Curs 1 microbiologie alimentara

of 30 /30
Microbiologie alimentară Mihai Mareș, DVM PhD Departamentul de Sănătate Publică Facultatea de Medicină Veterinară Iași

Embed Size (px)

description

medicina veterinara

Transcript of Curs 1 microbiologie alimentara

Page 1: Curs 1 microbiologie alimentara

Microbiologie alimentară

Mihai Mareș, DVM PhD Departamentul de Sănătate Publică Facultatea de Medicină Veterinară Iași

Page 2: Curs 1 microbiologie alimentara

Conținut:

n  Definirea microorganismelor n  Clasificare n  Factori care influențează dezvoltarea

microorganismelor în alimente n  Efecte benefice și detrimentale n  Alimente obținute prin fermentație n  Degradarea alimentelor

Page 3: Curs 1 microbiologie alimentara

Ce sunt microorganismele ?

n  Organisme microscopice, cu diferite grade de complexitate structurală, ubicuitare, extrem de adaptabile

n  Cele mai vechi forme de viață de pe Terra n  Majoritatea nu sunt dăunătoare omului și

animalelor n  Implicate în digestie și menținerea

echilibrului în diferite ecosisteme

Page 4: Curs 1 microbiologie alimentara

Clasificarea microorganismelor n  Formele de viață pot fi clasificate în

procariote, respectiv eucariote, pe baza caracteristicilor structurale și fiziologice

Page 5: Curs 1 microbiologie alimentara

Procariote

n  Nucleu absent n  Membrană nucleară absentă n  ADN inclus într-un singur

cromozom circular n  Fără proteine în cromozom n  Absența organitelor celulare n  Ribozomi mai mici n  Reproducere fără mitoze

Page 6: Curs 1 microbiologie alimentara

Eucariote

n  Nucleu prezent n  Membrană nucleară prezentă n  ADN inclus în mai mulți

cromozomi n  Proteine în cromozomi n  Prezența organitelor celulare n  Ribozomi mai mari n  Reproducerea presupune

mitoze

Page 7: Curs 1 microbiologie alimentara

Microorganismele pot fi grupate în virusuri (forme acelulare), bacterii,

levuri (drojdii), fungi filamentoși (mucegaiuri), alge, protozoare, paraziți (±), pe baza diferitelor

caracteristici morfologice, fiziologice/culturale

Page 8: Curs 1 microbiologie alimentara

Virusuri n  20-200 nm (ME necesar pentru

vizualizare) n  Forme acelulare de viață (nici

procariote, nici eucariote n  Conțin un genom format din ADN

sau ARN, înglobat într-un înveliș proteic numit capsidă (împreună formează nucleocapsida); unele posedă o membrană suplimentară – pericapsida sau anvelopa

n  Se multiplică numai în celulele gazdă; virusul distruge de obicei celula în timpul procesului de multiplicare

Page 9: Curs 1 microbiologie alimentara

Virusuri

n  Unele virusuri prezente în alimente pot cauza boli ale aparatului digestiv la consumatori (HVA, norovirus)

n  Bacteriofagii prezenți în alimente pot transmite prin transducție, material genetic între două sușe bacteriene

n  De asemenea, bacteriofagii pot infecta și distruge culturile starter utilizate la fabricarea produselor lactate acide (au fost descriși bacteriofagi cu electivitate pentru bacterii din genurile Lactococcus, Streptococcus, Lactobacillus și Leuconostoc

Page 10: Curs 1 microbiologie alimentara

Bacterii

n  0,5-1 um diametru, până la 20 um lungime (MO necesar pentru vizualizare)

n  Unicelulare, au perete, citoplasmă, dar nucleul nu este bine conturat (procariote)

n  Formă variată datorată rigidității peretului

n  Pot fi motile sau imotile n  Se multiplică prin fisiune binară

Page 11: Curs 1 microbiologie alimentara

Bacterii

n  Gram negative aerobe (Campylobacter, Pseudomonas, Xanthomonas, Acetobacter, Acinetobacter, Gluconobacter, Morexella, Alteromonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Brucella, Psychrobacter)

n  Gram negative facultativ anaerobe (Citrobacter, Escherichia, Enterobacter, Edwardsiella, Erwinia, Hafnia, Klebsiella, Morganella, Proteus, Salmonella, Shigella, Serratia, Yersinia, Vibrio, Aeromonas, Plesiomonas)

n  Rickettii (Coxiella)

Page 12: Curs 1 microbiologie alimentara

Bacterii

n  Coci Gram pozitivi (Micrococcus, Staphylococcus, Enterococcus, Lactococcus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Sarcina )

n  Bacili Gram pozitivi sporulați (Bacillus, Sporolactobacillus, Clostridium )

n  Bacili Gram negativi sporulați (Desulfotomaculum) n  Bacili Gram pozitivi nesporulați (Lactobacillus,

Carnobacterium, Brochothrix, Listeria, Corynebacterium, Brevibacterium, Propionibacterium, Bifidobacterium)

n  Noi genuri descrise (Tetragenococcus, Vagococcus, Weissella, Oenococcus, Kocuria, Shewanella, Alicyclobacillus)

Page 13: Curs 1 microbiologie alimentara

Fungi - Levuri

n  Organisme unicelulare, eucariote, imotile

n  Dimensiuni: 1-5 x 5-30 um n  Formă variată datorită peretelui

celular rigid (ovoidală, elongată, sferică)

n  Se multiplică prin burjeonare n  Unele specii sunt pigmentate

Page 14: Curs 1 microbiologie alimentara

Fungi - Levuri n  Unele specii implicate în

bioprocesarea alimentelor și băuturilor (fermentație)

n  Alte specii sunt capabile să producă substanțe folosite ca aditivi alimentari

n  Majoritatea speciilor implicate în degradarea alimentelor (spolierea substanțelor nutritive cu modificarea însușirilor organoleptice, fizice și chimice)

n  Cele mai întâlnite în alimente: genurile Saccharomyces, Pichia, Rhodotorula, Torulopsis, Candida, Zygosaccharomyces

Page 15: Curs 1 microbiologie alimentara

Fungi - Mucegaiuri

n  Organisme pluricelulare, filamentoase

n  Talul format din hife septate sau neseptate și corpi fructificanți unde se formează sporii

n  Se înmulțesc asexuat (toate speciile) și sexuat (unele)

n  Unele specii sunt pigmentate

Page 16: Curs 1 microbiologie alimentara

Fungi - Mucegaiuri n  Se pot dezvolta în alimente,

chiar în condiții care sunt nefavorabile bacteriilor (pH scăzut, aw redusă, osmolaritate ridicată)

n  Implicate în degradarea alimentelor și producerea de toxine (micotoxine)

n  Unele specii implicate în bioprocesarea alimentelor

n  Specii frecvent întâlnite: Aspergillus, Alternaria, Fusarium, Geotrichum, Mucor, Penicillium, Rhizopus, Aureobasidium

Page 17: Curs 1 microbiologie alimentara

Alge

n  Organisme autotrofe, uni- sau pluricelulare

n  Eucariote n  Se înmulțesc asexuat și sexuat n  Unele specii sunt patogene

pentru organismele imunocompromise

Page 18: Curs 1 microbiologie alimentara

Protozoare

n  Organisme unicelulare, eucariote, motile

n  Dimensiune 10-50 um n  Ciclul vital este o alternanță a

stadiilor proliferative (trofozoiții) cu cele latente metabolic (chiștii)

Page 19: Curs 1 microbiologie alimentara

Clasificarea microorganismelor (temperatura de creștere)

n  Mezofile: min. 5-15°C, optim 35-37°C, max. 40-45°C

n  Termofile: min. 40-45°C, optim 55-75°C, max. 60-90°C

n  Psichrofile: min. -5-5°C, optim 12-15°C, max. 15-20°C

n  Psichrotrope: min. -5-5°C, optim 25-30°C, max. 30-35°C

Page 20: Curs 1 microbiologie alimentara

Clasificarea microorganismelor (activitatea apei - aw)

Fiecare microorganism are cerinte diferite fata de

continutul de apa al mediului in care traieste !

Se considera ca activitatea apei reprezinta apa la dispozitia microorganismelor. Activitatea apei (aw) da indicatii asupra cantitatii de apa libera care determina

presiunea de vapori de apa deasupra produsului: aw = p / po = Nw / (Nw + Ns)

unde: p – presiunea vaporilor de apa din produs la temperatura T; po – presiunea vaporilor de apa din atmosfera la temperatura;

To – temperatura de echilibru a sistemului; Nw - numarul de moli de apa;

Ns - numarul de moli de substanta.

Page 21: Curs 1 microbiologie alimentara

Clasificarea microorganismelor (activitatea apei - aw)

•  Valorile numerice ale activitatii apei variaza intre 0 (la

produse complet deshidratate) si 1 (la apa pura), toate produsele alimentare incadrandu-se in acest interval

•  Viteza reactiilor enzimatice in produsele alimentare depinde de activitatea apei: la activitati mari ale apei reactiile enzimatice se declanseaza si au loc cu viteze mari, in timp ce la activitati mici ale apei reactiile enzimatice sunt mult incetinite sau inexistente

Page 22: Curs 1 microbiologie alimentara

Clasificarea microorganismelor (activitatea apei - aw)

GRUPUL DE MICROORGANISME aw minimă

Bacterii 0,91 Drojdii 0,88 Mucegaiuri 0,80 Bacterii halofile 0,75 Fungi xerofili 0,65 Drojdii osmofile 0,60

Page 23: Curs 1 microbiologie alimentara

n  Compoziția (conținutul de apă, zaharuri, săruri, lipide, pH, conservanți – tradiționali/naturali sau artificiali)

n  Interacțiunile microbiene (microbiota alimentului, producția de bacteriocine, prezența bacteriofagilor, enzime)

n  Procesul tehnologic (tratamentul termic, igienizarea n  / sanitația, presiunea, afumarea) n  Condițiile de stocare și transport(temperatura,

umiditatea, compoziția gazelor, permeabilitatea ambalajului etc.)

Factori ce influențează dezvoltarea microorgansimelor în alimente

Page 24: Curs 1 microbiologie alimentara

n  Produs, în principal de origine animală sau vegetală, care conține sau constă în nutrienți esențiali organismului – carbohidrați, lipide, proteine, vitamine sau minerale, și care este ingerat / asimilat de către organism pentru a produce energie, a stimula creșterea și a menține viața.

n  Datorită compoziției complexe, alimentul permite și dezvoltarea unei mari varietăți de microorganisme

Alimentul - definiție

Page 25: Curs 1 microbiologie alimentara

“The GOOD, the BAD, the UGLY”

n  Good – microorganisme importante pentru obținerea alimentelor, implicate în producerea unei texturi și a unui gust specific

n  Bad – cauzează toxiinfecții alimentare (microorganisme patogene ce se multiplică în alimente, toxine ale acestora)

n  Ugly – microorganisme degradative, spoliază alimentele de substanțe nutritive și le induc modificări organoleptice, fizico-chimice, făcându-le improprii consumului

Page 26: Curs 1 microbiologie alimentara

Metabolizarea glucidelor –fermentația

n  Utilizată pe scară industrială în industria produselor lactate și alcoolice

n  Produsă de anumite specii bacteriene și levurice, în mediu anaerob sau microaerofil

n  Fermentația lactică transformă lactoza în piruvat, apoi în lactat

n  Fermentația alcoolica transformă glucidele în piruvat, apoi în alcool etilic (acetaldehida si dioxid de carbon – produși intermediari)

Page 27: Curs 1 microbiologie alimentara

Metabolizarea glucidelor –fermentația

Page 28: Curs 1 microbiologie alimentara

Metabolizarea proteinelor (mediu aerob)

•  Unele bacterii aerobe sau facultativ anaerobe pot degrada proteinele prin oxidarea aminoacizilor (dezaminare oxidativa) cu obținere de ceto-acizi

Page 29: Curs 1 microbiologie alimentara

Metabolizarea proteinelor (mediu anaerob) – putrefacția

•  Unele bacterii anaerobe sau facultativ anaerobe pot degrada proteinele prin decarboxilarea, dezaminarea sau hidroliza aminoacizilor cu obținere de compuși urât mirositori (amine biogene)

Page 30: Curs 1 microbiologie alimentara

Metabolizarea lipidelor •  Diversitatea surselor lipidice în alimente: mono-, di- și

trigliceride, acizi grași saturați și nesaturați, steroli, fosfolipide, ceruri

•  Hidrofobicitatea le face greu degradabile de către microorganisme (în masă compactă)

•  Sunt mai ușor atacate în emulsii, la interfața apă-lipide

•  Lipazele determină eliberarea de acizi grași și glicerol, apoi AG se transformă prin intervenția oxidazelor în aldehide și cetone