Microorganisme

I SSMICROBIOLOGIA PRODUSELOR ALIMENTARE

Microbiologia produselor alimentare, ştiinţă microbiologică cu caracter aplicativ, are drept obiect de studiu cunoaşterea naturii şi activităţii metabolice a microorganismelor, care pot contamina materiile prime, semifabricatele, produsele finite în scopul prevenirii alterării alimentelor sau a îmbolnăvirii populaţiei prin consum de alimente contaminate cu microorganisme patogene sau toxicogene.

În cadrul disciplinei sunt studiate microorganismele utile folosite drept culturi starter în fermentaţii ce stau la baza biotehnologiilor alimentare.

Un alt obiectiv este controlul microbiologic şi igienico-sanitar în diferite etape tehnologice de prelucrare şi păstrare a produselor alimentare, pentru prevenirea contaminării microbiene şi pentru păstrarea standardelor, criteriilor şi normelor microbiologice.

1.1. CLASIFICAREA GENERALĂ A MICROORGANISMELOR

În sistematica generală a microorganismelor sunt admise, în stadiul actual, unităţi taxonomice ca supraregnuri, regnuri, grupe, bazate pe criterii ce diferenţiază celula – unitatea fizică elementară ce stă la baza vieţii.

În tabelul următor se prezintă sistematica generală a microorganismelor cu importanţă practică. Tabelul 1.1.

Sistematica generală a microorganismelor

Supraregn/

Caractere generale Regn Ramură Grupe importante

1. Eucariote:

-nucleu definit, separat prin membrană de citozol

-ADN + histone în cromozomi

-ADN în mitocondrii şi plasmide

Micetalia

(Mycota)

Eumicota

(Fungi) Micromicete (ciuperci microscopice):

- monocelulare: drojdii, mucegaiuri inferioare

- pluricelulare:

mucegaiuri superioare (cu miceliu septat)

Macromicete

– ciuperci comestibile

Plantae Aalge Alge verzi-albastre:

-surse neconvenţionale de proteine

Animalia Protozoa Monocelulare, din care patogene:

Giardia, Trichomonas, Plasmodium ş.a.

2. Procariote:

- ADN în citozol

- Lipsă organite libere Bacteria Scotobacteria

Photobacteria Bacterii, actinomicete,

Mycoplasme (bacterii fără perete celular, patogene)

Bacterii fotosintetizante

3. Vira:

- particule infecţioase acelulare Protovira

Euvira Ribovira

Deoxyvira Virusuri ce conţin ARN

Virusuri ce conţin ADN

Prioni – patogeni, transmisibili, agenţi ai îmbolnăvirilor degenerative ale sistemului nervos central

1.2. CARACTERIZAREA PRINCIPALELOR GRUPE DE MICROORGANISME CU IMPORTANŢĂ ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ

Da 1.2.1. Drojdii (levuri)

Drojdiile reprezintă un grup taxonomic complex şi heterogen de microorganime monocelulare de tip eucariot care se înmulţesc prin înmugurire (mitoză), ca formă generală de reproducere şi în mod particular, prin ascospori formaţi pe cale asexuată şi sexuat (în urma proceselor de conjugare între celule).

Importanţă şi rol. Având drept caracteristică principală capacitatea de a produce fermentarea glucidelor simple în anaerobioză, cu formare de alcool etilic şi dioxid de carbon, drojdiile fermentative sunt utilizate industrial în biotehnologii alimentare la fabricarea spirtului de fermentaţie, a vinului, a berii şi pâinii. Drojdiile au o compoziţie chimică valoroasă şi după cultivare în condiţii de aerare şi prelucrare sunt utilizate ca sursă de protein în mlimentaţia umană (cu denumirea da SCP – single cell protein – proteine din monocelulare) sau în alimentaţia animalelor, deoarece, pe lângă 45-55% proteină brută s.u., aduc în raţie aminoacizi şi vitamine ale grupului B.

În microbiologia industrială din biomasa de drojdie se obţin: plasmolizate, autolizate, folosite ca aditivi alimentari sau pentru îmbogăţirea în substanţe azotate a mediilor de cultură destinate fermentaţiilor. Cu ajutorul drojdiilor se pot obţine avantajos. În condiţii industriale, vitaminele hidrosolubile (B1, B2, PP, ergosterol), enzime (-fructofuranozidaza şi -galactozidaza), iar prin metode de inginerie genetică, din mutanţi ai speciei Saccharomyces cerevisiae, s-a obţinut interferonul – substanţă cu efect antiviral şi citostatic.

Răspândire în natură. Drojdiile au o largă răspândire în mediul ambiant, fiind întâlnite în toate habitatele naturale: sol, ape, aer, plante, animale.

În sol, celulele de drojdie se întâlnesc în straturile superficiale, până la adâncimi de aproximativ 30 cm, în concentraţii de 102-2x105 g-1. Cantitatea creşte în solurile viilor şi grădinilor, ca urmare a îmbogăţirii solului în substanţe nutritive furnizate de fructele care cad la sol şi suferă lent putrezirea. Din sol, prin acţiunea unor factori fizici, mecanici şi biologici, microorganismele ajung temporar în aer şi se răspândesc la distanţe mari; din sol şi aer drojdiile pot ajunge în ape, unele specii fiind întâlnite chiar la adâncimi de 4000 m.

În mod permanent, drojdiile se află în microbiota epifită a plantelor(flori, fructe, frunze, rădăcini).

Răspândirea drojdiilor este favorizată de insecte, care, o dată cu nectarul/sucul, preiau şi celule de drojdii care pot hiberna în tractul digestiv al insectelor. În organismul animal, drojdiile sunt prezente în biocenoza intestinală şi se elimină pe căi naturale prin produsele de dejecţie; în cantitpţi mai reduse se întâlnesc în cavitatea bucală şi pe piele.

Un grup restrâns de drojdii sunt patogene (Candida albicans, Cryptococcus neoformans) şi dau îmbolnăviri la om şi la animale.

Nu Caractere morfologice. Celula de drojdie are în mod obişnuit formă sferică, ovală sau cilindrică, cu dimensiuni medii de la 4-14 m. Unele tulpini sunt monomorfe, deci prezintă în cultura pură celule de un singur tip morfologic, iar altele sunt dimorfe sau polimorfe.

Forma şi dimensiunea celulelor este un caracter de gen şi specie, dar acestea pot fi influenţate de starea fiziologică şi de condiţiile de cultivare. Dintre formele caracteristice unor genuri, cu importanţă în industria alimentară, se menţionează:

- forma ovală (elipsoidală) specifică drojdiilor fermentative ce aparţin genului Saccharomyces;

- forma sferică – predomină la drojdii din genul Torulopsis;

- forma apiculată (de lămâie), întâlnită la genurile Kloeckera şi Hanseniaspora;

- forma cilindrică (alungită), specifică drojdiilor din genul Candida şi genul Pichia;

- forma de sticlă, specifică drojdiilor din genul Saccharomyces.

Nu Structura celulei de drojdie. Celula eucariotă de drojdie se deosebeşte puţin de celula animală; de celula vegetală se diferenţiază prin absenţa cloroplastelor şi a învelişului celulozic. Unele structuri subcelulare se pot vizualiza cu ajutorul microscopului fotonic (nucleu, mitocondrii, vacuole, perete celular, citozol), în timp ce ultrastructurile (membrana citoplasmatică, reticulul endoplasmatic, aparatul Golgi ş.a.) au putut fi observate doar cu microscopul electronic - x 20 000 (fig. 1.1.). Cunoaşterea organizării arhitecturale complexe a celulei de drojdie este utilă pentru înţelegerea potenţialului funcţional al diferitelor componente.