Microbiologia legumelor

Legumele au o microbiota foarte bogata deoarece , in functie de natura lor vin in contact cu solul si pot avea intre 10 -10⁷ ufc* g. Bacillus cereus poate sa prezinte pana la 40% din totalul microbiotei Un grad ridicat de contaminare este intalnit la legume verzi(salate, spanac, ceapa, varza) contaminate cu microorganisme provenite din praf ,ape de irigatie : Flavobacterium , Lactobacillus, Micrococcus, Alcaligens In cazul irigari solului cu ape poluate , prin legume consumate in stare proaspata se pot transmite microorganisme patogene si facultativ patogene:Escherichia ,Salmonella ,Klebsiella. Dintre bacteriile agenti ai toxiinfectiilor alimentare , pe legume se pot intalni Bacillus cereus (pe frunze) si Bacillus thuringiensis ce poate fi folosit in calitate de insecticid biologic si poate supravetui la prelucrari tehnologice . Mai pot fi vehiculate cu legume contaminate si Yersinia enterocolitica , Campylobacter, Vibrio parahemolyticus ,Listeria.

Alterari microbiene ale legumelorBACTERII DIN SOL SI APA:

Xanthomonas campestris produce enzime pectolitice care determina inmuierea tesuturilor vegetale si produce putrezirea la cartofi , morcovi , varza

Corunebacterium sepedonicum produce degradarea sub coaja a radacinoaselor ce contin amidon

MUCEGAIURI: Alternaria produce inegrirea frunzelor la varza si tomate (A. radicina) Colletotrichum lindemuthianum produce patarea lapasta ide fasole ,mazare ,

ceapa , dezvolta pete cenusii cu margini rosii Fusarium produce putrezirea umeda la tomate, castraveti (F. culmorum) Rhyzopus s iMucor dau mucegaire tomatelor coapte Peronospora da mucegairea uscata la diferite legume (Ph. brassicae) Sclerotinia sclerotorium , produce putrezirea albala morcovi , sfecla , fasole ,

cartofi

Procese microbiologice la murarea legumelorMurarea verzii

In vederea murarii, dupa spalare mai ramane o microbiota epifita alcatuita din bacterii Gram+(din care bacteriile lactice sunt prezente in numar redus), bacterii Gram-, la care se adauga drojdii si mucegaiuri Conditiile de fermentare sunt asfel dirijate incat este favorizata dezvoltarea bacteriilor lactice care castiga in competitie cu celelate microorganisme.Dintre factorii mediului ambiant un rol in acest sens, il au temperatura , anaerobioza ,continutul de sare si ph-ul. Dintre acesti factori , concentratia de sare poate controla cresterea microorganismelor specifice .In timp ce bacteriile lactice tolereaza concentratii de 4-15% sare, bacteriile Gram – psihrofile sunt inhibate la 4-10% sare, iar bacteriile Gram + sporogene tolereaza 4-5% sare.

Murarea verzii are loc in mai multe etape diferentiate din punct de vedere microbiologic:

In primele zile sunt active numeroase microorganisme aerobe ce consuma oxigenul dizolvat .Dintre acestea, specii de Pseudomonas si Flavobacterium rhenanum produc colorarea galbuie a verzii.Sub actiunea microbiotei eterogene alcatuita din microorganisme aerobe(drojdii, mucegaiuri bacterii:Pseudomonas , Enterobacter )se formeaza gaze( CO2 , H2, si chiar urme de CH4) si acizi : mici cantitati de acid lactic , fumaric, acetic, succinic care se combina cu alcoolii produsi de drojdii, rezultand compusi care contribuie la formarea gustului si aromei. In a doua faza este inhibata microbiota aeroba si se dezvolta bacterii din genul Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris, Leuconostoc dextranicum bacterii facultativ anaerobe ,care produc fermentarea zaharului cu formare de acid lactic, putin acid acetic , alcool etilic si C02 , manitol , esterii,la acumularea de 1% acid lactic dezvoltarea lui Leuconostoc este inhibata fiind sensibil la scaderea de ph si la formele nedisociate ale acidului lactic si acetic .Pe langa acidifierea mediului pe langa activitatea lui Leuconostoc mesenteroides si a microbiotei asociate , se mai formeaza compusi de aroma ca:alcoolul izoamilic , n-hexanol, alil-izothiocianat iar in unele cazuri ,prin formarea de dextran , defecte la murare.Primele 2 stadii se termina in aproximativ 3-6 zile .Bacteriile din g.Pseudomonas si Escherichia dispar in 1-2 zile si sunt inlocuite de Lactobacillus plantarum , Lactobacillus brevis si Pediococcus rhamonosus Faza a III-a are rolul cel mai important, deoarece se formeaza intens acid lactic prin fermentatia homolactica produsa de Lactobacillus plantarum ,rezistent la concentratii mari de sare , cu temperatura optima de fermentare la 18-20˚ C Asociat cu Lactobacillus plantarum se dezvolta si Bacterium acetilcholini care produce acetilcolina (in prezenta cholinacetilazei), substanta fiziologic activa cu efect hipotensiv.Uneori pot fi prezente si drojdii osmotolerante : Debaryomyces,Zygosaccharomyces rosei, Schizosaccharomyces

bailii, care produc alcool etilic , acid acetic, CO2. Ca rezultat al activitatii microbiene , zeama dobandeste valoarea terapeutica , fiind o sursa de vitamine produse de bacteriile lactice/drojdii.Faza poate dura 3 saptamani si se acumuleaza acid lactic in concentratii de 1,5-2 % concentratii care inhiba activitatea fermentativa a lui Lactobacillus plantarumIn conditii naturale la murare , nu se pot acumula cantitati mai mari de 2,5 g% acid lactic deoarece este inhibata activitatea fermentativa a bacteriilor lactice. Conservarea are loc datorita acidului lactic si a epuizarii substantelor nutritive .In medie, in varza murata raportul intre acidul lactic si acidul acetic este de 1:4 la un ph de 3,4-3,8 cu formarea de pana la 0,25 % a compusilor secundari de fermentatie. In stadiul IV glucidele reziduale pot fi fermentate cu formare de acid lactic , acetic , manitol ci CO2 de catre bacterii heterolactice din g. Lactobacillus brevis care fermenteaza pentoze ducand la acumularea de produsi de gust si aroma.Unele tulpini de L. brevis producand acidul gama- aminobutiric cu efect diuretic.

Defecte si alterari ale verzei murate:

Defecte de culoare. Aureobasidium poate forma in straturile superficiale pigmenti melanici ce dau inchiderea la culoare a verzii daca aceasta nu este acoperita de saramura .Drojdii din genul Rhodotorula dau o coloratie roz- inchis sau culoarea ceaiului.

Inmuierea verzii dupa murare este datorata activitatii enzimelor microbiene sau a enzimelor tisulare ale verzii, mai ales in prezenta aerului , in saramuri cu concentratia sub 0,8% sare sau care a fost supusa la variatii mari de temperatura.

Varza acra mucilaginoasa este o alterarea putin frecventa is poate fi datorata substantelor mucilaginoaese produse de Pediococcus acidilactici la pastrarea la temperaturi mai mari de 20˚C

Gustul amar ,atunci cand murarea se face la temperaturi mai scazute datorat activitatii bacteriilor psihrofile.

Form area acidului butiric de catre Clostridium butiricum, poate fi sesizata in primel faze cand ph-ul este mai mare de 4,8 in conditii de anaerobioza

Degradarea protidelor sub actiunea lui Enterobacter aerogenes care poate degrada pana la produsi finali(scatol , indol, H2S, NH3), cand aciditatea in zeama este mica , in urma consumului de acid lactic

Murarea castravetilor

Castravetii pentru murare trebuiesc prelucrati imediat dupa recoltare sau cel mult dupa 6-8 ore , deoarece alterarea lor seface foarte rapid.Concentratia saramurii trebuie sa fie de 10-15% deoarece castravetii au un continut de aproximativ 90%apa, care prin difuzie va produce in timp diluarea saramurii initiale.Concentratia de sare initiala poate sa inhibe dezvoltarea bacteriilor lactice si de aceea poate fi marita , prin adaugare dupa 5-6 saptamani.

In cazul murarii castravetilor diferentiem trei etape:

Fermentatia initiala este determinata de Leuconostosc mesenteroides,Enterococcus faecalis,Pediococcus cerevisiae concomitent cu o microbiota diversa nespecificata (drojdii si mucegaiuri) si este faza cea mai importanta in murare .In aceasata perioada cresc rapid bacteriile lactice si drojdiile(fermentativre si oxidative), in timp ce microorganismele nesemnificative se reduc sau chiar pot sa dispara Are loc scaderea de phFaza intermediara care dureaza 3-6 saptamani asigura conditii optime de fermentare pentru microbiota lactica si are loc o stabilizare a saramurii.Ca urmare a prezentei de tulpini sensibile la acid, Leuconostosc mesenteroides,cat si a tulpinilor acidotolerante, Lactobacillus plantarum , Pediococcus cerevisiae sunt inhibate bacteriile coliforme care pot sa se piarda in primele 10-14 zile .In aceasata faza sunt inca active drojdiile si continua sa creasca aciditatea.In faza finla Pediococcus cerevisiae Lactobacillus plantarum si Lactobacillus brevis sunt responsabile pentru formarea , in final de 1-1,5% acid lactic .Prezenta in exces a lui Lactobacillus brevis nu este dorita , ca urmare a formarii de gaze prin fermentatie.

Alterarea castravetilor murati Inmuierea este datorata activitatii enzimelor pectolitice (pectinaze si poligalacturonaze ) elaborate de mucegaiurile care se dezvolta in prezenta aerului: Penicillium oxalicum , Fusarium roseum, Cladosporium cladosporoides , Ascochyta cucumis. Formarea de gaze si umflarea este datorata bacteriilor heterolactice care prduc prin fermentarea glucidelor cantitati ma ri de CO2 si H2 (g. Enterobacter ) sau care degradeaza acidul malic cu formarea de acid lactic s I CO2 (g.Leuconostoc)

Murarea maslinelor

Maslinele verzi sunt la inceput imersate in solutie de NaOH 2% timp de 6 ore pentru eliminarea gustului amar dat de glucozidul europeina dupa care se face spalarea timp de 8 ore cu apa potabila , operatie prin care se detaseaza si se elimina o mare cantitatea de microbiota epifita.Urmeaza imersarea in saramura de concentratie 4-10 % timp de 6-7 luni in care glucicele , aminoacizii eliberati prin osmoza sunt fermentate in mod gradat si produsul capata propietatile dorite. Fermentarea aeroba a maslinelor negre este un proces ce poate avea loc spontan sub actiunea drojdiilor .Ca uramre a continutului limitat de glucide ,a prezentei compusilor amari , poligenolilor ,ph, temperatura , se afla sub control dezvoltarea bacteriilor de alterare Fermentarea este realizabila de drojdii ale genului Torulopsis candida, (pana la 20% din microbiota levuriana) Concentratia de sare de 7 % permite acumularea mai rapida de acid lactic in urma fermentatieie glucidelor de catre micrococi si lactobacilli si sunt eliminate unele defecte (formarea de gaze , zbarcirea) ce pot fi eliminate in fermentatii aerobe.

Prima etapa dureaza 7-14 zile perioada in care predomina bacterii din genurile : Pseudomonas , Enterobacter , Clostridium ,Bacillus , Leuconostoc mesenteroides. Daca fermentatia are un curs normal bacteriile potentiale de a produce alterarea sunt rapid eliminate ca urmarea a dezvoltarii bacteriilor lactice ce apartin genurilor :Streptococcus , Pediococcus , LeuconostocIn anumite conditii microorganismele de alterare devin predominante .Dintre acestea se pot dezvolta bacterii Gram negative producatoare de gaze si cu activitatea proteolitica , ce apartin genurilor : Enterobacter ,Escherichia ,Aeromonas si Desulfvibrio. Dintre bacteriile Gram pozitive pot da probleme ,specii ale genului Clostridium care formeaza acid butiric si gaze , sau ale genului Bacillus care dau inmuierea.

Faza intermediara in care predomina bacteriile lactice are o durata de 2-3 luni .Cantitativ pe primul loc se situeaza Leuconostoc mesenteroides, urmat de Lactobacillus plantarum si L. brevis. Din saramura au fost izolate si drojdii din genul Debaryomices care au abilitatea de a elabora proteaze si lipaze active in solutii concentrate de sare si la temperaturi scazute. Dintre specii D. etschellsii este frecvent izolata din saramura unde poate creste la suprafat producand fermentarea unor glucide sau consumand acid lactic .Daca fermentatia decurge normal bacteriile Gram negative dispar in 12-15 zile .Treptat spre sfarsitul perioadei Leuconostoc este inlocuit de specii acidotolerante ale genului Lactobacillus si ph-ul atinge valori ~4

Faza finala care dureaza cateva luni se caracterizeaza prin predominanta bacteriilor lactice ale genului Lactobacillus care produc acid lactic si are o scadere a ph-ului sub 4.Culturile starter de Leuconostoc mesenteroides ,Lactobacillus brevis , L. plantarum si Pediococcus rhamnosus au dat rezultate pozitive in reducerea mai rapida a ph-ului la valori care asigura conservarea maslinelor , dar utilizarea lor este limitata.

Defecte ale maslinelor la murare1. Degradarea pectinolitica in urma dezvoltarii de microorganisme producatoare de

endo siexopoligalacturonaze (Aspergillus , Cladosporium, Fusarium , Penicillium)2. Formarea de pustule cu gaz la suprafata fructelor datorate dezvoltarii ecesive a

bacteriilor coliforme sau a bacteriilor butirice , posibila atunci cand saramura are sub 5% sare iar ph-ul este mai mare de 4,8.

3. Modificari de gust datorate formarii de acizi :propionic , butiric , valerianic, caproic , ca uramre a dezvoltarii de bacterii din genul Propionibacterium si Clostridium. Defectul numit ZAPATERA poate sa apara in faza intermediara daca nu are loc reducerea restrictiva de ph care va permite la inceput dezvoltarea bacteriilor propionice , urmata de cea a bacteriilor butirice

Controlul microbiologic: garanteaza siguranta igienei pentru consum.Prin control microbiologic se pune in evidenta , tipul de microorganisme si numarul lor prin metode microbiologice , prin metode chimice Metode de analiza: Examenul microscopic: realizat cu ajutorul preparatelor umede sau a frotiurilor colorate Gram se realizeaza din zeama.Uneori aces texamen este suficientMicrobiota aeroba mezofila: este nemarat pe mediul PCA la ph 5,4 .Inocularea se realizeaza in masa mediului (1cm de zeama), termostatare la 30˚ C / 72 ore.Microbiota fungica se numara prin inocularea unui cm de zeama sau dilutii ale acesteia pe suprafat mediilor specifice de OGA, PDA-cloramfenicol, termostatare la 25˚ timp de 3 zileMicrobiota lactica : Lactobacilii si Leuconostoc sunt numarati prin metode descrise anterorMicrobiota halofila : este numarata prin cultivare pe mediu de numarare aditionat cu 15% NaCl prin inoculare in masa , cu 3-5 zile termostatare la 30˚C Microbiota fitopatogena : Bacteriile din genul Pseudomonas pot fi izolate pe medii ce contin pectina iar cel din genul Xanthomonas compestris ,Erwinia corotovora , sunt detectabile si indentificate prin teste ca :ELISA cu anticorpi monoclonali