Mikroorganizmy a trwałość żywności

Znaczenie mikroorganizmów

 

Wpływ mikroorganizmów organizmów na trwałość żywności może zmieniać jej cechy. Rozwój drobnoustrojów zmienia różne cechy żywności. Cechy organoleptyczne, czyli smak i zapach, struktura, konsystencja i barwa żywności mogą zostać zmienione poprzez wpływ mikroorganizmów. Wartość odżywcza, czyli spadek zawartości substancji odżywczych, spadek wartości energetycznej i biologicznej mogą być efektem działania mikroorganizmów. Mikroorganizmy mogą też wpływać na żywność w taki sposób, że dany produkt ma ujemny wpływ na zdrowie konsumenta. Wartość higieniczna żywności może pozostawać pod wpływem mikroorganizmów, gdy następuje infekcja (żywa mikroflora patogenna) czy intoksykacja (toksyny pochodzenia mikrobiologicznego). Przykładami mogą być CHLEB: Bacillus, Asp., Endomyces, Neurospora, Rhizopus czy zboża: Asp., Fusarium, Penicillium, Rhizopus.

 

Wskaźniki mikrobiologicznego zepsucia żywności

Wskaźniki dzieli się na trzy grupy. Należą do nich:

1 grupa: drobnoustroje powodujące rozkład białka – prowadzą do dezaminacji i dekarboksylacji

2 grupa: drobnoustroje powodujące rozkład węglowodanów – prowadzą do tworzenia drobnych kwasów organicznych oraz kwasu octowego

3 grupa: stopień aktywności drobnoustrojów zależy od przemian tłuszczowych

Kryteria chemicznych wskaźników mikrobiologicznego zepsucia żywności to brak występowania mikrobiologicznych organizmów w zdrowej żywności. W zainfekowanej żywności następuje wzrost stężenia mikroorganizmów w miarę psucia się żywności. Mikroorganizmy patogenne w żywności są łatwo oznaczalne ilościowo.

 

Rodzaje chemicznych wskaźników mikrobiologicznego zepsucia żywności

związek wskaźnikowy rodzaj żywności
amoniak

 

indol

lotne zasady

kwas octowy

alk. etylowy

 

acetylomety-lokarbinol

siarkowodór

lotne kwasy tłuszczowe

histamina

tryptofan

kw. lotne i nielotne

produkty zwierzęce, jaja, wołowina

ryby

ryby

soki owocowe, wina

przetwory owocowe i warzywne, ryby

soki owocowe, ryby, piwo, mięso

mięso, ryby, jaja

ryby, masło, śmietana

ryby

mleko, śmietana, masło

soki owocowe

 

Woda jako regulator rozwoju mikroorganizmów związana jest z trwałością mikrobiologiczną produktów.

 

Drobnoustroje w żywności dzielą się na drobnoustroje halofilne, które są inaczej określane jako sololubne (Pseudomonas salinaria). Maja one dużą tolerancję i zapotrzebowanie na NaCl a ich rozwój jest możliwy przy stężeniach 24-25% NaCl (większość mikroorganizmów wytrzymuje stężenie NaCl do 8%). Ta grupa dzieli się na drobnoustroje bezwzględne halofilne – rosną tylko w środowisku o dużym stężeniu NaCl oraz względne halofilne – rosną w środ. o dużym i małym stężeniu NaCl. Przykładami takich drobnoustrojów są drożdże halofilne: Torula, Torulopsis, pleśnie halofilne: Aspergillus, Penicillium., Alternaria, Oospora czy mikroorganizmy chorobotwórcze Clostriudium botulinium aw =0,95 ( +-12% NaCl) czy staphylococcus aureus aw =0,86-0,88 (15-20%NaCl). Kolejną grupą jest mikroflora osmofilna (Saccharomyces rouxii, S. cerevisiae, S. rosei, S. mellis, S. iltaliaus, Nansenula anomala, Debaromyces hansenii), która ma odporność na wysokie ciśnienie osmotyczne (>20MPa) wywołane cukrami a rozwijają się one w środowisku o aw 0,85-0,61 (miód, syropy owocowe, dżemy, marmolady, wyroby cukiernicze). Kolejną grupą jest mikroflora kserofilna (głównie pleśnie Xeromyces bisporus, Asp. glaucus, Asp. niger), która rozwija na powierzchni żywności o aw 0,80-0,65 spowodowanej stężeniem różnych składników.

 

Temperatura jako czynnik regulujący aktywność drobnoustrojów

grupa mikroorganizmów temperatura (°C)
min. optimum max.
kriofile lub psychrofile

mezofile

termofile

-7-0

 

0

30

10-20

 

20-40

40-60

30

 

40-50

70-80

 

Minimalne temperatury wzrostu bakterii to 10°C, drożdży to 12°C natomiast pleśni to 18°C.

Charakterystyczne jest to, że najszybsze niszczenie funkcji życiowych komórki odbywa się w temperaturze bliskiej minimalnej temperatury wzrostu. Drobnoustroje mają większa odporność w tej samej temperaturze w środowisku przechłodzonym niż zamrożonym. Te same mikroorganizmy w różnych środowiskach wykazują różną wytrzymałość na niską temperaturę, natomiast obumieranie mikroorganizmów jest tym słabsze im niższa jest temperatura zamrażania i rozmrażania a im wyższa jest temperatura przechowywania w stanie zamrożonym.

Ciepłooporność mikroorganizmów charakterystyczna dla bakterii w formie wegetatywnej to £100°C. Bakterie w formie przetrwalników wytrzymują w temperaturze do 130 C, natomiast pleśnie i drożdże osmofilne >100°C.

Czynnikiem wpływającym na ciepłooporność drobnoustrojów jest wiek – im starsze przetrwalniki tym mniejsza ciepłooporność.

Kolejnym czynnikiem wpływającym na ciepłooporność drobnoustrojów jest środowisko. Im mniejsza ilość wody tym większa ciepłooporność mikroorganizmów. Im niższe PH tym niższa ciepłooporność mikroorganizmów. Im więcej przetrwalników bakterii tym wyższy czas wyjaławiania – czyli czas potrzebny do zmniejszenia ilości przetrwalników 10krotnie.

Sposobami ograniczania szkodliwej aktywności drobnoustrojów jest niska temperatura, która powoduje zahamowanie procesów życiowych mikroorganizmów. Wysoka temperatura a także promieniowania elektromagnetyczne powodują częściowe lub całkowite zniszczenie mikroorganizmów.

Utrwalanie biologiczne, czyli wykorzystanie jednych organizmów przeciwko innym jest również sposobem ograniczania szkodliwej aktywności drobnoustrojów. Chemiczne środki konserwujące lub antybiotyki powodują zahamowanie procesów życiowych lub zniszczenie mikroorganizmów, jednak jest to metoda niestosowana. Dodatek soli, cukru, usunięcie wody powoduje zwiększenie ciśnienia osmotycznego, natomiast dodatek kwasów powoduje wzrost stężenia jonów H+.

Co może powodować ograniczenie aktywności drobnoustrojów. Usunięcie tlenu powoduje obniżenie potencjału oksydoredukcyjnego. Kolejnym sposobem na ograniczenie szkodliwej aktywności drobnoustrojów może być stosowanie odpowiednich odmian surowców, czyli wykorzystanie naturalnej odporności na infekcję.