Caracterizarea Principalelor Grupe de Microorganisme Utile în Obținerea Produselor Alimentare

INTRODUCERE

Omul a folosit fermentaţiile din timpurile străvechi, când el nu avea nici un fel de cunoştinţe despre ceea ce le producea, căci capacitatea lui de a cunoaşte şi înţelege lumea înconjurătoare era atât de redusă.

Omul cavernelor a descoperit repede că o bucată de carne ce a stat câteva zile înainte de a fi consumată este mai plăcută la gust decât cea mâncată după uciderea animalului. El a devenit conştient că din grăunţe şi fructe se pot prepara băuturi cu efecte euforice asupra stării de spirit. Maturarea cărnii şi prepararea băuturilor alcoolice au fost primele fermentaţii utilizate de omul primitiv. În acele timpuri bineînţeles că fermentaţiile erau considerate ca un anumit fel de proces mistic. Avea să mai treacă mult timp până când se va şti că de fapt se profita de acţiunea prea puţin vizibilelor microorganisme.

Deci ignorând existenţa lor, numai pe baza observaţiei şi experienţei, omul vechi învaţă să pună la lucru micile creaturi. Vechea meserie şi chiar arta fabricării brânzeturilor implică fermentarea laptelui sau a smântânii. Vreme de mii de ani, sosurile de soia din China şi Japonia (încă folosite) se făceau prin fermentarea păstăilor de soia. Timp de secole popoarele balcanice au îndrăgit pe lângă războaie, şi laptele fermentat sub formă de iaurt, în timp ce membrii triburilor din Asia Centrală consumau cu plăcere lapte acru de cămilă (kumiss). Pâinea, a cărei obţinere este la fel de străveche ca agricultura însăşi, implică dospirea - o fermentaţie a unei drojdii. Felii de pâine au fost descoperite în piramidele egiptene construite acum 6000 de ani.

Descoperirea fermentaţiei alcoolice pornind de la sucul dulce al fructelor (în special din struguri) este atât de străveche, încât vechii greci credeau că vinul a fost inventat de zeul Dionisos, care l-a dăruit oamenilor spre veşnica lor bucurie. Prepararea berii este numai cu puţin „mai tânără” decât obţinerea vinului. O tablă babiloniană de argilă datând din anul 6000 î. Cr., descoperită în anul 1981, descrie modul de obţinere a berii, iar o altă tablă asiriană din anul 2000 î. Cr. listează berea printre produsele pe care Noe le-a luat cu sine la potop în Arca sa. Documente egiptene din timpul celei de-a 4-a dinastii (cca. 2500 î.Cr.) descriu de asemenea fermentarea berii; în timp ce chinezii făceau “kui”-bere de orez, indienii din America îl întimpinau pe Columb cu bere de porumb. Acum mai bine de 3000 de ani chinezii tratau infecţii ale pielii cu preparate din ciuperci microscopice crescute pe sos închegat de soia, iar indienii din America Centrală tratau din timpuri străvechi rănile infectate cu preparate fungice.

În timpul Evului Mediu, în special în marile mănăstiri creştine ale Occidentului, experimentatori pasionaţi au învăţat cum să perfecţioneze tehnicile şi să îmbunătăţească gustul pâinii, berii, vinului, şampaniei şi al altor băuturi alcoolice tari, sau au preparat brânzeturi fermentate. Omul continua însă să ignore existenţa harnicelor şi utilelor microorganisme.

De-abia olandezul Van Leeuwenhoek descoperă în 1680 existenţa lumii microbilor, utilizând microscoape simple, de fapt un fel de lupe mai perfecţionate, dar de o calitate mai bună decât cea a microscoapelor compuse existând de la sfârşitul secolului al XVI-lea. El a descris la Academia Regală din Londra existenţa unor animale minuscule în formă de sfere, bastoane sau spiralate în apa de râu, în decocturile de fân, în salivă, şi chiar prezintă “globulele”, ce se mişcau în mustul de la fabricarea berii.

Legată mai întâi de progresele tehnice ale aparaturii de observaţie, apoi pregătită de progresele din chimia organică şi fiziologie, avântul „biologiei microorganismelor”- al disciplinei actuale cunoscute sub numele de microbiologie, s-a produs în a 2-a jumătate a secolului al XIX-lea, dominată de geniul lui Pasteur, ale cărui lucrări vor revoluţiona medicina, chirurgia, industria, agricultura.

În 1857 Pasteur dovedeşte că fermentaţia alcoolică este realizată de către drojdii, care sunt descrise ca celule vii. În plus Pasteur demonstrează că anumite maladii sunt cauzate de aceste minuscule fiinţe vii. El defineşte fermentaţia ca „viaţa fără aer” şi descoperirile lui marchează concomitent apariţia microbiologiei medicale şi a microbiologiei industriale.

Microbiologia industrială (tehnică) reprezintă un compartiment al biotehnologiei care are ca scop obținerea pe cale industrială a diferitor produse necesare, cu participarea nemijlocită a diferitor microorganisme. Astfel, în industria alimentară pentru obținerea produselor alimentare se folosesc organisme de tip procariot – bacteriile și organisme de tip eucariot – drojdiile și mucegaiurile.

BACTERIILE

În întreaga lume microbiană, bacteriile reprezintă unul din cele mai importante grupuri, avậnd în vedere mai multe criterii, cum sunt numărul organismelor, importanţa ecologică deosebită şi, nu în ultimul rậnd, rolul pe care aceste microorganisme îl joacă aproape în toate activităţile practice ale omului.

Bacteriile sunt primele organisme apărute, acum 3,5 miliarde de ani, fapt care demonstrează marea lor adaptibilitate la cele mai diferite şi nefavorabile condiţii de mediu. Deşi primele bacterii au fost evidenţiate şi descrise de către A. van Leeuwenhoek, (1675), recunoaşterea lor ca grup distinct a fost făcută abia în perioada 1850-1875 de către Cohn, pe baza proprietăţilor lor.

Bacteriile fac parte din regnul Monera, fiind organisme cu existenţă unicelular-solitară sau unicelular colonială, cu excepţia actinomicetelor care au organizare de tip micelial. Modul de nutriţie este predominant absorbtiv, iar metabolismul de tip foto- sau chimiosintetic. Reproducerea se face prin diviziune asexuată, mai rar prin înmugurire.

Ca rezultat al adaptabilităţii lor, bacteriile sunt prezente în toate mediile de viaţă, acolo unde alte organisme nu pot supravieţui.

Bacteriile reprezintă grupul microbian cel mai activ şi mai numeros din sol, valorile medii fiind de 106-109 celule vii/g sol uscat. Solul reuneşte toate bacteriile implicate în circulaţia carbonului, a azotului, a fosforului, sulfului, fierului şi a altor elemente chimice în natură, a celor cu rol în formarea şi degradarea humusului, în solubilizarea compuşilor organici şi anorganici, insolubili şi inaccesibili plantelor. Bacteriile din sol participă la procesele de mineralizare, esenţiale pentru nutriţia plantelor: sunt singurele organisme capabile să îmbogăţească solul în azot, iar prin polizaharidele extracelulare participa la agregarea particulelor de sol.

Bacteriile sunt răspậndite şi în ape, unde numărul lor este corelat cu bogăţia de nutrienţi, avậnd valori cuprinse între mai puţin de 10 celule/ml în apa de izvor şi 1012 celule/ml în apele fecalo-menajere. Există bacterii în apele subterane, în adậncimile mărilor şi oceanelor, în apele termale.

În atmosferă, deşi există cel mult condiţii de supravieţuire temporară, bacteriile se întậlnesc mai ales în troposfera inferioară, în care, datorită curenţilor de aer se produce dispersarea celulelor. Din aer, bacteriile pot ajunge din nou în sol o dată cu precipitaţiile.

Bacteriile se întậlnesc în microbiota naturală a plantelor şi animalelor. În tubul digestiv al animalelor, bacteriile joacă un rol important în procesul de transformare a alimentelor şi în procesele de imunitate.