de contaminare cu germenii patogeni

de pe utilaje, ambalaje, de la personal, pot deveni periculoase

dupa o perioada de pastrare, la temperaturi de refrigerare.Inasemenea produse, cand temperatura de refrigerare este catre

limita ei superioara (70C) unii germeni patogeni cum sunt

C.botulinum tip E, Y.enterocolitica se pot multiplica si elabora

toxine la nivel nociv pentru consumator.De retinut ca temperatura

optima de germinare a sporilor de C.botulinum tip E este de 90C.

In carnea de mamifere ambalata in pachete vacuumate si

pastrata la temperaturi de refrigerare, pericolul multiplicarii


54/137

54

speciei C.botulinum tip E este foarte redus sau nul, pe de o

parte datorita frecventei lui reduse la asemenea carnuri, pe de

alta parte din cauza inhibarii lui de catre flora saprofita conta-

minata.Riscul la aceste carnuri provine de la Y.enterocoliticagermene patogen psihotrof, care se poate multiplica in

carnurile pastrate mai mult timp la refrigerare.

Refrigerarea nu asigura conservarea alimentelor decat un

timp limitat deoarece chiar si la temperaturi apropiate de 00C,

nu se asigura inhibarea multiplicarii tuturor categoriilor de

microorganisme.

Psihotrofele si psihrofilele se pot multiplica in conditii

de refrigerare si pot produce alterarea. Din aceasta categorie

fac parte numeroase specii din genurile: Pseudomonas,

Alcaligenes, Lactobacillus, Moraxela, Acinetobacter,

Corynebacterium, unele levuri si numeroase mucegaiuri ca de

exemplu: Cladosporium, Sporotrichum, Penicillium,

Thaminidium care se pot dezvolta si la -50C.

Stabilitatea termenului de valabilitate pentru produsele

refrigerate trebuie sa se bazeze pe aceste realitati, pentru a nupune in pericol sanatatea publica.

Influenta temperaturilor de congelare asupra

microorganismelor:

Congelarea alimentelor presupune introducerea si

mentinerea lor la temperaturi sub -150C.La aceste temperaturi

alimentele lichide sau fazele apoase din cele solide, isi schimba

starea de agregare, devenind solide prin inghetareaapei.Alimentele se congeleaza si la temperaturi mai putin joase,

intre -20C si -5

0C, dar in industria alimentara nu se aplica

asemenea niveluri de temperaturi, deoarece prezinta o serie de

inconveniente pentru aliment.I n tehnologia actuala se practica

congelarea rapida in tunele la temperaturi sub -300C si apoi

depozitarea intre -150C si -20

0C. In alimentele congelate,

multiplicarea microorganismelor inceteaza.

5/26/2018

Documents

Microbiologia Alimentelor Partea I