Élelmiszer mikrobiológia - biológia

A Élelmiszer mikrobiológia a mikrobiológia egyik ága, és a mikroorganizmusok és az élelmiszerek kölcsönhatásával foglalkozik. A rendszerorientált, alkalmazott tudományok közé tartozik, empirikus tudományként pedig nagyon hosszú fejlődéstörténettel rendelkezik, kezdve az emberi fejlődés átmenetétől a vadászoktól és gyűjtögetőktől a letelepedett társadalmakig azzal az igénygel, hogy ennek megfelelően kell tárolni és elkészíteni az ételeket.

A mikroorganizmusok hasznosnak vagy károsnak tekinthetők az ételekkel kapcsolatban. Akkor hasznosak, ha élelmiszer-előállításra használják, maguk is élelmiszerként szolgálnak, vagy biotechnológiához vagy élelmiszer-elemzéshez használják őket. Kártékonyak, ha elrontják az ételt, vagy ha az élelmiszer útján kórokozó mikroorganizmusok terjednek.

Élelmiszer előállítás mikroorganizmusok segítségével

Példák olyan élelmiszerekre, amelyek előállításuk során mikroorganizmusokat használnak:

Tejtermékek, például joghurt és hasonló savanyú tejtermékek, tejföl, sajt (tejsavbaktériumok, kefirélesztő), Propionibacterium, Brevibacterium ágynemű (Vörös kenet baktériumok), Penicillium camemberti (Fehér penész), Penicillium roqueforti (Kék vagy nemes penész), és még sok más.
Savanyú káposzta, ecetes uborka és más savanyú zöldség (tejsavbaktérium)
Ecet (ecetsav baktériumok: Acetobacter, Glükonacetobaktérium)
Alkoholos italok, például sör (sörélesztőSaccharomyces cerevisiae), Bor (borélesztő), pulque (a baktérium Zymomonas mobilis), Sake (Aspergillus oryzae, Élesztő)
Fehér péksütemények (pékélesztőSaccharomyces cerevisiae)
Kovászos kenyér (tejsavbaktériumok és élesztő)
Sózott hús (nitrát-redukáló kokkok, tejsavbaktériumok, Enterococcus faecium, Vibrió baktérium-Fajok, halotoleráns élesztőgombák)
Nyers kolbász (tejsavbaktériumok, nitrát-redukáló kokkok). Staphylococcus carnosus, Streptomyces griseus, Penicillium nalgiovense)

Mikroorganizmusok táplálékként

Élelmezésként használt mikroorganizmusok:

Mikroalgák Scenedesmus és Chlorella tömegesen termesztik, és diétás ételként vagy élelmiszer-adalékanyagként használják
A cianobaktérium Spirulina afrikai tavakból halászták és ott fogyasztják, Európában diétás ételként használják
Sütőélesztő (Saccharomyces cerevisiae) és a belőlük készített hidrolizátumokat ("kivonatokat") B-vitamin-kiegészítőként, fűszerként vagy kenőanyagként is használják ("Vegemite" és "Marmite (étel)")
Ehető gombák: Sok Basidiomycota (állványgomba) és néhány Ascomycota (tömlőgomba) nagy termőtestét használják táplálékként.

Élelmiszer- vagy mikroorganizmus-specifikus romlás

Példák bizonyos élelmiszerekre vagy az azokat okozó mikroorganizmusokra jellemző élelmiszer-romlásra:

A tej tejsavbaktériumok általi savasítása
Elégtelen melegítésű konzervek romlása anaerob baktériumok miatt, amelyek nagyon hőálló endoszporákat alkotnak, például a nemzetség Clostridium
A vaj avasodása lipázt termelő baktériumok, mint pl Pseudomonas fragi és P. fluorescens
A zöldségeket olyan baktériumok puhítják meg, amelyek pektinázokat, hemicellulázokat vagy cellulázokat képeznek, és így feloldják például a növényi szövet középső lamelláit. Erwinia carotovora
A hústermék-termékek áthúzása Bacillus subtilis
A sörben iszapképződés és mézszag van Pediococcus cerevisiae ("Biersarcinen")
A bor savanyítása ecetsav baktériumokkal
Vörös foltok a pékárukon a képződés miatt Serratia marcescens-Gyarmatok ("a vérző gazda csodája")

Mikrobiális ételmérgezés

Az anyagcsere-aktivitás, a növekedés és az élelmiszerben (és néha csak a belekben) történő szaporodás során egyes mikroorganizmusok toxinokat képeznek. Példák toxintermelő mikroorganizmusokra:

Staphylococcus aureus és más staphylococcusok (gram-pozitív, gömb alakú baktériumok) enterotoxinokat képeznek, amelyek hányással és hasmenéssel járnak étkezés után.
Clostridium botulinum (Gram-pozitív, endospóraképző, anaerob baktérium botulizmust okoz). A botulinum toxin az egyik legismertebb méreg, de az idegvezetés gátlásának funkciója miatt az erőteljes hígításban egy másik alkalmazást is talált, nevezetesen "fiatalító gyógyszerként" botox.
Clostridium perfringens (Gram-pozitív, endospóraképző, anaerob baktérium) a gangréna/gázégés kórokozója mellett gasztroenteritist is okozhat, amely során a toxinok csak növekedés és spóraképződés során alakulnak ki a bélben.
Bacillus cereus (Gram-pozitív, endospóraképző, aerob baktérium) hányásos toxint (ételben) és hasmenéses toxint (a bélben) is képes előállítani.
Egyes penészgombák toxinokat (úgynevezett mikotoxinokat) képeznek, például az erősen máj-toxikus és rákkeltő aflatoxin, ochratoxin és patulin.
Táplálékként használt tengeri állatok mérgezése mérgező algák, mint pl Gonyaulax catenella és G. tamarensis (Dinophyceae), vagy toxintermelő baktériumok által

Élelmiszer, mint patogén mikroorganizmusok hordozója

Példák az élelmiszeren keresztül terjedő patogén mikroorganizmusokra:

baktériumok

Salmonella-A hasmenés, a tífusz, a paratífusz típusai, okai
Shigella-A dizentéria fajai, kórokozói
a bélbaktériumok patogén törzsei Escherichia coli például EPEC (enteropatogén), EHEC (enterohaemoragikus), EIEC (enteroinvazív), ETEC (enterotoxikus); (az utolsó két betű az EC-t jelöli Escherichia coli)
Yersinia enterocolitica, Enteritis kórokozók, esetleg ízületi gyulladás, mint hosszú távú következmény
Vibrio cholerae, Kolera kórokozó
Vibrio eltor, Koleraszerű betegségeket okozó kórokozó
Vibrio parahaemolyticus, Akut hasmenést, esetleg szeptikémiát okozó kórokozó
Aeromonas, Plesiomonas, Gastroenteritis kórokozó
Listeria monocytogenes, Az agyhártyagyulladás, az agyvelőgyulladás, a granuloma, a vetélés, a koraszülés és más betegségek okai
Campylobacter jejuni, leggyakoribb gasztroenteritist okozó bakteriális kórokozó, esetleg autoimmun betegség idegkárosodása (Guillain-Barré szindróma, GBS), mint hosszú távú következmény

Protozoa

Lamblia zarnu, A dizentéria okai
Entamoeba histolytica, A dizentéria okai

Vírusok,

különféle betegségeket okoz, különösen a picorna, a reo, az aréna, az arbo, a noro és az adenovírusok

Intézkedések a mikroorganizmusok káros hatásai ellen

Példák az élelmiszerek mikrobiális romlásának megakadályozására vagy késleltetésére:

Sterilizálás melegítéssel, például konzervek
A mikroorganizmus-koncentráció csökkentése melegítéssel (pasztőrözés és hasonló eljárások)
Minden mikroorganizmus elpusztítása vagy a mikroorganizmus-koncentráció csökkentése gammasugárzásnak, ultraibolya sugárzásnak kitéve
Tartósítás hűtéssel
Tartósítás szárítással (a víz aktivitásának csökkentése)
Tartósítás sókon keresztül (a vízi aktivitás csökkentése)
Tartósítás savanyítással (részben baktériumok segítségével)
Tartósítás dohányzással
Tartósítás tartósítószerek hozzáadásával, amelyek gátolják a mikroorganizmusok aktivitását vagy akár megölik őket

Intézkedések az élelmiszer kórokozóval, mérgezővel vagy élelmiszer-romló mikroorganizmusokkal való szennyeződésének megelőzésére:

Tisztaság az élelmiszerek előállításában és feldolgozásában
Tartsa távol a szennyeződéstől
Személyi higiénia
Helyiségek és eszközök tisztítása és fertőtlenítése