شروط نمو الكائنات الدقيقة في الأغذية

تقديم

كي تنمو، تحتاج الكائنات الحية الدقيقة إلى وجود الماء ، و مصدر للطاقة ، والنيتروجين ، والمعادن ، وأحيانا الأكسجين و عوامل نمو أخرى. و هكذا، فإن الأغذية تعتبر وسطا ملائما لنمو الجراثيم.

 إلا أنه، و رغم وجود المغذيات، فإن نمو الكائنات الدقيقة يبقى مرهونا بعوامل أخرى كالخصائص الفيزيوكيميائية للغذاء (pH، نشاط الماء، معامل الأكسدة و الإختزال، إلخ ...) و كذا محيطه الخارجي (الحرارة، الرطوبة، إلخ ...). هذه العوامل لها تأثير انتقائي على الغطاء الجرثومي للغذاء، حيث أنها تعزز أو تكبح نمو هذا الجرثوم أو ذاك.

و عليه، فلكي يمكن التحكم في الجودة الميكروبيولوجية للأغذية، يجب معرفة تأثير كل عامل من هذه العوامل على نمو الكائنات الدقيقة و كذا تأثير التجاذبات التي يمكن أن توجد بين مختلف هذه العوامل.

أثر الهيكل الغذائي على نمو الكائنات الدقيقة

فإن الأغذية غالبا ما تكون غير مجهزة الحماية من البيئة الخارجية عن طريق المظاريف (معطف البذور ، والجلد ، والقواقع وغيرها) والتي تمثل حاجزا طبيعيا لاختراق الكائنات الدقيقة.

بعد عمليات الحصاد والتخزين وتجهيز المنتجات الغذائية الطازجة (الميكانيكية والحصاد ، وذوبان للجليد بين التجميد ، والطحن ، والمزج ، الخ.) ، ونحن نشهد تدهور غلاف الحماية التي تشجع على نمو الجراثيم.

بعض المواد الغذائية مثل الحليب ، وليس لها بنية الخلية ، وبالتالي أكثر عرضة من غيرها.

أثر الرقم الهيدروجيني على نمو الكائنات الدقيقة

في محلول مائي ، ودرجة الحموضة وتعرف على النحو التالي :

الرقم الهيدروجيني = -- سجل [حاء^+]

حمض عندما يضاف إلى الماء ، وتركيز أيون الهيدروجين (حاء^+]الزيادة وأعلى من نفس تركيز الأيونات في الماء. وهكذا ، فإن الحل هو الحمضية (أكثر من تركيز أيونات حاء⁺عالية) ، ومدى درجة الحموضة منخفضة ، والعكس بالعكس. فإن قيمة الأس الهيدروجيني يمكن أن تختلف من 0 إلى 14 ، وقيمة 7 يقابل محايدة درجة الحموضة (الأس الهيدروجيني للمياه نقية).

الكائنات الدقيقة يمكن أن تنمو على نطاق واسع من درجة الحموضة تتراوح من 2 إلى 11. ولكن مقاومة الجراثيم للغاية لدرجة الحموضة متغير ويختلف من مجموعة إلى أخرى الجرثومية (الجدول 1). اعتمادا على درجة الحموضة المثلى للنمو ، والكائنات الدقيقة وتصنف ضمن ثلاث مجموعات :

1. Acidophilus : الكائنات الدقيقة ذات درجة الحموضة المثلى للنمو بين 5.5 و 0.
2. العدلات : الكائنات الدقيقة ذات درجة الحموضة المثلى للنمو بين 5.5 و 8.
3. ALKALOPHILICITY : الكائنات الدقيقة ذات درجة الحموضة المثلى للنمو بين 8 و 11.5.

الجدول 1 : حدود نمو بعض الكائنات الحية الدقيقة

البكتيريا ، بصفة عامة ، أفضل تزدهر في البيئات ذات الرقم الهيدروجيني محايدة قريبة من (6 إلى 7.5). بعض البكتيريا مثل بكتيريا حمض اللبنيك وحامض الخليك والبكتيريا ، ويمكن أن تنمو حتى في درجة الحموضة 4 أدناه.

الانخفاض في درجة الحموضة يؤثر أيضا من الجراثيم المقاومة للحرارة ، ونعتبر أن أقل من 4.5 درجة الحموضة ، والمقاومة للحرارة من الجراثيم البكتيرية صفر.

الخمائر وقوالب عموما حامض مقاومة ، ودرجة الحموضة المثلى للنمو بين 4 و 6 مع القيم المتطرفة في الفترة من 2 إلى 9 لالخميرة و 2 و 11 لالعفن.

اعتمادا على درجة الحموضة ، فإننا تقسيم المنتجات الغذائية ضعيفة مع حمض فوق 4.5 درجة الحموضة ودرجة الحموضة الحمضية مع أقل من 4.5. ويستند هذا التصنيف إلى حقيقة أن العوامل المسببة للأمراض يمكن أن تنمو في الأغذية ذات الرقم الهيدروجيني أقل من 4.5.

تثبيت المنتجات الحمضية يتطلب سوى انخفاض المعالجة الحرارية لإزالة الجراثيم والتعديلات (الخمائر ، وقوالب ، وبكتيريا حمض اللبنيك وحامض الخليك). مقابل المنخفضة حمض الأغذية تتطلب ، من أجل تحقيق الاستقرار والتعقيم والعلاج لإزالة مسببات الأمراض والفساد ، بما فيها الجراثيم البكتيرية.

الأس الهيدروجينى الأغذية تعتمد على كميات من المواد الحمضية أو القلوية الحاضر ، ولكن أيضا التخفيف من أثر هذا المنتج ، الذي يتعلق أساسا لمحتوى البروتين. المنتجات النباتية ، وغالبا ما الحمضية (درجة الحموضة من 2 إلى 5) ، في حين أن المنتجات الحيوانية عموما أن يكون الرقم الهيدروجيني محايدة قريبة من (6 إلى 7). الأس الهيدروجينى دورا حاسما في خصوصية الجراثيم والنباتات من كل منتج.

أثر النشاط المياه على نمو الكائنات الدقيقة

المياه والنشاط (أ_ث) يدل على توافر المياه من وسيلة لالتفاعلات الكيميائية ، والكيمياء الحيوية ، وتغير الدول او من خلال نقل شبه نفاذية الأغشية.

المياه والنشاط (أ_ث) هو نسبة من ضغط بخار الماء من الأعلاف (ضغط بخار الماء على سطح المنتج) ، وضغط بخار مياه نقية نفس درجة الحرارة θ °.

البكتيريا يمكن أن تنمو على المنتجات الغذائية ذات_وزنأقل من 0.90. قوالب والخمائر هي إعاقة لفصيل عبد الواحد على التوالي 0.7 و 0.8 في ما عدا بعض osmophiles قوالب والخمائر التي يمكن أن تنمو إلى 0.6_ث. في معظم الحالات ، وجود حدود_لثنمو المجهرية يقل أ_ثاللازمة للحد من انتاج سموم.

الحد الأدنى من القيم التي تتطلبها بعض الكائنات الحية الدقيقة التي تجمع في الجدول 2 أدناه.

الأغذية الطازجة (الفاكهة والخضر واللحوم ، الخ.) وبصفة عامة يكون لها_وزنمن 0.99 إلى 0.97. ومن ثم فهي وبيئة ملائمة لتنمية جميع الكائنات الحية الدقيقة ، ما لم تكن هناك غير ذلك من العوامل التي تحد من نموها. وهذا هو الحال ، على سبيل المثال ، الفواكه والخضروات ، التي تكون عادة على درجة الحموضة الحمضية لصالح التنمية أ النباتات الفطرية (الخمائر وقوالب).

على المنتجات الغذائية منخفضة أ_{ث ،}مثل الخبز والحلويات ، عموما نمو العفن.

من التحضيرات مالحة جدا (البلم المالح...)، يمكننا المساعدة في تطوير halophiles الجرثومي (Halobacterium ، Halococcus). هذا وتتزايد حتى في المياه وأنشطة 0.75 تتطلب تركيز كلوريد الصوديوم في الفترة من 12 إلى 15 ٪. على الرغم من أنها ليست مسببات الأمراض ، وهذه البكتيريا يمكن أن تتسبب في تغيير الجراثيم في الغذاء.

في الغذاء والماء 0.7 في النشاط ويعتبر الحد الأدنى مع كل الضمانات الجرثومية الاستقرار. بل هو 0.91 أدناه والتي تحد من نمو الكائنات الدقيقة لقيود شديدة. هذا هو الحد الذي اعتمده الاتحاد الأوروبي لعام 1977 للأغذية في درجة حرارة الغرفة ، وحتى يرتفع الى 0.95 بشرط أن تأتي مع الرقم الهيدروجيني أقل من أو تساوي 5 2.

أثر الأكسدة والأكسجين المحتملة على نمو الكائنات الدقيقة

الأكسدة والمحتملة_(حأعرب عن فولت) تدابير السهولة التي فوز او خسارة الإلكترونات. المؤكسدة أحد البيئة عندما تلتقط الإلكترونات (هاء_حإيجابي) ومن التبسيط عندما يفقد الالكترونات (هاء_حسلبي).

المنتجات الغذائية عموما الحد البيئات وذلك بسبب وجود المواد الغذائية ، والمواد عالية مهدرج ، بين الراديكاليين س ، والحد من السكريات أو المركبات الأخرى مثل حمض الاسكوربيك (فيتامين ج) أو tocopherols (فيتامين (ه). مؤكسد فإن تأثير الغذاء يرجع أساسا إلى وجود الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض ، أو (لحوم) ، أو الجماعي (النباتات : لحمة من خلال الثغرات وstomata).

تبعا لاحتياجاتها في الأكسجين ، والكائنات الدقيقة وتصنف إلى أربع فئات :

1. الصارم aerobes (الزوا ئف (سودوموناس ، Micrococcus ، عصيات) الكائنات المجهرية التي يمكن أن تنمو في وجود الأكسجين.
2. فإن اختياري الهوائية (Enterobacteria ، والعنقوديات) الكائنات المجهرية التي يمكن أن تنمو في ظل وجود وعدم وجود الأكسجين.
3. الصارم اللاهوائية (Clostridium ، Bacteroides ،...): هل الكائنات المجهرية التي يمكن أن تنمو في وجود الأكسجين.
4. Aérophile الصغرى (Lactobacillus ، بكتيريا ،...): هل الكائنات المجهرية التي يمكن أن تنمو في ظل وجود كميات قليلة من الأوكسجين.

تأثير درجة الحرارة على نمو الكائنات الدقيقة

درجات الحرارة هي واحدة من أهم العوامل التي تؤثر على نمو الكائنات الدقيقة. والواقع أن كل الكائنات الحية لديها درجة الحرارة المثلى في مجال تعزيز التنمية. درجات الحرارة خارج هذا المجال تعيق نموه.

وفقا لدرجة الحرارة المثلى للنمو ، وتصنف الكائنات الدقيقة في عدة مجموعات أسماؤهم تعكس مختلف مجالات الحرارية التسامح :

Psychrophiles وpsychrotrophic

فإن Psychrophiles (عصيات psychrophilus ، Chlamydomonas nivalis ،...) هي الكائنات الحية الدقيقة التي تنمو في درجات حرارة تتراوح من 0 إلى 20 درجة مئوية مع أمثل في 15 ° C. وهذه الكائنات الدقيقة تكييف البرودة ، التي يواجهونها في الطعام القليل ولكن في المناطق الأكثر برودة (مثل المناطق القطبية).

الكائنات الحية الدقيقة التي تنتمي إلى مجموعة psychrotrophic القابلة للنمو في درجة حرارة تتراوح بين 0 و 35 درجة مئوية مع أمثل نمو بين 20 و 35 ° C. هذا هو وسيط بين مجموعة Psychrophiles وميسيتش والجراثيم هي المسؤولة عن تدهور الأغذية المبردة.

المجموعة التي يمثلها psychrotrophic العديد من البكتيريا التي هي أهم أنواع الزوا ئف (سودوموناس ، Alcaligenes ، Erwinia ، Corynebacterium ، Flavobacterium ، Lactobacillus وStreptomyces. يشير أيضا إلى أن الخمائر وقوالب معظمها psychrotrophic.

Mesophilic

فإن mesophilic تتكاثر في درجات حرارة تتراوح من 20 إلى 40 درجة مئوية مع أمثل في 37 ° C. ما وجدت على تخزين المواد الغذائية في درجة حرارة الغرفة المبردة أو الأطعمة عندما سلسلة التبريد قد انكسرت.

أهم الأنواع البكتيرية genera وتنتمي إلى مجموعة mesophiles. هذه هي الأنواع والأنواع عام الممرضة للبشر والحيوانات ، وهي في مجملها saprophytes الطبيعية.

أمثلة mesophilic : الابشريشيات الكروانية ، السالمونيلا ، والعنقوديات ، Campylobacter ، الخ.

Thermophilic

فإن thermophiles الكائنات المجهرية هي التي تزدهر في درجات حرارة تتراوح من 40 إلى 65 درجة مئوية مع أمثل في 55 ° C. وهي توجد في التربة والمياه والينابيع الساخنة وحتى في الأوساط الغذائية ، وتكون ممثلة وخاصة في genera عصيات Clostridium وبعض البكتيريا والفطريات (Aspergillus ، Cladosporium).

فإن thermophilic sporeforming ، وغالبا ما تقع في مجموعتين تبعا لدرجة الحرارة على الإنبات من الجراثيم :

1. فإن thermophilic إلزامية إذا الجراثيم ، وتنمو ويمكن أقل من 50 ° C.
2. فإن thermophilic اختياري : إذا كان يمكن أن الجراثيم ، وتنمو في درجات حرارة فوق وتحت 50 ° C.

بين thermophilic الزاميا ، فقد يمكن أن تنمو حتى درجة حرارة 77 درجة مئوية والجراثيم يمكن أن يعيش لعدة دقائق في 121 ° C.

تأثير المواد المثبطة على نمو الكائنات الدقيقة

مثبطات للنمو الكائنات الدقيقة هي الجزيئات المضادة التي تحدث بصورة طبيعية في بعض الأطعمة (النبات والحيوان) ، وبعض الكائنات الحية الدقيقة التي تنتجها أو عمدا وأضاف البشر من الغذاء. في الحالة الأخيرة ، فإنه يعتبر المضافة.

بعض المواد المضادة للعمل محددة على بعض الكائنات الحية الدقيقة (مبيدات الجراثيم ، ومبيدات الفطريات) ، في حين أن البعض الآخر أن يكون من عمل أوسع نطاقا بكثير.

Lysozyme ، وهو بطبيعة الحال وجدت في البيض والحليب ، خاصة المضاد للبكتيريا. في حين gossypol (مضادات الأكسدة الموجودة في بذور القطن) ، والزيوت الأساسية أن يكون أوسع نطاقا ، كما أنها بمثابة المضادة للبكتيريا ومضادات.

من بين المنتجات التي يتم تخمير الجراثيم حمض اللبنيك وحمض الخليك التي لها نشاط كبير نسبيا البكتيرية. كما أن هذه المواد الكيميائية التي ينتجها التوليف وتستخدم المواد المضافة.

مجموعة من المواد التي تستخدم المواد المضافة للغاية الكيميائية المتنوعة وأساليب العمل غير متجانسة. ومن بين هذه المواد المضافة هي :

1. النترات والنتريت من الصوديوم والبوتاسيوم (3_نانو، KNO 3_،نانو_{2 ،}KNO₂) وهو من المشهود لهم المثبطة Clostridium العمل ؛
2. ثانى اكسيد الكبريت_(حتى2) ، وأملاح حمض الكبريتوز (ملح حمض الكبريتوز الصوديوم₃نا₂الكبريت_،الصوديوم bisulphite NaHSO_{3 ؛}disulphite الصوديوم نا₂د_{2 أ 5 ؛}disulphite البوتاسيوم ك₂د_{2 أ 5 ؛}الكالسيوم ملح حمض الكبريتوز كاسو_{3 ،}2 (ح₂م)) والذي يعرف تمنع بشكل رئيسي على البكتيريا والفطريات.
3. Propionic حمض تنشط بصفة خاصة ضد الفطريات. Propionic حمض التخمير هو بطبيعة الحال وجدت في منتجات الجبن المطبوخ ؛
4. ثاني أكسيد الكربون (أول أكسيد الكربون_{2) ؛}بروكسيد الأوكسجين أو المياه عالج بالأكسجين ه₂م₂) وغير ذلك.

الأثر عدة معالم على نمو الكائنات الدقيقة

في بيئة معقدة مثل الغذاء ونمو الكائنات الحية الدقيقة لا يخضع لعامل واحد بل لعدة بارامترات الذاتية (الرقم الهيدروجيني ،_{ث ،}ووجود مثبطات ، عوامل النمو ، الخ.) وخارجية (الحرارة والرطوبة ، الخ).. ولذلك فإن من المفيد النظر في الأثر المشترك لجميع المعايير على نمو الكائنات الدقيقة.

تشغيل الأثر عدة بارامترات يتيح مراقبة أفضل للالميكروبيولوجية نوعية الغذاء وتوجه الجرثومية الأيض.