FERMENTAŢII

Desfăşurarea normală a metabolismului microbian necesită consumul unei anumite cantităţi de energie. Această energie rezultă prin transformarea substanţelor nutritive. Procesele biochimice care au loc în organism cu degajare de energie constituie fenomenul de respiraţie. Respiraţia celulară se realizează prin mecanismul oxido-reducerii biologice. Prin oxido-reducere biologică se înţelege eliberarea hidrogenului din molecula unei substanţe care acţionează ca donator (D) şi transferul lui pe molecula altei substanţe numită acceptor (A). Astfel, donatorul se oxidează şi, concomitent, acceptorul se reduce. Reacţiile fiind reversi- bile, le putem exprima prin următoarea ecuaţie:

DH2 + A D + AH2

Aceste reacţii au loc sub acţiunea enzimelor respiratorii. La microorganisme se disting următoarele tipuri de respiraţie: - respiraţia oxibiotica (aerobă), în care acceptorul de hidrogen este

oxigenul molecular; - respiraţia anaxibiotică (anaerobă), în care acceptorul de hidrogen poate

fi o anumită substanţă anorganică; - fermentaţia, în care acceptorul de hidrogen este un compus or- ganic. În procesele de respiraţie rezultă o cantitate mare de energie Aceasta este parţial utilizată pentru diverse activităţi -celulare ţi parţial stocată în celulă sub forma unor legături esterice intre acidul fosforic şi anumiţi compuşi organici. Apoi, prin desfacerea acestor legături macro- ergice (notate prin simbolul ~), energia este eliberată la nevoie. Printre cei mai importanţi compuşi maeroergici sunt adenozin-tri- fosfatul (ATP) şi adenozin-difosfatul (ADP). Prin ruperea legăturilor macroergice rezultă energia necesară celulei in diverse procese meta- bolice. Fermentaţia este un proces biologic cu o importanţă deosebită, deoa- rece prin el microorganismele formează o serie de produse necesare omului. Deşi natura biochimică a fermentaţiei a fost stabilită abia in secolul al XlX-lea de către Pasteur, procesele fermentative sunt cunoscute din cele mai vechi timpuri. Iniţialyau fost folosite empiric (de exemplu, la dospirea pâinii, la prepararea oţetului şi a murăturilor etc.).

Astăzi, industrii ca: industria preparării pâinii, a berii, vinului, laptelui au la bază procese fermentative dirijate, produse de microorganisme selecţionate. Ca material energetic în procesele de fermentaţie, servesc in special glucidele. Cele mai importante fermentaţii sunt: fermentaţia alcoolică, lactică, propionică şi butirică. In mod impropriu s-a folosit acest nume în practică şi pentru unele procese aerobe, cum sunt fermentaţia acetică, citrică, ce au fost grupate în clasa fermentaţiilor oxidative. Fiecare fermentaţie este produsă de anumite microorganisme. Acesta este principiul acţiunii specifice a microorganismelor stabilit de Pasteur. Din fermentaţii rezultă întotdeauna mai multe produse. Produsele ce predomină cantitativ se numesc produse principale şi sunt cele care dau numele fermentaţiei. Produsele rezultate în cantitate mai mică se numesc produse secundare. În tabelul 8 sunt prezentate principalele fermentaţii cu substratul fermentat, produsele principale şi agenţii specifici acestor fermentaţii.

1. FERMENTAŢII PROPRIU-ZISE

1.1. FERMENTAŢIA ALCOOLICA

Fermentaţia alcoolică este transformarea glucidelor fermentescibile, sub acţiunea enzimelor secretate de drojdii, în alcool etilic şi dioxid de carbon. Denumirea de fermentaţie (de la cuvântul latinesc fervere, care înseamnă a fierbe), ce s-a extins asupra tuturor proceselor similare, este în legătură cu eîervescenţa produsă de dioxidul de carbon degajat în lichidele de fermentare. Microorganismele care produc fermentaţia alcoolică sunt, în primul rând, drojdiile din fam. Saccharomycetaceae, genul Meyen Rees. Natura enzimatică a fermentaţiei alcoolice a fost pusă în evidenţă de Buchner (1897), care a reuşit să extragă din drojdie enzima capabilă să transforme glucidele în alcool etilic şi dioxid de carbon. Zimaza este o enzimă endocelulară, formată din două componente: apozi maza, de natură proteică, şi cozimaza, care este o dehidrogenază. Fermentaţia alcoolică poate fi spontană, sub acţiunea drojdiilor săl- batice prezente pe suprafaţa fructelor, sau dirijată, sub acţiunea drojdiilor selecţionate.

CH2O · PO3H2

I CHOH I CHOH

CH2OH I

HCO ·PO2H2 I COOH

CH2OH I

HCO ·PO2H2 I COOH

CH2

II CO · PO3H2 I COOH

Fosfodioxiacetona este redusă la glicerofosfat, care prin hidroliză sub acţiunea ADP-uIui (căreia îi cedează o moleculă de acid fosforic) trece în glicerina, unul dintre produşii secundari. Reacţia are loc astfel: ADP

+ H2 H2O fosfodioxiacetonă glicerofosfat glicerină

Aldehida fosfoglicerică trece, prin oxidare, în acid 3-fosfogliceric, care sub acţiunea enzimei fosfogliceromutază se transformă în acid 2- fosfogliceric: + O Fosfogliceromutază

aldehidă fosfoglicerică acid 3-fosfogliceric acid 2-fosfogliceric

Acidul 2-fosfogliceric, sub acţiunea enolazei, trece prin pierderea anei molecule de apă în acidul 2-fosfoenolpiruvic: Enolază

acid 2-fosfogliceric acid 2-fosfoenolpiruvic

CH2O · PO3H2

I C = O I CH2OH

CH2O · PO3H2

I CHOH I CH2OH

CH2OH I CHOH + ATP I CH2OH

CH2O · PO3H2

I CHOH I CHO

CH2

II C·O·PO3H2 I COOH

CH3

I CO I COOH

CH3 I + CO2 CHO

CH3

I CHO

CH3

I CH2OH

Acidul 2-fosfoenolpiruvic eliberează ADP-ului o moleculă de acid fosfo- ric, care astfel trece în ATP. Din această reacţie rezultă acidul piruvic, care sub acţiunea piruvatdecarboxilazei se transformă în aldehidă acetică şi dioxid de carbon:

ADP + ATP Piruvat

decarboxilază acid 2-fosfoenolpiruvic acid piruvic aldehidă acetică

Aldehida acetică este redusă în alcool etilic:

+ H2 → aldehidă acetică alcool etilic

Aceasta este forma normală a fermentaţiei alcoolice, care decurge în condiţii de pH slab acid. Pe lângă alcool etilic (produs principal) se mai formează în cantităţi mici glicerină, aldehidă acetică etc. Când fermentaţia decurge în prezenţa sulfitului sau bisulfitului de potasiu, pe lângă alcool şi dioxid de carbon ia naştere o cantitate importantă de glicerină şi aldehidă acetică. Această modificare a chimismului fermentaţiei se explică prin formarea unui compus sulfitic al aldehidei acetice, care astfel nu mai poatefi redusă la alcool etilic. In acest mod se obţin, din 100 părţi de zahăr, 20 părţi de glicerină, 27 părţi de alcool etilic şi 3 părţi de aldehidă acetică. Aceasta este a doua formă a fermentaţiei alcoolice şi este utilizată la obţinerea glicerinei pe cale fermentativă, procesul industrial fund denumit „Protol―. Când fermentaţia decurge în mediu alcalin (3% carbon de sodiu) la temperatura de 30 - 32°C se formează, de asemenea, în cantitate mare glicerină şi aldehidă acetică. Aldehida suferă următoarea reacţie:

CH3 – CHO CH3 - CH2OH – alcool etilic + H2O →

CH3 – CHO CH3 – COOH – acid acetic

Deoarece randamentul de glicerină este de 20-25%, acest proces, cunoscut sub numele de a treia formă a fermentaţiei alcoolice, este folosit industrial la prepararea glicerinei pe cale fermentativă. Aplicaţiile fermentaţiei alcoolice simt foarte numeroase. Printre cele mai importante sunt următoarele:

- fabricarea alcoolului etilic, unde ca materii prime sunt utilizate produsele amîdonoase (cartofi, porumb etc.), melasa, produsele celulozice;

- fabricarea berii, pentru care materia primă este orzul, transformat în prealabil prin germinare în malţ;

- fabricarea vinului, unde materia primă este mustul de struguri obţinut prin presarea acestora;

- dospirea aluatului în industria panificaţiei; - prepararea kefirului, o băutură lactată acidă; — prepararea glicerinei

pe cale fermentativă.

1.2. FERMENTAŢIA LACTICĂ Fermentaţia lactică este transformarea glucidelor, sub acţiunea enzi- melor secretate de bacterii lactice, în acid lactic. Este o fermentaţie întâlnită la foarte multe produse alimentare şi industriale, ca: lapte, bere, Vin, sucul diferitelor legume şi fructe etc. Microorganismele care produc fermentaţia sunt bacteriile lactice. Fiind asporulate, sunt distruse la temperaturi de 70-75°C în cîteva minute. În general, sunt facultativ anaerobe. În funcţie de caracterele lor morfologice şi fiziologice, bacteriile lactice au fost clasificate în două grupe: homofermentative şi heterofermentative. Bacteriile lactice homofermentative (Streptococcus lactis - fig. 63. Lactobacillus bulgaricus, L. casei, L. acidophilus, L. jensenii) fermentează glucoza la acidul lactic, rezultând numai urme ale altor produşi. Ca urmare, cantitatea de acid lactic obţinută este mare. Bacteriile lactice heterofermentative (Leuconostoc mesenteroi.es, Lacto- bacillus fermenti, L. brevis) produc o fermentaţie mixtă în care numai aproximativ jumătate din glucoză este

Fig.63 Streptococcus lactis

CH3

I CO I COOH

CH3

I CHOH I COOH

transformată in acid lactic restul transformându-se în alcool, CO2, şi alte substanţe. Substanţele fermentescibile sunt hexoze (glucoza, fructoză, manoza, galactoza), pentoze (arabinoza, xiloza), ca şi unii polialcooli (manită, sorbită, dulcită). Chimismul fermentaţiei lactice se desfăşoară după un mecanism similar aceluia al fermentaţiei alcoolice, cu deosebirea că acidul piruvic este redus la acid lactic, în loc să fie decarboxilat şi redus la alcool etilic. Reacţia este catalizată de lacticdehidrogenază, conform ecuaţiei:

Lacticdehi- drogenază acid piruvic acid lactic

Ecuaţia fermentaţiei lactice este următoarea:

C6H12O6 2CH3 – CHOH - COOH În figura 64 este prezentată o comparaţie între fermentaţia lactică şi cea alcoolică. În cazul când fermentaţia este produsă de pseudobacteriile lactice se formează, alături de acid lactic şi acid acetic, alcool etilic şi o cantitate

Fig.64 Comparație între fermentația lactică (A) și fermentația alcoolică (B)

mare de gaze. Ecuaţia generală a fermentaţiei produsă de bacteriile lactice heterofermentative este următoarea:

2C6H12O8 + H2O 2C3H6O3 + CH3-COOH+C2H5-OH+2CO2+2H2 Aplicaţiile fermentaţiei lactice sunt următoarele:

- Industria laptelui foloseşte culturi pure de bacterii lactice pentru prepararea iaurtului, a laptelui acru, laptelui acidofil sau la fabricarea brânzeturilor.

- Industria spirtului şi a drojdiei presate foloseşte bacterii lactice (Thermobacterhim delbrucki) pentru acidificarea plămezilor. Acidul lactic format prin fermentare stimulează, datorită pH-ului acid pe care-1 creează, activitatea drojdiilor şi, în acelaşi timp, acţionează ca un antiseptic, împiedicând infectarea plămezilor.

- Conservarea legumelor şi fructelor prin murare, ca şi murarea furajului verde sau a borhotului de sfeclă, se bazează tot pe fermentaţia lactică.

- Fabricarea acidului lactic se poate face prin fermentarea plămezilor amidonoase (porumb, cartofi), a zerului care rezultă de la prepararea brânzeturilor sau a melasei rezultată la prepararea zahărului. în funcţie de materia primă folosită se utilizează diferite bacterii lactice. Acidul lactic are numeroase aplicaţii practice în industria alimentară (acidifiant al sucurilor şi esenţelor de fructe), în medicină, în industria chimică (mordant) etc.

COOH

I CH2 I CHOH I COOH

CH3

I CHOH + CO2 I COOH

1.3. FERMENTAŢIA MALOLACTICĂ Fermentaţia malolactică este procesul de transformare al acidului malic, sub acţiunea enzimelor secretate de unele microorganisme, în acid lactic şi bioxid de carbon. Microorganismele care produc fermentaţia sunt, în primul rând, bacteriile lactice Leuconostoc gracile (Bacterium gracile), care are pH-ul optim cuprins între 4 şi 6; Leuconostoc oenos, care are pH-ul optim 3,2—3,3, cât şi unele specii ale genului Lactobacillus sau Pediococcus. Ele dispun de aşa-numita enzimă malică. Mai pot produce fermentaţie malolactică şi drojdiile din genul Schizosaccharomyces. Chimismul fermentaţiei malolactice constă în transformarea acidului malic nedorit din vinurile tinere în CO2 şi acid lactic: enzimă malică În general, fermentaţia malolactică o urmează pe cea alcoolică. Importanţa fermentaţiei malolactice. Din punct de vedere practic, fermentaţia malolactică este tot atât de importantă în industria vinului, ca şi fermentaţia alcoolică, deoarece vinurile cu aciditate crescută nu ar putea fi consumate dacă nu ar suferi această fermentaţie. Ea prezintă importanţă în special în anii când strugurii nu sunt bine copţi şi, ca urmare, vinurile au o aciditate crescută. Acidul lactic rezultat din fermentaţie, având aciditate mai redusă faţă de acidul malic, determină scăderea acidităţii totale a vinului. Pentru ca fermentaţia să se desfăşoare în bane condiţii, trebuie evitată aerarea, redusă sulfitarea (deoarece SO2 este inhibitor pentru bacteriile malo-lactice) şi, de asemenea, trebuie asigurată temperatura de 18-20°C. In cazul în care fermentaţia apare la vinuri mai puţin acide sau este produsă de bacterii malolactice ce modifică buchetul şi gustul vinului, cum este Pediococcus cerevisiae, fermentaţia malolactică este dăunătoare.

1.4. FERMENTAŢIA PROPIONICA

Fermentaţia propionică este transformarea glucidelor sau a acidului lactic, sub acţiunea bacteriilor propionice, în acid propionic, ca produs principal. Bacteriile propionice (fig. 65), care aparţin genului Propioni bacte- rium, au fost izolate din lapte şi produsele lactate. Sunt anaerobe, au pH-ul optim neutru şi temperatura optimă cuprinsă între 23 şi 30°C. Chimismul fermentaţiei propionice, pornind de la acidul lactic, decurge conform reacţiilor: CH3-CHOH- COOH CH3-CO-COOH+2H acid lactic acid piruvic

CH3-CO-COOH+H2O CH3-COOH+CO2+2H acid piruvic acid acetic

2CH3-CHOH-COOH+4H CH3-CH2-COOH+2H2 acid lactic acid propionic Fermentaţia propionică prezintă importanţă în special pentru industria brânzeturilor fermentate. Produşii finali ai fermentaţiei (acid pro pionic, acid acetic) dau un gust special brânzeturilor, iar dioxidul de carbon degajat formează nişte „ochiuri‖ uniform răspândite în toată masa produsului („desenul" brânzeturilor) (fig. 66). Fig. 63. Bacterii propionice Fig. 66. Brânză fermentată

Fig.67.Clostridium buthyricum

1.5. FERMENTAŢIA BUTIRICA

Fermentaţia butirică este transformarea glucidelor, sub acţiunea bacteriilor butirice, în acid butiric ca produs principal. Bacteriile butirice sunt foarte răspândite în natură: în sol, bălegar, ape murdare, în lapte şi brân- ză. Apar sub formă de bastonaşe mobile şi conţin incluziuni cu granuloză. Sporulează uşor. Majoritatea bacteriilor butirice sunt anaerobe, dar unele specii sunt facultativ anaerobe. Temperatura optimă de dezvoltare este de 35- 40°C. Cele mai importante bacterii butirice sunt: Clostridium buthyricum (fig. 67), Clostridium pas- teurianum, Granuldbacter saccha- robuthyricum şi Granulobacter pectinivorum. Chimismul fermentaţiei butirice este asemănător cu cel al fermentaţiei alcoolice, până la formarea aldehidei acetice. Apoi, aceasta, printr-o condensare, se transformă în aldol:

2CH3-CHO CH3CHOH-CH2-CHO aldehidă acetică aldol

Aldolul, printr-o oxidoreducere intramoleculară, trece în acid butiric:

CH3-CHOH-CH2-CHO CH3-CH2-COOH Ecuaţia fermentaţiei butirice este următoarea:

C6H12O6 CH3-CH2-CH2-COOH+2CO2+2H2+18 calorii Acidul butiric este o substanţă toxică pentru celelalte microorganisme, din care cauză fermentaţia butirică este un proces dăunător. Ea determină bombajul cutiilor de conserve, defectul de balonare al brân zeturilor sau mirosul şi gustul neplăcut la murături.

Totuşi, fermentaţia butirică este folosită pentru producerea industrială a acidului butiric, care, după ce este purificat, este esterificat. Esterii lui sunt întrebuinţaţi, datorită mirosului lor plăcut de fructe (esterul etilic are miros de pară, cel metilic miros de măr), la obţinerea anumitor arome artificale.

2. FERMENTAŢII OXIDATIVE

Fermentaţiile oxidative sunt procese biochimice care decurg în prezenţa oxigenului atmosferic şi care poartă impropriu numele de fermentaţii. Cele mai importante fermentaţii oxidative sunt fermentaţia acetică, citrică şi oxalică.

2.1 FERMENTAŢIA ACETICA

Fermentaţia acetică constă în transformarea alcoolului etilic in acid acetic sub acţiunea bacteriilor acetice, in prezenţa oxigenului atmosferic. Natura biochimică a acestui proces a fost demonstrată de Pasteur. Bacteriile acetice sunt extrem de răspândite in natură. Se găsesc pe fructe, la suprafaţa lichidelor alcoolice etc. Sunt bacterii strict aerobe, asporulate, cu temperatura optimă de 30—32°C. În funcţie de mediul în care se dezvoltă, ca şi de caracterele fiziologice şi industriale, bacteriile acetice se pot clasifica astfel:

— Bacterii acetice din plămadă, care se întâlnesc ca bacterii de infecţie de plâmezile de bere, spirt şi produc o cantitate mică de acid acetic (2%). Cele mai importante sunt: Acetobacter oxydans şi Acetobacter industrium.

— Bacterii acetice din bere, care se găsesc. în mustul de bere fermentat şi în berea nepasteurizată. Produc o cantitate mai mare de acid acetic (6%). Mai importante sunt Acetobacter pasteurianum şi Acetobacter aceti.

— Bacterii acetice din vin care se găsesc în vinurile slab alcoolice. Cele mai importante sunt următoarele:

1) Acetobacter orleanense poate produce 9,3% acid acetic şi este folosit la fabricarea oţetului din vin. Dă un oţet parfumat şi limpede.

2) Acetobacter xylinaides produce 4,50% acid acetic. Este considerată o bacterie de infecţie, deoarece poate oxida alcoolul până la dioxid de carbon şi apă. — Bacterii acetice de fermentaţie rapidă, dintre care cea mai importantă este Acetobacter schützenbachii. Această bacterie produce

11— 12% acid acetic şi este folosită pentru fabricarea oţelului din alcool.

Mecanismul chimic al fermentaţiei acetice constă în următoarele reacţii: — în prima fază, alcoolul etilic este dehidrogenat la aldehidă acetică:

O

CH3-CH2OH+½O2 →CH3-C + H2O

H

alcool etilic aldehidă acetică

— în faza următoare, aldehida fixează o moleculă de apă formând hidrat de aldehidă acetică; aceasta, prin dehidrogenare, dă acid acetic:

O OH H2O ½O2 CH3-C CH3-C-OH+ CH3-COOH+H2O H H aldehidă acetică hidrat de adehidă acid acetic acetică

Aplicaţiile fermentaţiei acetice. Fermentaţia acetică este utilizată la fabricarea oţelului. Metodele de fabricare sunt: metoda lentă şi metoda rapidă. Prin metoda lentă se obţine oţelul de cea mai bună calitate. Materia primă folosită este un amestec de vin şi oţet (2% acid acetic, 4% alcool).Se folosesc culturi selecţionate de Acetobacter orleanense. Producerea de acid acetic se face lent, în câteva săptămâni, deoarece numai bacteriile de la suprafaţă vin in contact cu oxigenul atmosferic; cele din straturile inferioare primind puţin oxigen, acţionează mai slab. Mersul lent al fermentaţiei face producţia costisitoare, însă datorită esterilor şi uleiurilor volatile care se formează se obţine un oţet cu „buchet plăcut‖. Metoda rapidă foloseşte ca materie primă un amestec de alcool etilic 3% şi oţet 6%. Se folosesc culturi selecţionate de Acetobacter schützenbachii şi Acetobacter orleanense. Datorită faptului că în vasele de fermentare se asigură permanent circulaţia unui curent de aer, timpul de obţinere al oţetului este mult mai scurt.

Oţetul este folosit drept condiment în alimentaţie, conservant şi antiseptic în procedeul de conservare a alimentelor (legume, peşte) prin marinare. Fermentaţia acetică este dăunătoare îndeosebi în industria vinului şi berii, deoarece determină obţinerea acestor produse.

2.2. FERMENTAŢIA CITRICA Fermentaţia citrică este procesul de transformare a glucidelor, sub acţiunea unor mucegaiuri, în acid citric. Acidul citric extras iniţial din lămâi este obţinut astăzi în cea mai mare parte pe cale fermentativă. Mucegaiurile cele mai utilizate sunt: Aspergillus niger, Aspergillus fumaricus, Penicillium luteurn şi Penicillium citricum. Pentru formarea acidului citric sunt necesare o serie de condiţii. Acestea sunt următoarele: — prezenţa în mediul de fermentare a unei cantităţi suficiente de zaharuri şi săruri minerale (de azot, potasiu, fosfor, sulf şi magneziu); — aciditatea mediului cuprinsă între pH 1,6 şi 2,2; — temperatura optimă între 8 şi 28°C. În cazul când aceste condiţii se modifică, adică atunci când cantitatea de săruri minerale depăşeşte anumite limite, când pH-ul mediului este alcalin şi temperatura depăşeşte 30°C, se formează o cantitate mai mare de acid oxalic şi una mai mică de acid citric. Acidul citric este folosit în industria farmaceutică, ca şi în industria alimentară, la acidifierea alimentelor sau pentru păstrarea gustului şi culorii alimentelor congelate.

APLICAŢIE Analizaţi schema fermentaţiei alcoolice din figura 68 şi completaţi numele substanţelor intrate sau rezultate din reacţii (cu albastru) şi numele enzimelor (cu roşu).

APLICAŢIE PRACTICA Dinamica fermentaţiei alcoolice Sub acţiunea drojdiilor, mustul de malţ suferă procesul de fermentaţie alcoolică:

C6H12O6 → 2C2H5OH+2CO2

Fig. 68. Schema fermentație alcoolice

Fig. 69. Balon cu Fig. 70. Dinamica fermentației alcoolice – ventil mod de lucru. Vasul, in oare are loc fermentaţia alcoolică, este astupat cu un dop de cauciuc prevăzut cu un ventil ce conţine H2SO4 conc. (fig. 69). Principiul metodei. Datorită higroscopicităţii lui, H2SO4 reţine vaporii de apă formaţi, astfel că pierderea in greutate ce se constată după cfiteva zile de fermentare a mustului se datorează numai CO2 format. Cantitatea de alcool produs şi cbiar cantitatea de zahăr fermentat se determină prin calcul stoichiometric. Modul de lucru este prezentat în figura 70.

Must de malț 100ml

sterilizare

însămânțare

aplicare dop cu

ventil

cântărire

repaus la întuneric 3 zile - 25°C

cântărire

calculul rezultatului

balon cu fund pial autoclavă ac de însemânțare balanță

drojdie de bere 1g

H2SO4

concentrat

PUTREFACŢIA

Putrefacţia este procesul de degradare al substanţelor proteice de către microorganisme heterotrofe, cu ajutorul enzimelor proteolitice. Microorganismele care au capacitatea de a sintetiza cantităţi mari de proteinaze constituie grupul agenţilor de putrefacţie, fiind reprezentanţi îndeosebi de bacterii.

1. BACTERIILE DE PUTREFACŢIE

Principalele caractere ale bacteriilor de putrefacţie sunt următoarele: s«nt aerobe, facultativ anaerobe sau anaerobe; unele sunt sporulate, altele asporulate; temperatura optimă de dezvoltare este cuprinsă Intre 25 şi 82°C ; au pH-ul optim de activitate mai mare de 4.

Fig. 71. Proteus vulgaris Fig. 72. Clostridium putrificum

Bacteriile aerobe de putrefacţie sunt cele care încep procesul de degradare a substanţelor proteice şi, consumând oxigenul, creează condiţii favorabile acţiunii bacteriilor anaerobe. Din această grupă de bacterii fac parte: — Bacterium fluorescens liquefaciens (lichefiază gelatina) şi Bacterium fluorescens non liquefaciens, bacterii răspândite în apă şi care preferă temperaturi scăzute; — Badllus mesentericus şi Bacillus megatherium, care produc o cantitate mare de hidrogen sulfurat;

— Bacillus subtilis (bacilul fânului), foarte răspândit în natură, produce o degradare puternică a proteinelor, cu degajarea unei cantităţi mari de amoniac; — Bacillus prodigiosus formează un pigment roşu pe diferite produse alimentare. Bacteriile facultativ anaerobe sunt următoarele: — Proteus vulgaris (fig. 71), care produce o puternică descompunere a proteinelor cu formare de amoniac, hidrogen sulfurat, indol etc.; — Escherichia coli, care produce indol prin descompunerea proteinelor. Bacteriile anaerobe de putrefacţie sunt: Clostridium sporogenes, Clostridium putrificum (fig. 72) şi Clostridium histolyticum. Degradarea substanţelor proteice mai poate fi produsă şi de unele mucegaiuri, ca Penicillium glaucum sau Mucor mucedo.

2. CHIMISMUL DEGRADĂRII PROTEINELOR

După cum putem urmări in figura 73, degradarea proteinelor începe în afara celulei sub acţiunea proteinazelor eliminate de aceasta — proteinaze exocelulare —, urmând schema proteine-peptide-aminoacizi.

Fig. 73. Reprezentarea schematică a acțiunii proteinazelor.

Aminoacizii, având molecula mică, pătrund în celulă unde, sub acţiunea proteinazelor endocelulare, pot fi degradaţi mai departe până la NH3, C02,

amine etc., sau pot urma altă cale, fiind utilizaţi direct în sinteza de proteine structurale specifice. Etapele degradării treptate a proteinelor sunt prezentate în figura 74. Degradarea aminoacizilor urmează, două căi importante: decarboxi lare şi dezaminare.

Etapele degradării protidelor şi o produţilor rezultaţi din descompunerea

aminoacizilor

PROTIDE

Albumoze Peptone

Polipeptide

Peptide

AMlNOAClZI

________________________________________

Gaze: Dioxid de Amine, amide, baze Alcooli, fenoli, Acizi grași volatili carbon, amoniac, azotoase produse indolice hidrogen

Fig. 74. Etapele degradării proteinelor.

Astfel, prin decarboxilarea aminoacizilor omitină şi lizinâ rezult bazele azotoase ca putresceina şi, respectiv, cadaverina, substanţe toxice şi urât mirositoare:

H2N-(CH2)3-CHNH2-COOH→H2N-(CH2)4-NH+CO2

ornitina putresceina

H2N-(CH2)4-CHNH2-COOH→H2N-(CH2)5-NH+CO2

lizina cadaverina

Prin oxidarea, dezaminarea şi decarboxilarea aminoacidului triptofan se formează scatolul şi indolul, substanţe de asemenea toxice, cu mi ros dezagreabil:

3. IMPORTANŢA PUTREFACŢIEI Alimentele care suferă procesul de putrefacţie devin improprii consumului, datorită substanţelor toxice şi urât mirositoare ce rezultă din. degradarea proteinelor. Pentru conservarea produselor alimentare se aplică o serie de metode care au scopul de a împiedica dezvoltarea bacteriilor de putrefacţie. De exemplu, se creează un pH acid impropriu bacteriilor de putrefacţie (murare, marinare) sau se menţin produsele la temperaturi scăzute (re-frigerare, congelare). În condiţii naturale, în sol, putrefacţia este un proces extrem de util. Prin descompunerea tuturor resturilor vegetale şi animale, substanţele azotate sunt redate sub formă simplă, pentru refolosire, plantelor. Astfel;, putrefacţia reprezintă o fază importantă în circulaţia azotului în natură.

BAZELE MICROBIOLOGICE ALE CONSERVĂRII PRODUSELOR ALIMENTARE

Marea majoritate a produselor alimentare pot constitui, datorită bogăţiei lor în substanţe organice, medii de cultură pentru microorganisme. Dez- voltarea microorganismelor determină, alterarea acestor produse sau acumularea de substanţe toxice pentru om. Conservarea alimentelor se bazează pe aplicarea unor procedee tehnologice sau pe crearea unor condiţii de mediu în care microorganismele să fie distruse sau cel puţin împiedicate să se multiplice. Metodele de conservare a produselor alimentare pot fi grupate, în funcţie de procedeul aplicat, astfel: — metode bazate pe principiul biozei; — metode bazate pe principiul anabiozei; — metode bazate pe principiul cenobiozei; — metode bazate pe principiul abiozei.

1. METODE DE CONSERVARE BAZATE PE PRINCIPIUL BIOZEI Aceste metode se aplică fructelor şi legumelor, care, fiind organe ale unor plante, sunt capabile de respiraţie şi coacere chiar după recoltare. Conservarea lor se face prin păstrarea la temperaturi scăzute (4—5°C), în încăperi ventilate. La această temperatură, atât procesele biochimice din produse, cât şi viteza de înmulţire a microorganismelor sunt mult reduse. 2. METODE DE CONSERVARE BAZATE PE PRINCIPIUL ANABIOZEI Prin aceste metode se inactivează microorganismele din diferite produse alimentare, realizându-se astfel conservarea pe un timp mai îndelungat sau mai scurt. Dintre aceste metode fac parte: Conservarea cu ajutorul temperaturilor scăzute, prin refrigerare sau congelare. Se aplică cărnii, peştelui, fructelor şi legumelor. Refrigerarea se practică pentru conservările de scurtă durată, între 0 şi 4°C. Congelarea se aplică pentru conservările mai îndelungate, între -10 şi - 18°C, adică la temperaturi sub punctul de îngheţare a sucului celular. Această metodă are dezavantajul că produce unele modificări fi-zico-chimioe ale alimentelor. în timpul dezgheţării, produsele alimentare pot fi uşor alterate de microorganismele menţinute până în acest moment în anabioză, dar care, revenind la viaţă, se dezvoltă rapid. De aceea,

dezgheţarea produselor congelate trebuie făcută cu puţin timp înainte de folosirea lor. Alimentele conservate pot fi alterate de anumite microorganisme psi-hrofile, ca bacteriile fluorescente (la temperaturi de refrigerare) sau di-, verse mucegaiuri (la temperaturi de congelare). Conservarea prin uscare realizează împiedicarea dezvoltării microorganismelor, ca urmare a deshidratării alimentelor; scăderea umidităţii împiedică schimburile osmotice. Se aplică în conservarea laptelui, a legumelor, fructelor etc. Hidratarea produselor uscate provoacă trezirea la viaţă a microorga-niismelor, dare alterează rapid aceste produse. Conservarea prin sărare se bazează pe crearea soluţiilor hipertonice în care se produce plasmoliza celulelor microbiene. Concentraţiile mari de sare acţionează defavorabil asupra microorganismelor şi prin absorbția umidităţii, prin împiedicarea dizolvării oxigenului etc. Sărarea este folosită in special în conservarea cărnii şi a peștelui Produsele conservate prin sărare pot fi alterate de microorganismele halofile, care se dezvoltă până la concentraţii de 35% clorură de sodiu (Micrococcus lipolyticus, Diplococcus gadidarium etc.). Conservarea cu ajutorul soluţiilor concentrate de zahăr (până la 70%) se bazează, ca şi sărarea, pe crearea soluţiilor hipertonice. Această metodă este mai eficientă atunci când este asociată cu pasteurizarea sau fierberea. Se aplică fructelor (dulceţuri, marmalade, gemuri). Microorganismele care pot altera aceste produse sunt cele zaharofile (drojdii dfa genul Zygosaccharomyces, diverse mucegaiuri). Conservarea in acid acetic împiedică dezvoltarea microorganismelor prin crearea unui pH puternic acid. Pentru a fi eficace, concentraţi» în acid acetic trebuie să fie de cel puţin 4%. Această metodă este utilizată atât la canservarea legumelor — castraveţi, gogoşari (acidifiere) cât şi a peştelui (marinare). Alterarea acestor conserve poate fi produsă de bacterii acetice şi de unele mucegaiuri. Conservarea în atmosferă de dioxid de carbon este folosită pentru fructe, în transportul cărnii refrigerate şi, în special, al peştelui.

3. METODE DE CONSERVARE BAZATE PE PRINCIPIUL CENOBIOZEI Cenobioza constă în favorizarea activităţii unor microorganisme care formează produşi ce împiedică dezvoltarea microorganismelor dăunătoare. Acest principiu se aplică în următoarele metode: — Conservarea prin murare, în care are loc o dublă fermentaţie, lac- tică şi alcoolică. Acidul lactic format menţine pH-ul mediului acid, pH nefavorabil dezvoltării bacteriilor de putrefacţie, care ar putea altera aceste produse. Un exemplu este conservarea legumelor prin murare. — Conservarea prin fermentaţie alcoolică se explică prin acţiunea antiseptică a alcoolului (de exemplu, vinul).

4. METODE DE CONSERVARE BAZATE PE PRINCIPIUL ABIOZEI

Prin aceste metode microorganismele sunt distruse (abioză înseamnă lipsă de viaţă). în practică se folosesc mai multe procedee: Conservarea prin sterilizare termică se realizează prin pasteurizare, tindalizare sau sterilizare cu vapori sub presiune. Sterilizarea termică este anul dintre cele mai importante procedee de conservare aplicate în teh-nologiile modeme ale cărnii, produselor lactate, legumelor şi fructelor etc. Uneori, din cauza unor deficienţe tehnice sau a unor condiţii speciale, pot supravieţui sporii unor bacterii (Bacillus stearothermophilus, Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Clostridrum bondinum etc.), care produc alterarea acestor conserve. Conservarea cu antiseptice se bazează pe utilizarea unor doze mi- crobicide din aceste substanţe. Acest procedeu se foloseşte la conservarea pulpelor de fructe, a sucurilor de fructe, băuturilor răcoritoare etc. În ţara noastră sunt folosiţi următorii antiseptici: acidul benzoie, ben- zoatul de sodiu, acidul formic, acidul boric, acidul sulfuros şi diosidul de carbon. Conservarea prin afumare se bazează pe acţiunea antiseptică a sub-stanţelor din fum, ca de exemplu: aldehidă formică, fenoli, crezoli etc. A fu marea este eficientă când se asociază cu uscarea, sărarea şi tratamentul termic. Se foloseşte, în special, pentru conservarea cărnii şi a peştelui.

PARTEA A DOUA

MICROBIOLOGIE SPECIALĂ

MICROBIOLOGIA CĂRNII, PEŞTELUI ŞI OUĂLOR

1. MICROFLORA CĂRNII

Microorganismele pot să ajungă în came de la animale sau din mediul înconjurător. În organismul animalelor se găsesc microorganismele în cavitatea bucală, în stomac (mai puţin din cauza prezenţei acidului clorhidric) în intestinul subţire şi mai ales în intestinul gros. În intestine se găsesc frecvent bacterii de putrefacţie: Proteus vul- garis, Bacterium sporogenes etc. şi bacterii patogene: Escherichia colit Salmonella. La animalele sănătoase şi odihnite, pătrunderea microorganismelor pe cale internă în ţesuturi nu are loc decât în mod excepţional, ele fiind distruse datorită factorilor naturali de apărare. Microorganismele pol ajunge în came mai ales de pe pielea şi părul animalelor, din intestine, în timpul eviscerării, de pe cuţite şi alte unelte folosite la sacrificarea animalelor şi tranşarea cărnii, precum şi de pe hainele lucrătorilor. Pătrunderea microorganismelor de la suprafaţă în profunzimea cărnii se face foarte încet. Viteza de pătrundere este determinată de condiţiile exterioare de mediu (umiditate, temperatură), de calitatea cărnii şi de specia de microoganism. Bacteriile se dezvoltă în came datorită prezenţei substanţelor azotoase solubile. S-a constatat că ele se dezvoltă foarte repede după o perioadă de 40 de ore de la tăierea animalelor, dacă temperatura este în jur de 37°C.

2. TRANSFORMĂRI PROVOCATE DE MICROORGANISME

Putrefacţia produselor din came. în funcţie de bacteriile care acţionează, se deosebesc două forme de putrefacţie: aerobă şi anaerobă. Putrefacţia aerobă are loc la suprafaţă şi avansează treptat în profunzimea cărnii. Bacteriile aerobe se pot dezvolta în mediu acid, şi prin degradarea proteinelor pregătesc mediul de acţiune pentru cele anaerobe. Cele mai răspândite sunt: bacteriile fluorescente, Gram negative

(Bacterium fluorescensis, Bacterium, pyodaneum), grupul Proteus, Gram negativ (Proteus mdgaris, Proteus mirabilis), grupul Subtilis, Gram-pozitiv (Bacterium subtilis), grupul Mesentericus, Gram- pozitiv, grupul Coli, Gram negativ (Bacterium coli, Bacterium faecalis-alcaligenes).

Putrefacţia aerobă se desfăşoară în trei faze: — în prima fază microorgansimele de pe suprafaţa cărnii nu produo

modificări care să schimbe structura internă a cărnii. In această fază se distinge formarea de colonii;

— în a doua fază coloniile se dezvoltă până ce se pot distinge cu ochiul liber; carnea se înmoaie, îşi schimbă culoarea, începe să emane mirosuri, reacţia devine bazică;

— în faza a treia ţesuturile de legătură se umflă, bacteriile pătrund mai în adâncime şi provoacă o descompunere a proteinelor.

Putrefacţia anaerobă (sau cadaverică) este provocată de bacterii ce pătrund în profunzimea cărnii, provenind din sistemul digestiv sau din rana de sacrificare. Bacteriile anaerobe îşi încep activitatea astfel: în primele zile acţionează Bacterium coli, Staphylococcus albuş, Micrococcus flavus. După 3—4 zile acţionează Bacterium sporogenes, Bacterium putridum. După 7—8 zile acţionează Bacterium putrificum, Bacterium postumum, Diplo- coccus griseus. Ca urmare a acţiunii bacteriilor de putrefacţie, eamea şi produsele din came devin improprii consumului.

3. MICROFLORA MEZELURILOR

Fabricarea mezelurilor trece prin diferite operaţii tehnologice, ceea ce poate duce la contaminarea acestora cu microorganisme, dacă nu se iau toate măsurile de igienă. Sursele de infectare pot să provină, însă, şi de la materia primă. Pentru fabricarea mezelurilor materia primă trebuie să provină de la animale sănătoase şi este absolut necesar să fie ferită de o infectare pe parcursul procesului tehnologic. Mezelurile, în special cele fierte, se pot altera datorită acţiunii bacteriilor: Bacterium coli, Bacterium subtilis, Proteus.

4. TRANSFORMĂRI PROVOCATE DE MICROORGANISME

Bacteriile rămase (rezistente) în urma afumării şi fierberii se înmulţesc repede în timpul păstrării mezelurilor. In urma acţiunii acestor microorganisme se modifică aspectul exterior, consistenţa şi culoarea în secţiune. Aspectul exterior. Suprafaţa membranelor devine umedă, lipicioasă şi cu mucozităţi. Se desface uşor de conţinut. Pe supraafţa membranei pot apărea pete colorate datorită acţiunii unor bacterii, cum ar fi Bacterium prodigiosum, care produce pete de culoare roz, sau datorită unor mucegaiuri care formează o pigmentaţie roşie. Consistenţa devine mai puţin elastică spre periferie. Culoarea în secţiune. Produsul prezintă un inel de culoare cenuşi e-închis pe margini, restul fiind de cuibare normală. Dacă alterarea este foarte avansată, mezelurile prezintă în secţiune un inel de culoare verde-cenuşie, situat imediat sub înveliş, iar în interior pete verzi. Mirosul mezelurilor alterate este de putrefacţie şi de rânced pronunţat.

3.9. ANALIZA MICROBIOLOGICA A CĂRNII

3.9.1. EXAMENUL MICROSCOPIC

Proba de came se recoltează în aşa fel ca să prezinte o probă medie ia analiza gradului de prospeţime. Se iau bucăţi de 200 g din care te tac preparate microscopice de la suprafaţa probei şi din straturile pro. funde. Pentru a se recolta probe din straturile profunde ale cărnii, se cauterizează cu o spatulă încinsă la suprafaţă şi apoi se face tăierea cu un cuţit sterilizat. Cu o pensetă şi o foarfecă sterilă se taie câteva bucăţele la diferite adâncimi. Se iau cu penseta bucăţele de came şi se fac fro. tiuri pe lamă. Preparatul se colorează Gram, se examinează la microscop şi se numără bacteriile din fiecare câmp, notându-se forma lor şi dacă sunt Gram-pozitive sau Gram-negative. Caracteristicile bacteriologice ale cărnii sunt: — carne proaspătă: pe frotiuri nu se observă bacterii; în câmp se văd

exemplare izolate de coci; pe lamă nu se observă urme de descompunere a ţesutului muscular;

— carne mai puţin proaspătă: pe frotiuri se află 20—30 de coci sau câteva bacterii; se văd clar urme de descompunere a ţesutului muscular;

— carne veche: pe frotiuri se află multe microorganisme, printre care predomină bacteriile; se observă o mare cantitate de ţesut muscular în descompunere.

3.9.2. EXAMENUL MICROBIOLOGIC AL CĂRNII

Extractul de carne se pregăteşte astfel: 10—11 g de came se moja- rează cu nisip steril, agitându-se în 90 ml apă de robinet sterilă. Din mojar, lichidul se trece într-un borcan steril cu dop de sticlă şi se foloseşte pentru examenul microbiologic. Testul H. Se face pentru punerea în evidenţă a hidrogenului sulfurat. În mai multe eprubete cu apă+peptonă 1% se introduc, aseptic, câteva picături din extractul de cercetat. în fiecare eprubetă se introduce câte o fâşie de hârtie de filtru sterilă îmbibată cu o soluţie de acetat de plumb 10%. După o incubare de 24—48 ore la 35°C, se controlează culoarea hârtiei de filtru. Culoarea neagră indică prezenţa hidrogenului sulfurat. Testul I. Se face pentru punerea în evidenţă a indolului. în trei eprubete se introduce apă petonată 1%. Se introduc aseptic câteva picături de extract din proba de cercetat. După o incubare de 24—48 de ore la 37°C se tratează cu reactivul Ehrlich şi se cercetează prezenţa indolului. Apariţia unui inel roşu la limita dintre mediu şi reactiv indică prezenţa indolului. Metoda blocului de parafină. Se recoltează în mod steril, dintr-o regiune musculară, un cub de came cu latura de 6—10 cm. Acest cub se introduce 5 minute într-o capsulă cu parafină care fierbe, apoi se scoate brusc şi se lasă să se răcească. în felul acesta £e realizează o sterilizare a stratului extern pe o grosime de câţiva milimetri, temperatura din interiorul cubului nedepăşind 15—16°C. Blocul de parafină se pune pe o sită metalică, în prealabil flambată şi răcită, aşezată pe un capac de cutie Pétri. Deasupra lui se pune un alt capac steril de cutie Pétri. Acest ansamblu se termostatează la 37°C, timp de 24 ore. Apoi se scoate blocul şi se secţionează in mod steril. Se lac frotiuri prin amprentă, colorându-se după metoda Gram. Prezenţa pe frotiul analizat microscopic a unei microflore formate din mai mult de 15 microorganisme de tip bacterii Gram-negative, în special coli barili, indică o carne alterată.

MICROBIOLOGIA LAPTELUI ŞI PRODUSELOR LACTATE

1. MICROFLORA LAPTELUI ŞI A PRODUSELOR LACTATE

Originea microflorei laptelui poate fi internă sau externă. în cazul când animalele sunt bolnave, microorganismele pot pătrunde în sânge şi limfă, de unde trec în lapte. La animalele sănătoase, originea microflorei este externă. Laptele muls conţine un număr variabil de microorganisme. Contaminarea mai abundentă a laptelui cu micro organisme are loc după mul- gere şi depinde de condiţiile în care se face aceasta. Sursele principale de contaminare a laptelui proaspăt muls sunt: ugerul, vasele în care se face mulgerea:, echipamentul de protecţie şi mâinile mulgătorului, aerul jt din grajd, corpul animalului etc. Numărul microorganismelor creşte în daptele muls, deoarece el constituie un mediu excelent pentru dezvoltarea lor. Temperatura este un factor de mediu principal, care contribuie la creşterea numărului de microorganisme din lapte. În lapte sunt prezente: bacterii, drojdii şi mucegaiuri. Bacteriile din lapte. Se pot împărţi, după originea şi activitatea lor, în: bacterii laetice, bacterii propionice, bacterii butirice, bacterii fluorescente, bacterii patogene. Bacteriile lactice. Laptele poate conţine atât bacterii lactice, cât şi pseudobacterii lactice. Dintre bacteriile lactice „adevărate", mai importante sunt cele din genul Streptococcus şi Lactobacillus. Din genul Streptococcus fac parte: S. lactis, cu rol important în acidifierea laptelui, S. cremoris, S. citrovorus şi S. paracitrovorus, care contribuie la aromă. Din genul Lactobacillus fac parte bacteriile termofile: L. bulgaricum, L. acidophilus, L. casei. Aceste bacterii se dezvoltă la temperaturi de 40— 50°C şi au rol important la fermentarea produselor lactate. Pseudobacteriile lactice. Cuprind bacteriile din grupul Coli şi Aero- genes, care produc gaze (C02 şi H2). Ele au rol negativ, deoarece produc balonarea brânzeturilor. Bacteriile propionice. Aceste bacterii intervin în procesul de fermentare al brânzeturilor cu pastă tare. Bacteriile butirice. Se găsesc în bălegar şi furaje. Pot produce „balonarea brânzeturilor" fabricate din lapte contaminat.

Bacteriile fluorescente. Ajung în lapte din apa de spălare a ambalajelor şi a utilajelor. Se dezvoltă la temperaturi scăzute (25°C). Ele descompun grăsimea din lapte, imprimându-i un gust rânced. Bacteriile patogene. Se găsesc în lapte în mod accidenţal şi pot proveni de la animale bolnave sau din exterior. De la animalele bolnave pot ajunge în lapte bacilul tuberculozei, al febrei aftoase şi al brucelozei. Drojdiile. Pot ajunge în lapte din apă, nutreţuri. Ele au un rol important la fabricarea produselor dietetice, cum ar fi kefirul şi cumisul.Drojdiile transformă lactoza din lapte în alcool şi dioxid de carbon. Drojdiile „adevărate": Saccharomyces fragilis, Zygosaccharomyces lactis au rol pozitiv la fabricarea produselor lactate; drojdiile „false―: torule şi microderme produc gaze şi dau gust străin produselor lactate. Mucegaiurile. Dintre cele mai importante care se dezvoltă în lapte şi produse lactate sunt: Rhizopus nigricans şi Mucor mucedo se dezvoltă în special pe brânzeturi şi au acţiune dăunătoare; Penicillium glaucum se dezvoltă pe unt şi pe brânzeturi şi are rol negativ, provocând accidente de fabricaţie; Penicillium roqueforti intervine la fabricarea brânzeturilor de tip Roquefort; Penicillium comemberti intervine la fabricarea brânzei de tip Camembert; Oidium lactis este mucegaiul cel mai răspândit ce se dezvoltă pe suprafaţa produselor lactate. El imprimă produselor un gust străin şi de amăreală; Monilia nigra şi Chlandosporium produc pete negre şi dau gust amar untului şi brânzeturilor. Variaţia microflorei laptelui în timpul păstrării. Cantitatea şi calitatea microflorei din lapte depind de temperatură, durata de păstrare şi de respectarea regulilor de igienă. Imediat după mulgere, numărul bacteriilor din lapte, exceptând infecţiile din afară, scade sau rămâne staţionar. Această perioadă poartă denumirea de fază bactericidă. Acţiunea bactericidă a laptelui este mai pronunţată la temperatura corpului animalului, dar dispare după 2— 3 ore dacă laptele se păstrează tot la această temperatură. Acţiunea bactericidă este determinată de faptul că laptele proaspăt conţine anumite substanţe imune sau bactericide care au proprietatea de a opri dezvoltarea bacteriilor sau chiar de a le distruge. Faza bactericidă durează cu atât mai mult, cu cât laptele conţine mai puţine microorganisme şi cu cât temperatura este mai scăzută. Astfel, la 72°C, însuşirea bactericidă dispare după 60 de minute; la 78°C însuşirea

bactericidă dispare după un minut; la 4—7°C însuşirea bactericidă se poate menţine 2—6 zile. După terminarea fazei bactericide începe dezvoltarea tuturor grupurilor de microorganisme ce au pătruns în lapte. Această perioadă este denumită faza microflorei mixte. Nu toate grupele de microorganisme se dezvoltă la fel de bine, ele fiind influenţate de mediu sau de temperatură. Astfel, între 0—5°C predomină Bacterium fluorescensis; la 5—10°C predomină bacteriile din genul Proteus, Micrococcus şi alcalinizante; la 10—15°C predomină unele specii de bacterii din germrile Streptococcus şi Bacterium aerogenes; la 15—20°C diferite genuri din genul Streptococcus, in special 5. lactis; la 30—40°C se dezvoltă diferite specii de streptococi şi bacterii din grupa Coif; la 40—50°C predomină bacterii termorezistente Streptococcus thermophylus, Lactobacillus bulgaricum şi drojdii. Anumite tratamente mecanice conduc la înmulţirea microorganismelor din lapte. Astfel, agitarea laptelui are drept rezultat o înmulţire a microorganismelor. În timpul transportului laptelui de la centrele de colectare la întreprinderile de industrializare a lui, poate avea loc o mărire a numărului de microorganisme datorită agitării laptelui, precum şi a temperaturii. Numărul bacteriilor în laptele sosit la fabrică depinde de temperatura până la care a fost răcit laptele la centrul de colectare, de durata transportului şi de felul încare acesta a fost executat. Laptele destinat consumului şi fabricării produselor lactate trebuie curăţat de impurităţi mecanice (praf, gunoaie) apoi pasteurizat sau sterilizat.

2. BOLILE TRANSMISIBILE PRIN LAPTE

Bolile transmisibile prin lapte se împart în două categorii: 1) boli provocate de microorganisme ce se găsesc în lapte şi care provin de la animale bolnave de: antrax, tuberculoză, bruceloză, mastită şi febră aftoasă; 2) boli care provin de la oameni şi se transmit acestora prin lapte: dizenteria, tifosul.

2.1. BOLI CARE PROVIN DE LA ANIMALE

Antraxul (dalacul). Se datoreşte unor bacterii care poartă numele de Bacillus anthracis. Boala este transmisă animalelor prin nutreţ şi apă. Laptele provenit de la animalele bolnave are un aspect apos, culoare

gălbuie, iar conţinutul în grăsime este scăzut. Laptele provenit de la animalele bolnave sau suspecte de antrax nu se dă in consum. Tuberculoza. Este provocată de Mycobacterium tuberculosis varietatea bovis. Acest microorganism este distrus prin pasteurizarea laptelui. Bruceloza. Se datoreşte bacteriei Brucella abortus. Infectarea animalelor se face prin furaje şi apă. Laptele provenit de la animale bolnave de bruceloză se poate da în consum numai dacă, în prealabil, se pasteurizează. Mastita. Se întâlneşte la animalele ce prezintă leziuni pe uger. Boala este provocată de diferite microorganisme ca: streptococi, stafilococi. Laptele provenit de la animalele bolnave are un gust care variază de la sălciu la amar. Acest lapte nu poate fi folosit la fabricarea brânzeturilor fermentate; în consum se poate da numai după pasteurizare. Febra aftoasă. Este provocată de un virus. Laptele provenit de la animalele bolnave are aspect mucilaginos şi gust amar. S-a constatat o modificare a componentelor laptelui prin scăderea cantităţii de lactoză şi cazeină şi o creştere a cantităţii de albumină, globulină şi săruri minerale. Laptele se poate consuma numai după pasteurizare.

2.2. BOLI CARE PROVIN DE LA OAMENI

Laptele se poate contamina prin apa şi aerul infectate sau prin secreţii nazale, materii fecale, urina oamenilor bolnavi. Se pot transmite boli gastrointestinale, care pot fi provocate de bacteriile dizenteriei, tifosului. Eacherichia coli poate produce diaree la nou născuţi, mai ales in anotimpul călduros. Bacteriile patogene prezente în lapte pot fi distruse prin pasteurizare

3. MICROBIOLOGIA PRODUSELOR LACTATE ACIDE Produsele lactate acide se obţin prin fermentarea spontană sau prin fermentare (cu fermenţi selecţionaţi) a lactozei din lapte, formându-se ca produs principal acid lactic. Produsele lactate acide prezintă o importanţă mare în alimentaţie şi terapeutică. Acidul lactic rezultat din fermentaţia lactică este un antiseptic şi acţiunea lui este cu atât mai mare, cu cât numărul bacteriilor lactice este mai mare. El acţionează în tubul diegstiv, schimbând caracterul microflorei. Produsele lactate acide au valoare nutritivă ridicată deoarece conţin

substanţe proteice direct asimilabile sub formă de amino- acizi. Conţinutul de vitamine creşte prin cultivarea în simbioză a diferitelor microorganisme. Principalele produse lactate acide sunt: Laptele acru. Se obţine prin fermentaţia spontană datorită streptococilor lactici. Se mai pot dezvolta şi alte bacterii (coli, bacterii sporulate), drojdii, micoderme, mucegaiuri care, prin acţiunea lor asupra componentelor laptelui, scad valoarea calitativă a produsului. Calitatea produsului depinde de starea igienică a laptelui şi de folosirea de fermenţi selecţionaţi. Laptele pasteurizat la 90°C şi răcit la 50—55°C se însămânţează cu maia ce conţine Thermobacterium bulgaricum şi Streptococcus lactis. După ce laptele s-a prins, se răceşte la 4—6°C. Iaurtul. Este un produs cu consistenţă mare. Flora iaurtului este formată din: Thermobacterium bulgaricum sau Thermobacterium yoghourti, care dau aciditatea şi Streptococcus tehrmophilus care dă aroma. Iaurtul se poate prepara din lapte de vacă, capră, oaie, integral sau smântânit. Laptele sterilizat (fierbere prelungită până se reduce volumul la jumătate) se răceşte la 45—50°C şi se însămânţează cu maia ce conţine microorganismele selecţionate. Coagularea se produce în circa 5 ore, aciditatea ajungând la 40—50°T. După coagulare, este răcit şi se poate da în consum. Laptele acidofil. Este un produs preparat din lapte sterilizat însămânţat cu Bacterium acidophilum. Faţă de laptele acru are o aciditate mai redusă şi o consistenţă mai fină. Coagularea are loc în 7—8 ore rea- lizându-se un produs superior cu microfloră lactică ce poate acţiona la temperatura corpului omenesc. Chefirul. Este o băutură lactată acidulată, puţin alcoolică, gazoasă. Se prepară din lapte de vacă integral prin însămânţare cu granule de chefir, care se prezintă ca boabe semisolide, elastice albe sau galbene. Flora chefirului cuprinde microorganismele: — Streptococi lactici: Streptococcus lactis, S. casei, S. cremoris. Aceste

microorganisme provoacă vâscozitatea, aroma şi solubilizează în parte cazeina.

— Bacillus caucazicus contribuie la formarea acidităţii. — Drojdii lactice: Torula kefir fermentează lactoza formându-se alcool etilic

şi dioxid de carbon. Microflora accidentală poate fi reprezentată de: Bacterium subtilis, Bacterium mesentericus, B. coli, B. aerogenes, Oidium lactis.

Până la întrebuinţare, granulele de chefir se păstrează în stare uscată. Laptele folosit pentru obţinerea chefirului se pasteurizează şi apoi se răceşte în prima fază la 15—17°C şi apoi la 12—14°C, după care se însămânţează cu granulele de chefir. Chefirul de o zi are aciditatea de 0,3—0,9% si conţinutul în alcool 0,2—0,60%. Valoarea dietetică a produselor lactate acide poate fi explicată prin aceea că împiedică dezvoltarea bacteriilor de putrefacţie din intestine, datorită modificării pH- ului. În afară de aceasta, produsele lactate acide sunt uşor asimilabile de către organism.

4. MICROBIOLOGIA UNTULUI Untul este un produs în compoziţia căruia predomină substanţele grase (82— 83%). Untul se fabrică din smântână, care este un derivat al laptelui cu un conţinut în grăsime cuprins între 15 şi 50%. Microflora untului. Smântână conţine o cantitate mai mare de microorganisme decît laptele şi, de aceea, este necesară pasteurizarea ei, realizându-se distrugerea germenilor patogeni şi a celor care ar dăuna conservării untului. Transformările microbiologice au loc în faza de fermentare a smântânii, care constă în însămânţarea ei cu culturi de fermenţi lactici. Fermentarea se face cu scopul acidifierii smântânii până la 45—50°T şi formării aromei. Pentru fermentarea smântânii se foloseşte o maia de culturi pure, care conţine mai multe specii de streptococi cu însuşiri diferite. Streptococcus lactis se dezvoltă la temperatura optimă de 30°C şi coagulează laptele în 10—12 ore, obţinându-se un coagul dens şi uniform, cu gust şi miros de acid lactic. Streptococcus cremoris produce o coagulare de consistenţa smântânii. Atenuează gustul dat de Streptococcus lactis, făcându-1 mai fin şi mai plăcut. Streptococcus diacetilactis coagulează laptele în 17—24 ore. Formează diacetil şi o cantitate mare de acizi volatili care contribuie la aroma untului. Streptococcus citrovorus nu coagulează laptele, dar formează o cantitate mare de acizi volatili, contribuind la aroma untului. Dintre bacteriile producătoare de aromă, o importanţă deosebită o prezintă Streptococcus diacetilactis. Defectele untului. Calitatea untului este determinată în primul rând de proprietăţile sale organoleptice: gust, miros, consistenţă, culoare.

Defectele untului pot să apară în timpul păstrării. Cel mai cunoscut defect este râncezirea untului, care constă în hidroliza grăsimilor cu formare de aczii volatili cu gust neplăcut (acid butiric, caprinic, caprilic capronic). Unii din acizii formaţi se pot oxida dând aldehide şi cetone care sunt substanţe toxice şi cu miros dezagreabil. Agenţii care determină râncezirea sunt foarte numeroşi. În anumite cazuri poate să intervină lipaza, care se găseşte în mod normal în lapte sau care poate fi secretată de „microorganisme de infecţie", cum ar fi unele mucegaiuri, bacterii fluorescente. Printre mucegaiuri se întâlnesc specii din genurile Oidium, Chladosporium şi Penicillium. Mucegăirea untului este un defect foarte frecvent şi depinde de mai mulţi factori, cum sunt: gradul de infecţie în timpul prelucrării, umiditatea relativă a aerului, structura untului, temperatura de păstrare etc.

5. MICROFLORA BRÂNZETURILOR Brânzeturile sunt produse lactate ce se obţin prin coagularea laptelui şi prelucrarea coagului format. Se deosebesc două grupuri de brânzeturi, în funcţie de modul cum se face coagularea laptelui: cu cheag sau prin acidifiere. Brânzeturile acide se folosesc, în general, în stare proaspătă în alimentaţie. Brânzeturile obţinute prin coagulare cu cheag suferă un proces lung de prelucrare, care cuprinde şi fermentarea (sau maturarea brânzeturilor). Maturarea brânzeturilor se realizează cu participarea microorganismelor prezente: bacterii lactice, bacterii peptonizante, drojdii, mico- derme, mucegaiuri, după specificul brânzeturilor. Bacteriile lactice fermentează lactoza formându-se acid lactic, care împiedică dezvoltarea bacteriilor de putrefacţie. Drojdiile, micodermele şi mucegaiurile atacă lactoza şi acidul lactic format, creind un mediu neutru favorabil pentru acţiunea bacteriilor peptonizante. Drojdiile şi mucegaiurile au un rol important şi în formarea aromei unor brânzeturi. Acţiunea microorganismelor se poate desfăşura astfel: — bacteriile lactice acţionează aproape singure în cazul brânzeturilor cu

pastă tare (şvaiţer, Olanda); — bacteriile lactice acţionează concomitent cu mucegaiurile (cazul

brânzeturilor cu pastă de tip Roquefort); — bacteriile lactice acţionează în concordanţă cu mucegaiurile şi fermenţii

proteolitici (cazul brânzeturilor cu pastă moală mucegăită de tip Camembert);

5.1. ROLUL MICROORGANISMELOR IN MATURAREA BRÂNZETURILOR

La fabricarea brânzei de tip şvaiţer trebuie să se împiedice dezvoltarea streptococilor obişnuiţi (Streptococcus lactis) în favoarea streptobacteriilor lactice (Streptobacterium casei) care acţionează la temperatura de 55—58°C. Şvaiţerul de calitate superioară se obţine numai când streptococii termofili se găsesc în cantitate suficientă. Streptobacterium casei are o putere mare de solubilizare a cazeinei; produsele rezultate prin descompunerea proteinelor dau un gust caracteristic. în afară de aceasta, se produce şi o fermentaţie propionică intensă sub acţiunea bacteriilor propionice care transformă acidul lactic din brânză în acid propionic, acid acetic şi dioxid de carbon. În secţiune brânza de tip Schweizer (şvaiţer) prezintă goluri datorită bioxidului de carbon care provine din transformarea acidului lactic. Caracterul desenului este adesea în legătură cu calitatea brânzei, adică cu gustul, aroma şi consistenţa pastei. Formarea găurilor (ochiurilor) depinde de compoziţia calitativă a microflorei. Legătura dintre calitatea brânzei şi desen este atât de strânsă, încât calitatea brânzei se apreciază mai mult după desen decât după alte însuşiri. Formarea găurilor depinde foarte mult de consistenţa pastei. Dacă aceasta este elastică, găurile sunt sferice şi bine formate. Dacă pasta este sfărâmicioasă, găurile apar ca nişte crăpături mai mari. Pe de altă parte, maturarea brânzei face ca pasta să piardă cu atât mai mult din elasticitate cu cât este mai acidă, deoarece bacteriile propionice se dezvoltă greu în mediu acid. Brânzeturile cu un conţinut ridicat de acid lactic vor forma găurile mai târziu. Conţinutul în clorură de sodiu al brânzei influenţează şi el într-o anumită măsură formarea desenului, deoarece bacteriile propionice se dezvoltă greu în mediu sărat. Brânza de tip Roquefort face parte din brânzeturile cu „pasta albastră―. Maturarea acestei brânze se datoreşte acţiunii mucegaiurilor Penicillium roqueforti, care descompune cazeina până la amoniac, saponifică grăsimea cu formare de acizi graşi (acid capronic, caprilic şi caprinic), care dau brânzei aroma şi gustul picant caracteristic. Culoarea albastră a pastei este dată de sporii de mucegai.

Pentru dezvoltarea mucegaiului trebuie să existe un mediu acid în brânză, acesta obţinându-se datorită fermentaţiei lactice ce se petrece în primul stadiu de fabricaţie. Brânza este păstrată pentru maturare într-o încăpere cu temperatură scăzută, creîndu-se condiţiile favorabile pentru dezvoltarea mucegaiului. Pentru a favoriza accesul aerului în interiorul brânzei, necesar dezvoltării mucegaiurilor şi formării sporilor, se înţeapă brânza cu ace lungi. Prezenţa mucegaiului este asigurată prin adăugarea unei pulberi de spori în lapte în timpul coagulării sau în caş, când se pune în forme. Brânza de tip Camembert face parte din brânzeturile cu pastă moale. La începutul maturării acestor tipuri de brânzeturi predomină fermentaţia lactică, datorită acţiunii streptococilor lactici. Ca urmare a condiţiilor aerobe şi reacţiei acide, pe suprafaţa brânzei se dezvoltă drojdii şi mucegaiuri ce consumă lactoza şi acidul lactic prezente. în aceste condiţii aciditatea fiind redusă, încep să se dezvolte bacteriile alcalimzante care produc o descompunere rapidă a substanţelor azotoase de la exterior spre interior. La fabricarea acestor brânzeturi se folosesc culturi pure ce conţin microorganismele: Streptococcus lactis, Penicillium album, P. candidum, bacterii alcalinizante (Bacillus firimitatis şi Micrococcus meldensis). La brânza telemea dezvoltarea microorganismelor are loc numai fo timpul preparării şi presării coagului. In timpul sărării, numărul micro organismelor continuă să crească până când sarea începe să pătrundă In brânză. Din acest moment conţinutul de microorganisme descreşte. Microflora este constituită din coci, diplococi şi Iactobacili. Microflora proteolitică acţionează după circa 20 de zile de ia fabricarea brânzei asupra proteinelor pe care le transformă în peptide şi aminoacizi.

5.2. DEFECTELE BRÂNZETURILOR PROVOCATE DE MICROORGANISME

Balonarea precoce. Se caracterizează prin formarea unor găuri mici în masa de brânză şi este provocată de Bacterium coli-aerogenis. Formarea găurilor se datorează punerii în libertate a hidrogenului de către bacteria menţionată. Balonarea timpurie. Apare de obicei în perioada când lactoza nu este fermentată integral. Balonarea târzie. Apare datorită acţiunii bacteriilor sporulate, mai ales cele butirice. Mai poate fi provocată şi de bacteriile de putrefacţie. Frecvent, balonarea este provocată de Clostridium thyobutyricum care transformă lactaţii din brânză în protionaţi, hidrogen şi dioxid de carbon.

Consistenţa brânzei este moale, uneori cu aspect buretos, iar gustul este dulceag-sălciu. Bacteriile care produc acest defect pot pătrunde în lapte din furaje însilozate sau din apa infectată din fabricile de produse lactate. Putregaiul alb. Este produs de bacteria Clostridium sporogenes. Defectul se caracterizează prin putrezirea pastei în diferite puncte, unde apar găuri, uneori mici cât un punct, alteori mari cât palma, rezultând adevărate caverne. Pasta are o culoare albă în jurul cavernelor, un miros neplăcut şi o consistenţă moale. Clostridium sporogenes se dezvoltă numai când aciditatea este scăzută din cauza laptelui sărac în lactoză. Cancerul cojii brânzeturilor. Se caracterizează prin apariţia de colonii de mucegai pe suprafaţa brânzeturilor, de culoare crem (brânzeturi proaspete) şi de nuanţă portocalie (brânzeturi maturate). Sub coloniile de mucegai se formează găuri datorită descompunerii proteinelor. Mucegaiurile care produc acest defect au pH-ul optim între 9 şi 6. Pentru înlăturarea cancerului cojii se recomandă spălarea brânzeturilor cu zer acru sau cu o soluţie de acid acetic 5%. Mucegăirea sub coajă. Mucegaiul se dezvoltă în stratul care se găseşte imediat sub coajă. Acest defect apare mai ales când se produc spărturi sau rupturi în coajă. Defectul este produs de Penicillium glaucum. Colorarea cojii. Culoarea neagră sau brună-închis a cojii brânzeturilor se datorează acţiunii mucegaiului Monila nigra. Pentru distrugerea acestui mucegai se evacuează brânza din depozit şi se dezinfectează depozitul. Punctele brune de pe brânză pot să apară şi datorită unor mucegaiuri din genul Penicillium. Gustul amar. Se datoreşte bacteriilor din genul Micrococcus. Aceste bacterii produc o intensă descompunere a proteinelor, iar substanţele rezultate imprimă un gust amar brânzeturilor.

6. ANALIZA MICROBIOLOGICA A LAPTELUI

Recoltarea probelor se face cu un căuş steril cu ajutorul căruia se iau 50 ml lapte. Proba se introduce intr-un flacon steril, astupat cu un dop de vată sterilă şi se răceşte la 6°C, menţinându-se la această temperatură până la efectuarea analizei. Pregătirea diluţiilor şi a însămânţărilor. La efectuarea diluţiilor trebuie să se ţină seama de originea laptelui, de vechimea probei, de temperatura de păstrare, dacă provine de la o singură vacă sau dacă este lapte colectat. Laptele proaspăt muls de la vaci izolate conţine zeci de mii de micro- organisme la un ml.Laptele unei ferme, colectat de la mai multe vad, conţine cîteva sute de mii de microorganisme la un ml. Laptele colectat la

fabrică poate să conţină sute de mii şi chiar milioane de microorganisme la un ml. Ţinând seama de aceste date, se înţelege că pentru diferite categorii de lapte trebuie să se facă diferite diluţii. La laptele proaspăt muls de la vaci izolate, pentru determinarea numărului total de bacterii, se fac însămânţări pe agar cu came-peptonă sau lapte hidrolizat cu diluţiile II, III, IV, iar pentru numărarea bacteriilor lactice se fac însămânţări pe lapte smântânit cu diluţiile I, II, III, deoarece la laptele proaspăt muls cantitatea de bacterii lactice este sub 1% din numărul total de microorganisme. Pentru laptele colectat, unde numărul microorganismelor poate ajunge la zeci şi sute de milioane pe ml, se fac diluţiile IV, V, VI pe agar-carne-peptonă. Pentru drojdii şi mucegaiuri se foloseşte mediul agar-must de malţ, iar pentru bacteriile peptonizante mediul gelatină nutritivă şi diluţii II, III. Pentru determinarea numărului bacteriilor lactice se fac însămânţări pe" lapte smântânit cu diluţiile V, VI, VII, VIII. Este recomandabil să se facă înainte o evaluare a cantităţii generale de microorganisme prin metoda numărării directe la microscop. Ţinând seama de numărul de microorganisme obţinut, se fac diluţiile în aşa fel' încât, prin însămânţare în cutii Petri, numărul coloniilor să fie cuprins între 10 şi 100. Numărarea bacteriilor lactice. Se efectuează prin diferite metode. Metoda pe agar cu cretă. La analiza probelor în care microflora este reprezentată mai ales prin Streptococcus lactis, bacteriile lactice se numără prin însămânţarea în cutii Petri pe agar-lapte hidrolizat cu cretă. Cantitatea de cretă în eprubete, înainte de distribuire şi sterilizare, trebuie să fie astfel calculată încât, după răsturnarea mediului în capsule Petri, tot fundul acestora să fie acoperit cu cretă. După însămânţare cutiile se ţin la 30°C, iar numărarea se face după trei zile. Coloniile de bacterii lactice se recunosc după zonele transparente formate în urma dizolvării stratului de cretă de către acidul lactio rezultat din fermentaţia lactică. Metoda diluţiilor limită. Se foloseşte la analiza produselor lactate a căror microfloră se compune din Streptococcus lactis, Bacterium casei sau B. bulgaricum. Mediul folosit este laptele smântânit. Diluţiile se fao în aşa fel încât ultima diluţie să nu mai conţină bacterii lactice. Exemplu. Se presupune că In produsul de analizat sunt un milion de bacterii la un ml. Se fac diluţiile:

Presupunând că bacteriile sunt aşezate, destul de uniform în diluţii, se socoteşte că la 1 ml din diluţia V sunt circa 10 celule, în diluţia VI numai 1 celulă, în diluţia VII o celulă la 10 ml, iar în diluţia VIII o celulă la 100 ml. În acest caz se fac însămânţări din diluţiile V, VI, VII, VIII, însămânţându-se câte două eprubete cu lapte smântânit, din fiecare diluţie. Culturile se ţin la termostat la 30°C, iar după 7 zile se observă la ce diluţii s-a coagulat laptele. Din fiecare eprubetă cu lapte coagulat se face un preparat microscopic, identificându-se bacteriile la microscop. Se determină şi aciditatea probei, care trebuie să fie mai mare de 60°T, aceasta fiind aciditatea minimă pentru coagularea laptelui în cazul bacteriilor lactice. Dacă în exemplul dat laptele s-a coagulat în eprubetele cu diluţia V şi VI şi nu s-a coagulat în eprubetă cu diluţia VII, atunci cantitatea de bacterii lactice la 1 ml poate fi presupusă în limitele de la 1 000 000 la 10 000 000. Dacă însămân- ţarea s-a făcut în două eprubete din fiecare diluţie, atunci limitele pot fi, încă, restrânse; dacă nici una din cele două eprubete cu diluţia VII nu este coagulată, limita este între 1000 000 şi 5 000 000, iar dacă una dintre eprubete este coagulată şi cealaltă nu, înseamnă că limita este între 5 000 000 şi 10 000 000. Numărarea drojdiilor şi al mucegaiurilor. Pentru determinarea acestor grupe de microorganisme se fac însămânţări din diluţiile II şi III, în capsule Pâtri pe medii de malţ-agar. Pentru drojdii, culturile se ţin la temperatura camerei şi numărarea se face după 4 zile. Pentru mucegaiuri, dacă culturile se ţin la temperatura camerei, numărarea se face după 8 zile, iar dapă simt ţinute la termostat la 30°C, numărarea se face după 3 zile. Determinarea bacteriilor din grupa coli-aerogenes. Aceste bacterii formează gaze, iar de cantitatea acestora depinde calitatea produselor lactate. Prezenţa acestor bacterii constituie un indiciu de impurităţi feca- loide. O dată cu aceste bacterii pot să pătrundă pe aceeaşi cale şi bacterii patogene ale tifosului, paratifosului, dizenteriei. Din punct de vedere bacteriologic, se determină titrul grupei coli-aerogenes. Prin titru se înţelege cea mai mică cantitate din materialul cercetat în care s- a constatat prezenţa grupei de bacterii coli-aerogenes.

I. 1: 10 II. 1 : 100 III. 1 : 1 000 IV. 1 : 10 000

V. 1 : 100 000 VI. 1 : 1 000 000 VII. 1 : 10 000 000 VIII. 1 : 100 000 000

Dacă pe mediile însămânţate în capsulele Pétri s-au format colonii roşii, aceasta confirmă existenţa bacteriilor coliforme. Verificarea se poate face şi prin examen microscopic pe frotiuri colorate Gram.

MICROBIOLOGIA BERII, VINULUI Şl DROJDIEI COMPRIMATE

1. MICROBIOLOGIA BERII

1.1. CULTURILE PURE DE DROJDII FOLOSITE LA FABRICAREA BERII

Drojdiile ce se folosesc pentru fermentarea mustului de malţ fac parte din genul Saccharomyces (Meyen) Rees, specia Saccharomyces ce revisiae. După modul cum se comportă în timpul fermentaţiei, Saccaromyces cerevisiqe se împarte în două grupe: drojdii de fermentaţie superioară (sau „înaltă") şi drojdii de fermentaţie inferioară (sau „joasă"). Aceste două grupe se deosebesc unele de altele prin temperatura la oare produc fermentaţia, prin tendinţa pe care o au de a se ridica la suprafaţa mustului în timpul fermentaţiei. Drojdiile de fermentaţie inferioară. Se prezintă la microscop sub formă de celule rotunde sau ovale. Caracteristica lor este că în timpul fermentaţiei se ridică la suprafaţă în spuma ce acoperă lichidul. Celulele de drojdii sunt antrenate la suprafaţa lichidului de dioxidul de carbon care se degajă ca urmare a fermentaţiei alcoolice. Drojdiile de fermentaţie superioară fermentează foarte intens mustul de malţ, suportă aciditatea şi alcoolul şi dau o bere cu o aromă caracteristică. Drojdiile de fermentaţie superioară. Se prezintă Ia microscop sub formă lunguiaţă. In timpul fermentaţiei ele se depun la fundul vasului, deoarece au sarcini electrice negative şi nu sunt antrenate de dioxidul de carbon. Drojdiile de fermentaţie inferioară au o putere de fermentaţie mai mică, însă dau o bere de calitate superioară. Drojdiile de fermentaţie inferioară sunt mai sensibile la aciditate şi alcool, dar se înmulţesc mai repede decât drojdiile de fermentaţie superioară. Drojdiile de fermentaţie inferioară formează la sfârşitul fermentaţiei un depozit floconos, pe când cele de fermentaţie superioară un depozit pulverulent. Temperatura optimă pentru drojdiile de fermentaţie inferioară este cuprinsă între 7 şi 10°C, iar pentru cele de fermentaţie superioară, între 25 şi 30°C. Drojdiile de fermentaţie superioară formează în mediile lichide grupe de 25 până la 30 celule, iar cele de fermentaţie inferioară se dezvoltă izolate sau în grupe de 3—4 celule.

După puterea de fermentare, se deosebesc următoarele tipuri de drojdii: drojdii de tip Saaz — cu putere mică de fermentare; drojdii de tip Frohberg — cu putere mijlocie de fermentare, din care fac parte cele mai multe drojdii industriale; drojdii de tip Logos — cu putere mare de fermentare. Puterea mare de fermentare a drojdiilor mai este influenţată şi de alţi factori, cum ar fi: compoziţia mustului, în special, concentraţia de zahăr, aciditatea, prezenţa unor substanţe inhibitoare şi stimulatoare, temperatura. Dezvoltarea drojdiei de bere este stimulată de prezenţa oxigenului şj încetinită de prezenţa dioxidului de carbon. De aceea, faza cea mai iu. tensă de multiplicare a drojdiei este la începutul fermentaţiei, în primele 2 zile, când mustul conţine suficient oxigen. După 5 zile drojdia nu se mai înmulţeşte din cauza lipsei de oxigen. Pentru a se înmulţi, drojdia are nevoie de azot, substanţe minerale şi factori de creştere care, în mod normal, se găsesc în cantitate suficientă în mustul de bere. Pentru a se ajunge la un grad bun de fermentare, drojdia trebuie menţinută în suspensie, folosind diferite mijloace. În producţie, culturile de drojdie pură îşi pot modifica însuşirile iniţiale sau se pot infecta cu drojdii sălbatice care produc tulbureala berii şi îi dau un gust amar. Folosirea culturilor pure de drojdie în producţia industrială se realizează astfel: din eprubetă cu cultură pură drojdia este trecută succesiv de 2 ori în baloane Pasteur, cu must hameiat şi sterilizat. Conţinutul ultimului balon Pasteur se trece în balonul Carlsberg, unde fermentaţia durează 5—6 zile la temperatura de 7—8°C. Conţinutul acestui balon este trecut într-un vas care conţine 3 hl de must, unde fermentaţia durează 3 zile. Apoi drojdia este trecută într-un vas de fermentare de 10 ori mai mare, cu must hameiat şi serilizat, unde fermentaţia durează 3 zile. Fermentaţia se repetă în al doilea vas cu 30 hl must peste care se adaugă după 12 ore alţi 40 hl must şi se mai continuă fermentaţia 36 de orei. Prin fermentaţii succesive, în vase din ce în ce mai mari, se obţine o cantitate mai mare de drojdie activă, care se introduce în linul de fermentaţie principală unde se găsesc la început numai 70 hl must, restul până la 300 hl se adaugă după 24 de ore, după o nouă multiplicare a drojdiei. La noi în ţară se foloseşte, pentru obţinerea berii, drojdie de fermentaţie inferioară — Saccharomyces carlsbergensis. Fermentaţia în linul mare se continuă până la sfârşit, când drojdia se depune la fund, în trei stratUH. Din stratul de la mijloc se scoate drojdia, se spală ca apă rece şi se foloseşte ca drojdie de însămânţare în linurile pentru fermentaţia principală, în cantitate de 0,5 1 drojdie la 1 hl must.

După fiecare fermentare drojdia se recoltează şi se refoloseşte. Drojdia din producţie se controlează mereu şi, în cazul când apar neajunsuri la fermentaţie (fermentaţie lentă, stabilitate mică), se înlocuieşte cu drojdie din secţia de culturi pure. Aprecierea drojdiei se face după caracterele exterioare, puterea şi viteza de fermentare şi după puritatea microbiologică. O drojdie bună trebuie să aibă culoare uniformă, fără pete, lipsită de mucegaiuri, gust şi miros plăcute. La examenul microbiologic al drojdiei nu trebuie să se constate prezenţa bacteriilor sau a drojdiilor „sălbatice". În cazul drojdiei de fermentaţie inferioară, drojdia trebuie să producă în mod regulat precipitarea diverselor substanţe din mustul de bere, iar „berea tânără", pusă într-un pahar, trebuie să se limpezească până în 24 de ore. Cauzele care duc la degenerarea drojdiei sunt: lipsă de igienă, infecţia cu „drojdii sălbatice" sau cu bacterii, folosirea apei prea bogată în azotaţi, cloruri, fier. Degenerarea drojdiei se mai poate produce şi atunci când mustul este sărac în substanţe azotoase asimilabile şi fosfaţi sau este prea bogat în substanţe proteice.

1.2. DEFECTELE BERII PRODUSE DE MICROORGANISME Principalele însuşiri ale berii sunt: culoarea, gustul, mirosul, limpiditatea şi spumozitatea. După tragerea la sticle sau în butoaie, berea trebuie să-şi păstreze proprietăţile sale caracteristice, conform termenelor prescrise pe ambalaje. Culoarea berii este influenţată de tipul malţului, de compoziţia chimică a mustului, de cantitatea de hamei, de felul apei, de procedeul de obţinere a mustului, de procedeul de fermentaţie etc. Culoarea berii nu se schimbă decât atunci când suferă o fermentaţie lactică accentuată, accst fenomen apărând rar. Gustul şi mirosul berii depind de compoziţia chimică a berii şi de natura coloidului. Gustul „plin― al berii este mai pronunţat la berea brună', care conţine o cantitate mai mare de extract şi mai aspru şi mai amărui la berea blondă. Caracterul răcoritor al berii este determinat de cantitatea de dioxid de carbon. Când berea este saturată în dioxid de carbon, la temperaturi scăzute, până la 8-10°C, nu se percep gusturi sau mirosuri străine. Calitatea materiei prime şi condiţiile de fabricare pot duce la alterarea gustului caracteristic al berii. Astfel, gustul amar displăcut poate fi datorat

folosirii unui hamei vechi sau prost conservat în care uleiurile volatile sunt oxidate. Dacă malţul este ars sau prea prăjit, berea are un gust aspru. Berea poate avea gust de drojdie datorită autolizei acesteia, când berea stă prea mult în contact cu drojdia. Berea poate avea gust şi miros de mucegai, de pivniţă sau de stătut, când s-a folosit o materie primă inferioară sau infecţia s-a produs în timpul fabricaţiei. Se constată, uneori, şi gustul şi mirosul de hidrogen sulfurat sau de mercaptan, datorită reducerii de către drojdie a sulfiţilor. Reducerea sulfiţilor are loc şi când berea este expusă la lumină; de aceea, berea se îmbuteliază în sticle brune. Cel mai important defect pe care poate să-l prezinte berea este tulbureala. Aceasta se produce datorită modificării echilibrului coloidal al berii, de către unele procese fizico-chimice şi de activitatea unor microorganisme. Dezvoltarea unor microorganisme este determinată de modificarea pH-ului şi rH-ului berii, de prezenţa substanţelor azotoase în exces, zaharificarea incompletă a amidonului, temperatura ridicată. în aceste condiţii se pot dezvolta bacterii acetice, butirice, termobacterii, drojdii sălbatice şi mucegaiuri. În prezenţa aerului, bacteriile acetice oxidează alcoolul în acid acetic, producând o mărire a acidităţii berii, ceea ce are drept rezultat o tulbureală rapidă. Termobacteriile se dezvoltă numai în berea cu un conţinut foarte mic de alcool (sub 1%) şi la un pH ridicat. Bacteriile butirice se întâlnesc mai rar în bere, deoarece nu se pot dezvolta la un pH scăzut (sub 5). în primele zile , ale fermentaţiei principale, când nu se respectă regulile de igienă, se pot dezvolta şi bacterii din grupul coli. Defectele cele mai importante sunt determinate de drojdii, bacterii lactice şi mucegaiuri. Drojdiile cultivate şi drojdiile sălbatice pot provoca tulbureala berii, când aceasta conţine zahăr fermentescibil, în prezenţă de oxigen. Unele drojdii sălbatice se pot dezvolta şi In berea bine fermentată şi lipsită de aer. Dintre drojdiile sălbatice care contaminează berea, menţionăm: Sac- charcrmyces pasteurianus, S. turbidans, S. ellipsoideus Candida, Mycoder. ma- cerevisiae, Kloeckera apiculata, Torula utilis etc. Drojdiile sălbatice, în special Saccharobacillus pasteurianus, dau berii o tulbureală puternică şi un gust amar.

Bacteriile care se dezvoltă în berea saturată în dioxid de carbon sunt aproape întotdeauna bacteriile lactice, care tulbură berea şi îi dau an gust de murături. Printre speciile cele mai întâlnite sunt Saccharobacillus pasteurianus şi Achromobacter anaeroblcum. Achromobacter anaerobicum se dezvoltă la un pH scăzut, este insensibil la acţiunea antiseptică a hameiului şi, de aceea, este bacteria cea mai periculoasă din bere. Saccharobacillus pasteurianus produce tulbureala uniformă în toată berea, urmată de formare de sediment şi o acrire rapidă. Bacteriile lactice pot pătrunde în bere o dată cu cultura de drojdii sau în timpul operaţiilor de prelucrare. Ele se dezvoltă şi în pivniţe la temperatura de 1—2°C şi foarte repede la 15—20°C. În berea alterată s-au identificat bacterii sub formă de coci, diplococi, streptococi şi tetrade. Aceste bacterii au fost numite sar cine şi produc un gust şi miros neplăcute de rânced şi, uneori, tulbureală. Gustul şi mirosul caracteristic de sarcină se datoreşte formării diace- tilului. Prezenţa sarcinilor nu poate fi evitată decât printr-un control microbiologic riguros, însoţit de asepsie şi dezinfectare. Mucegaiurile se întâlnesc mai rar în fabricile de bere, deoarece nu au condiţii favorabile de dezvoltare. Cel mai întâlnit mucegai este Fusarium roseum, care se dezvoltă numai în prezenţa aerului. Deşi berea conţine substanţe antiseptice diverse (dioxid de carbon, alcool, răşini, aciditate ridicată), poate fi invadată de microorganisme care se pot adapta şi dezvolta. Deoarece în bere nu se pot adăuga substanţe antiseptice, singurul mijloc de luptă contra microorganismelor constă într-un control riguros al culturilor pure de drojdii, asepsie şi dezinfecţie.

2. MICROBIOLOGIA VINULUI 2.1. MICROFLORA STRUGURILOR ŞI A MUSTULUI DE STRUGURI

Pe suprafaţa strugurilor, în special la coacere, se găsesc drojdii, bacterii şi mucegaiuri. Proporţia acestor microorganisme depinde de gradul de infectare al solului, climă, altitudine, calitatea strugurilor. Pe boabele rănite sau plesnite numărul microorganismelor este mult mai mare decât pe boabele sănătoase şi întregi. În timpul zdrobirii strugurilor, microorganismele pătrund în must şi suferă o selecţie datorită conţinutului mustului în acizi, substanţe tanante şi concentraţiei mari de zahăr. Cele mai sensibile sunt bacteriile care nu suportă acidităţi mari.

În musturile naturale nesulfitate sau slab sulfitate se dezvoltă în primele zile mai ales drojdiile sălbatice (apiculate), care produc o fermentaţie alcoolică slabă şi se înmulţesc foarte repede. Drojdiile adevărate intervin ulterior şi determină o fermentaţie puternică cu formare de alcool etilic in cantităţi mai mari, fapt care frânează dezvoltarea drojdiilor cu putere alcooligenă redusă, precum şi dezvoltarea bacteriilor. Către sfârşitul fermentaţiei se găsesc aproape numai drojdii care suportă concentraţii mari de alcool. Drojdiile alcooligene. Cele mai răspândite in vin sunt Saccharomyett ellipsoideus, S. oviformis. Saccharomyces ellipsoideus are o putere mare de fermentare, este capabilă ca la temperatură optimă să producă 18-18,5° alcool, rezistă la frig, putând fi folosită şi pentru vinurile şampanizate, rezistă şi la o fermentaţie sub presiune de dioxid de carbon. Se prezintă sub formă de celule eliptice. Saccharomyces oviformis se caracterizează printr-o putere alcooligenă ridicată şi rezistenţă mare la alcool. Se prezintă sub formă de celule eliptice aproape rotunde. În afară de drojdiile alcooligene, mai pot fi prezente in mustul de struguri drojdii din genurile: Kloeckera, Torulopsis, Candida. Kloeckera apiculata face parte din primele drojdii care se dezvoltă la fermentarea mustului- de struguri. Se prezintă sub diferite forme, cea mai mare parte având forme apiculate, lungi, subţiri şi umflate la mijloc. Formează cantităţi mici de alcool (5—0%) şi produc o cantitate mare de acizi volatili. Sunt foarte sensibile la acţiunea acidului sulfuros. Torulopsis stellata şi Torulopsis bacilaris se dezvoltă la începutul fermentaţiei mustului de struguri. Se prezintă sub formă de celule ovale sau rotunde. Candida formează o peliculă la suprafaţa lichidului. Se mai numesc şi „drojdii de floare“ şi se dezvoltă în vinurile cu tărie alcoolică mică, aciditate ridicată şi temperatură moderată. Dintre speciile mai importante care se găsesc în mustul de struguri şi vinuri, menţionăm: Candida mycoderma (sau Mycoderma vini) şi C. pulcherrima. Candida mycoderma produce boala numită „floarea vinului“. Bacteriile se găsesc pe suprafaţa strugurilor. în must şi vin numărul bacteriilor este redus, deoarece în mediu acid nu au condiţii favorabile de dezvoltare. Totuşi, în anumite condiţii, unele bacterii se pot dezvolta şi produc „boli ale vinului”.Dintre speciile mai importante, menţionăm : Bacterium gracile, care se prezintă sub formă de bastonaşe scurte şi subţiri, în vin formând lanţuri lungi. Fermentează glucoza rezultând acid

lactic, acid acetic şi dioxid de carbon. Fructoza sub acţiunea acestei bacterii este transformată în manită; Micrococcus malolacticus se prezintă sub formă de coci. Se dezvoltă în vinurile cu aciditate scăzută şi cu un conţinut ridicat de substanţe azotoase. Transformă acidul malic în acid lactic şi mici cantităţi de acid acetic. Bacterium mannitopoeum se prezintă sub formă de bastonaşe. Trans- formă acizii malic şi citric în acid lactic, iar fructoza în manită; Bacterium tartrarophorum se prezintă sub formă de bastonaşe scurte şi se dezvoltă numai în vinurile roşii. Atacă acidul tartric şi bitartraţul de potasiu pe care le transformă în acid acetic şi dioxid de carbon; Bacillus viscosus-vini se dezvoltă în anaerobioză şi produse „băloşirea vinurilor‖. Bacteriile acetice sunt foarte răspândite în vin şi acţionează numai când au condiţii favorabile de dezvoltare: oxigen, temperatură ridicată. Cele mai des întâlnite sunt: Bacterium xylinum, B. vini-acetati, B. or- leanense. Dintre mucegaiurile care joacă un anumit rol în fabricarea vinului menţionăm speciile: Mucor racemosus, care se dezvoltă in must şi produce o slabă fer mentaţie alcoolică. Rhizopus nigricans se găseşte pe boabele de struguri putrede şi pro_ duce alcool până la 2% Şi o serie de aeizi organici (succinic, fumărie, acetic, gluconic, malic). În pivniţele de vinuri se dezvoltă pe pereţi, pe dopurile sticlelor, pe stelaje, mucegaiul Chladosporium cellae, care formează conidiofori foarte ramificaţi şi fragili. Aspergillus glaucum se dezvoltă pe strugurii putrezi, în pivniţe, pe stelaje şi pe dopurile sticlelor, pe care formează un strat de conidiofori de culoare mâslinie-deschisă care, în cele din urmă, devin brun-cenuşi . Botrytis cinerea provoacă în anii cu toamne reci şi umede mucegăirea strugurilor: are miceliul şi conidiile de culoare cenuşie. In condiţii de căldură şi uscăciune, acest mucegai, denumit şi „mucegaiul nobil al strugurelui", produce în bob modificări ale conţinutului de apă, glucide acizi organici.

2.2. BOLILE VINULUI PRODUSE DE MICROORGANISME Sub denumirea de boli se înţelege transformările produse în vin de către microorganisme, care conduc la modificări organoleptice şi chimice. Vinurile „bolnave" se caracterizează prin modificarea culorii şi a lim- pidităţii, înrăutăţirea gustului şi mirosului.

Caracterul şi natura bolilor se pot determina prin analize microbiologice şi chimice. Bolile pot fi provocate de microorganisme aerobe şi anaerobe. Boli provocate de microorganisme aerobe: Floarea vinului. Este boala cea mai caracteristică şi este produsă în special de Mycoderma vini. Vinul slab alcoolic şi care nu mai conţine acid carbonic şi acid sulfuros liber, expus la aer (vase incomplet pline), în încăperi călduroase, se acoperă cu un voal albicios sau galben-cenuşiu numit „floare‖. Tăria alcoolică a vinului scade datorită oxidării lui şi gustul devine apos şi neplăcut. Boala poate fi evitată prin păstrarea vaselor cu vin complet pline şi în încăperi răcoroase. Pentru vinurile slabe se recomandă adăugarea de acid sulfuros (40—50 mg SO2, liber la litru). Oţetirea vinului. Este produsă de bacterii acetice, acţiunea lor fiind condiţionată de temperatură şi accesul aerului. Boala gste cea mai periculoasă şi apare la vinurile slabe mai ales în timpul verii, sub forma unei pelicule foarte fine, cenuşie, la început transparentă, care se îngroaşă şi capătă uneori culoarea roză. Mai târziu această peliculă se rupe în bucăţi care cad la fundul vasului, formând o masă mucilaginoasă. Bacteriile acetice oxidează alcoolul etilic din vin, transformându-1 în acid acetic. Vinul oţetit are un gust şi miros de acetat de etil. Acidul sulfuros liber împiedică dezvoltarea bacteriilor şi, de aceea, se utilizează în mod preventiv ca antiseptic. Oţetirea mai poate fi prevenită prin umplerea completă a vaselor şi prin pasteurizarea vinului. Boli provocate de microorganisme anaerobe: Fermentaţia manitiei (manitarea sau „borşirea vinului”. Poate fi provocată de: Bacterium mannitopoeum, B. iniermedium, Micrococcus acidovorax. Boala se manifestă prin tulburarea vinului, modificare* culorii, miros neplăcut de fructe în descompunere. Vinurile bolnave conţin manită, care are un gust dulce, şi acizi lactic şi acetic, cu gust acru. Fermentaţia manitică este însoţită deseori de oţetire, ,,băloşire―, amâ- reală. Dezvoltarea bacteriilor care produc boala se poate opri prin pasteu- rizarea vinului, scăderea temperaturii şi utilizarea dioxidul ui de sulf. Boala presiunii şi a întoarcerii vinului. La producerea bolii participă bacteriile: Bacillus sporogenes-vini, Micrococcus sporogenes-vini, Bacterium manitopoeum, B. gracile, B. tartarophorum. Această boală se întâlneşte atât la vinurile obişnuite, cât şi la cele tari, de calitate. Primele manifestări ale bolii apar când temperatura exterioară începe să se ridice (mai, iunie) şi se observă o degajare de dioxid de carbon.

Boala se manifestă sub două forme: degajare de dioxid de carbon şi degajare de căldură („boala presiunii“) şi fără degajare de dioxid de carbon („boala întoarcerii“). Se caracterizează în principal prin tulbureală. Pentru prevenirea bolii se adaugă în must sau vinurile tinere dioxid de sulf (5—10 g SO2la hl). De asemenea, se poate folosi pasteurizarea, mărirea acidităţii (dacă este cazul) prin adăugare de acid tartric sau acid citric. „Băloşirea" (sau „boala întinderii"). Este provocată în special de Baccillus viscosus-vini. Vinul atins de această boală se tulbură şi îşi pierde fluiditatea, devenind vâscos. Gustul este fad şi searbăd. Boala întinderii se întâlneşte mai ales la vinurile tinere cu aciditate micăj, tărie alcoolică scăzută şi care mai conţin zahăr nefermentat şi o cantitate mare de substanţe azotoase. Boala poate fi combătută prin adăugare de 10—12 g SO2 la hl de vin, folosirea taninului, cleire cu gelatină şi prin „baterea vinului", energic şi mult timp, sau prin pasteurizare. Fermentaţia malolactică. Poate fi provocată de microorganisme ca: Bacterium mannitopoeum, B. gracile, B. intermedium, Micrococcus acidovorax, M. variococcus. Boala constă în transformarea acidului malic în acid lactic şi dioxid de carbon. Ea poate fi prevenită prin dezinfectarea vaselor de fermentare, adăugare de SO? în must, fermentare cu drojdii selecţionate, adăugare de acid tartric sau citric în vinurile cu aciditate mică. Vinurile care sunt deja bolnave se pot pasteuriza şi trata cu SO2.

2.3. DEFECTELE VINULUI Mirosul şi gustul de hidrogen sulfurat şi de mercaptan. Se datorează reducerii sulfului ars in vasele de fermentare sau a dioxidului de sulf. Drojdiile reduc sulful sau dioxidul de sulf în hidrogen sulfurat dând vinului gust şi miros de ouă clocite, datorită hidrogenului sulfurat, sau de usturoi, datorită prezenţei mercaptanului. Dacă se procedează la o barbotare cu aer sau o pritocire în contact cu aerai, aceasta duce la atenuarea gustului neplăcut sau chiar la dispariţia lui. Gustul de fermentaţie, de răsuflat, de rânced. Se datorează acţiunii microorganismelor aerobe. Se poate corija prin adăugare de dioxid de sulf, maximum 60 mg S02 liber la litru. Gustul de mucegai. Este cauzat de acţiunea unor mucegaiuri; Mucor mucedo şi Penicillium glaucum, care se dezvoltă pe struguri sau în vasele de lemn folosite la transportul sau păstrarea vinurilor. Defectul poate fi corijat sau atenuat prin tratarea vinurilor cu ulei de parafină, cu cărbune activ sau filtrându-le prin tescovină proaspătă.

Cassa brună sau cassa oxidazică. Se caracterizează prin schimbarea culorii vinurilor in prezenţa aerului. Vinul alb devine gălbui-roşcat sau brun, iar cel negru, brun-roşcat. Schimbarea de culoare este însoţită de o tulbureală abundentă şi de pierderea gustului caracteristic. Vinul capătă un gust de fiert. Defectul se datorează unei oxidaze secretate de mucegaiuri şi care acţionează asupra substanţelor colorante şi a taninului din vin şi poate fi evitat prin tratarea prealabilă a vinurilor cu dioxid de sulf. Cassa albă. Apare in special la vinurile albe şi se caracterizează prin aceea că vinurile expuse la aer se tulbură, prezentând o opalescenţă caracteristică. Opalescenţa se datorează formării unui fosfat feros care, în contact cu aerul, trece în fosfat feric insolubil. Defectul poate să apară ori de câte ori vinul, în mod accidental, îşi măreşte conţinutul în fier. Se poate evita defectul prin acidifierea prealabilă a vinului,în special prin adăugare de acid citric. Cassa neagră sau ferică. Poate apărea atât la vinurile negre, cât şi la cele albe. La vinurile negre defectul se manifestă prin tulburarea vinului în contact cu aerul şi depunerea unui precipitat de culoare albastră. Vinul capătă un gust astringent şi „de trezit". Vinul alb devine la început opalescent, apoi capătă o culoare cenuşie-murdară şi depune un precipitat negru-albăstrui. Defectul se datorează prezenţei fierului în exces şi este mai frecvent la vinurile cu aciditate scăzută, care provin din struguri prea copţi. Defectul se poate înlătura prin eliminarea fierului sau prin trece- , rea lui într-o formă combinată, puţin disociabilă. Cassa cuproasă. Se manifestă prin apariţia unei tulbureli urmată, cu timpul, de formarea unui precipitat de culoare cărămizie. Acest defect apare în unele vinuri ce conţin un exces de cupru. Se poate preveni defectul prin tratarea vinului prin cleire şi filtrare.

3. MICROBIOLOGIA DROJDIEI COMPRIMATE Pentru fabricarea drojdiei comprimate (drojdia de panificaţie), se folosesc culturi pure din specia Saccharomyces cerevisiae. Din această specie de ciuperci (levuri) se folosesc rase (tulpini) de fermentaţie superioară, care să aibă Capacitatea să se înmulţească puternic în aluat şi să fie rezistente la păstrare. De asemenea, aceste rase trebuie aclimatizate la melasă. Se pot folosi şi amestecuri de rase care să aibă o putere mare de fermentare şi o capacitate mare de înmulţire. Tehnologia pentru obţinerea drojdiei comprimate are următoarele faze mai importante: — pregătirea melasei (diluare, aridulare, limpezire); — multiplicarea drojdiei;

— separarea şi spălarea drojdiei; — presarea şi modelarea drojdiei; — împachetarea şi conservarea drojdiei. Faza cea mai importantă este multiplicarea drojdiei, care are loc în trei etape, şi anume: 1) pregătirea culturii pure în laborator; 2) multiplicarea culturii pure de Ia un volum mic la un volum mare, in secţia de culturi pure a fabricii (cunoscute în fabrică ca drojdii de generaţia 1 ţi a II-a) şi, în final, 3) multiplicarea in masă a drojdiei în secţia de fabricaţie unde se obţin trei generaţii de drojdie: III, IV ţi V, ultima fiind drojdia care se dă în comerţ. În secţia de fabricaţie pentru multiplicarea drojdiei se folosesc linuri mari denumite III, IV şi V, în fiecare obţinându-se drojdia de sămânţă necesară pentru linul următor, din ultimul rezultând produsul finit. Drojdia din generaţiile III şi IV trebuie să aibă putere mare de fermentare în aluat şi rezistenţă la păstrare. Drojdia ambalată se păstrează în camere frigorifice la temperatura de maximum +4°C.

4. ANALIZA MICROBIOLOGICA A BERII Defectele berii produse de microorganisme duc la tulburarea ei. Pentru identificarea microorganismelor se fac frotiuri direct din berea tulbure şi se colorează după metoda Gram. Se efectuează, de asemenea, şi un examen microscopic simplu între lamă şi lamelă, pentru studiul microscopic. În cîmpul microscopic se pot observa bacterii lactice, bacterii butirice, sarrine şi drojdii. Pentru examenul culturilor se elimină din bere alcoolul, dioxidul de carbon şi se neutralizează aciditatea. Pentru eliminarea dioxidului de carbon, berea este agitată puternic într-un balon timp de 2—3 minute, apoi se filtrează printr-un filtru sterilizat. Neutralizarea probei se face cu hidroxid de sodiu sterilizat în prezenţă de fenolftaleină. Determinarea bacteriilor coli se face prin testul de probabilităţi şi apoi prin testul de confirmare, prin treceri pe medii de cultură, în acelaşi mod ca în cazul analizei microbiologice a laptelui. Microorganismele care produc defectele berii pot fi din grupul coci, pediococi (sarcine). Aceştia pot fi identificaţi prin examen microscopic. Toate drojdiile, diferite de Saccharomyces carlsbergensis, folosite la fabricarea berii, sunt considerate „drojdii sălbatice".

Diferitele drojdii care pot produce defecte în bere fac parte din genurile: Saccharomyces, Candida, Torula, Kloeckera. Cea mai periculoasă, prin efectele nedorite, este Saccharomyces pasteurianus. Drojdiile sălbatice pot fi identificate după forma celulei şi a coloniei. Drojdiile sălbatice se caracterizează prin aceea că sporulează mai repede ca Saccharomyces carlsbergensis. Pentru urmărirea vitezei de sporulare a drojdiilor valoroase, se procedează astfel: într-o cutie Pétri se aşază o hârtie de filtru peste un cadru de sârmă, astfel ca o margine a hârtiei să atingă fundul cutiei în care se găseşte o soluţie de 0,5% acetat de sodiu. Pe hârtie se pipetează puţin sediment de drojdie din proba de analizat. După 40 de ore se face un examen microscopic şi se observă dacă drojdia a sporulat. Sporularea în mai puţin de 40 de ore indică prezenţa drojdiilor sălbatice.

5. ANALIZA MICROBIOLOGICA A VINULUI Vinul, datorită acidităţii şi alcoolului, are o acţiune bacteriostaticâ şi bactericidă şi, datorită acestui fapt, bacteriile de tipul colitific-paratific nu se pot dezvolta. Această acţiune nu este valabilă pentru toate microorganismele care produc bolile vinului. Pentru identificarea microorganismelor din vin se fac frotiuri directe din sediment şi din lichidul limpede. Se fixează prin încălzire şi se colorează după metoda Gram. Se face şi un examen direct lamă-lamelă, stu- diindu-se felul drojdiilor şi raportul dintre ele, precum şi bacterii care produc îmbolnăvirea vinului. Acest examen se face atât din sediment, cât şi din flora de suprafaţă (,,voal―), dacă este cazul. La vinurile licoroase sau incomplet fermentate se poate dezvolta bacteria Leuconostoc mesenteroides, care produce tulbureala vinului şi formează un mucus. Acest microorganism se dezvoltă pe mediul agar nutritiv cu 10% glucoza, după o incubare de 3—5 zile la temperatura de 21°C. Din coloniile formate se fac frotiuri şi se colorează prin metoda Gram. În câmpul microscopic bacteria Leuconostoc mesenteroides se prezintă sub formă de celule sferice grupate câte două sau în lanţuri.

MICROBIOLOGIA LEGUMELOR ŞI FRUCTELOR

1. MICROFLORA LEGUMELOR ŞI FRUCTELOR Legumele şi fructele au o bogată microfloră, în special pe suprafaţa lor. Microorganismele provin din aer sau din sol, iar prin intermediul prafului sau al insectelor ele ajung pe legume şi fructe. In contact cu pământul şi obiectele murdare, legumele şi fructele îşi sporesc microflora. O dată ajunse pe legume sau fructe o parte din microorganisme pier, iar altele trec într-o formă de viaţă latentă. Acestea din urmă alcătuiesc microflora epifită (de suprafaţă). Dezvoltarea microflorei epifite depinde de starea legumei sau a fructului şi de condiţiile climatice. Atunci când epiderma nu este rănită, microorganismele hu se pot dezvolta, datorită lipsei de substanţe nutritive. Când, însă, prin rănirea suprafeţei fructului sau legumei sucul iese la suprafaţă, microorganismele trec din stare latentă în stare activă, unele dintre ele pătrunzând în adâncime, provocând îmbolnăvirea fructelor şi a legumelor. Unele condiţii, ca: umiditatea crescută a aerului, lipsa ploilor repezi etc. favorizează dezvoltarea microflorei. În compoziţia microflorei de pe legume şi fructe intră microorganisme ce produc degradarea lor, microorganisme patogene, microorganisme favorabile conservării printr-un proces de fermentare. Microorganismele dăunătoare trebuie distruse prin procedee specifice şi de conservare a legumelor şi fructelor. Microorganismele dorite, cum sunt drojdiile şi bacteriile lactice, joacă rol foarte important in procesul de conservare prin murare. Ciuperci. Microorganismele cele mai răspândite pe fructe sunt nutce- • rile. Se întâlnesc specii de Penicillium, Rhizopus, Monilia, Fusarium etc. Aceste mucegaiuri se dezvoltă la suprafaţa fructelor şi, treptat, produc rănirea pericarpului (stratul protector al fructului), permiţând astfel pătrunderea în interior a germenilor din microflora epifită. Reacţia acidă specifică majorităţii fructelor favorizează dezvoltarea mucegaiurilor. Pe fructe, în special pe struguri, se întâlnesc, de asemenea, numeroase drojdii. Bacteriile nu găsesc în fructe condiţii optime de dezvoltare, tocmai datorită reacţiei acide. Pătrunderea lor are loc în urma acţiunii mucegaiurilor. O importanţă deosebită o prezintă bacteriile patogene din microflora epifită. Au fost găsite pe fructe: Bacillus anthracis, Staphyllococcus au-

reus, Escherichia coli, Shigella dysenteriae, Salmonella typhi, S. para typhi etc. Consumarea fructelor nespălate poate determina apariţia unor boli grave. Pentru distrugerea bacteriilor patogene se utilizează spălarea cu soluţie 2% clorură de var, iar în cazul strugurilor trecerea prin apă la 80°C. Legumele, crescând în sol sau în apropierea solului, au o microflora foarte bogată în care predomină bacteriile: Bacillus subtilis, B. mycoides, Leuconostoc mesenteroid.es, Lactobacillus cucumeris etc. Poluarea solurilor cu ape de scurgere sau depozitarea legumelor in locuri contaminate poate determina prezenţa unor bacterii patogene ca: Escherichia coli, Clostridium tetanii etc. Prezenţa bacteriei Escherichia coli este considerată ca o dovadă a contaminării. 2. ALTERARILE MICROBIENE ALE LEGUMELOR ŞI FRUCTELOR Pătrunderea microorganismelor se face fie prin deschiderile naturale ale legumelor şi fructelor, fie prin părţile rănite. Mucegaiurile din genul Fusarium pătrund pe la codiţă. Pe rănile produse de obicei de insecte se istalează microorganisme care provoacă legumelor şi fructelor diferite putreziri, ca de exemplu: Monilia, Alternaria mali, Rhizopus etc. Alterările vegetalelor sunt determinate, în general, de mucegaiuri care suportă bine reacţia şi conţinutul mare în acizi organici ale acestora. Unele legume mai bogate în substanţe azotoase şi cu aciditate mai redusă suferă alterări produse de bacterii. Putreziri. Alterarea cea mai frecvent întâlnită în legume şi fructe este putrezirea, care poate fi umedă sau uscată. Putrezirea merelor şi a perelor este provocată de Monilia fructigena. Această boală este foarte răspândită şi păgubitoare, deoarece atacă fructele atât în depozite, cât şi în livezi. Infectarea fructelor se face prin rănile provocate fie din cauze mecanice, fie prin înţepăturile insectelor. În funcţie de condiţiile climatice, boala se poate manifesta sub trei forme: putregai brun, putregai negru şi mumificarea fructelor. În depozite, Monilia se dezvoltă în special în condiţii de umezeală şi neaerisire. Putregaiul cenuşiu al strugurilor produs de mucegaiul Botrytis cinerea provoacă pagube însemnate în anii cu toamne timpurii, reci și ploioase. Mucegăirea merelor, a piersicilor, a prunelor, a vişinelor şi a citricelor este produsă de Penicillium glaucum şi Penicillium italicum.

Mana cartofului, produsă de Phytophthora infestans, este una dintre bolile cele mai grave ale acestei plante. Această boală este favorizată de umezeala excesivă şi atacă toate părţile plantei. Tuberculii atacaţi nu prezintă la începutul infectării semne exterioare. Pe măsură ce boala progresează, apar pete brune-cenuşii adâncite. Putregaiul uscat sau putregaiul alb al cartofului este produs de Fusarium. Tuberculii atacaţi prezintă la suprafaţă pete brune. în interior porţiunile atacate au o culoare brună, sunt uscate şi tari. în ultima fază a bolii tuberculii se usucă, se întăresc, se zbârcesc şi îşi micşorează volumul. Putregaiul umed al tuberculilor este produs de bacteria Erwinia phytophtora. Este o boală frecventă, care provoacă pagube foarte mari. Tuberculii atacaţi prezintă o putrezire umedă cu miros puternic de acid butiric. Putregaiul alb al morcovilor este produs de Sclerotinia libertiana. Acest mucegai mai poate ataca tomatele, vinetele, cartoful, varza, fasolea. Se formează la suprafaţa rădăcinilor de morcov colonii albe, pufoase. Sclerotinia trece uşor de la o rădăcină la alta, ajungând ca în scurt timp să contamineze toate legumele din depozit.

3. TRANSFORMĂRI SUFERITE DE LEGUME ŞI FRUCTE CONSERVATE PRIN FERMENTAŢIE LACTICĂ

Conservarea prin fermentaţie lactică urmăresc dezvoltarea bacteriilor lactice în detrimentul celorlalte microorganisme, mai ales al bacteriilor de putrefacţie. Bacterii lactice. Pot fi însămânţate spontan din microflora epifită sau prin intermediul culturilor pure. Dintre bacteriile lactice ale microflorei epifite, cele mai frecvente sunt: Leuconostoc mesenteroides, Streptococcus fecalis, Pediococcus cere- visiae, Lactobacillus brevis şi L. plantarum. Dintre bacteriile lactice folosite la culturi pure, cele mai bune rezultate dau Lactobacillus plantarum în fermentarea verzei şi a castraveţilor şi Pediococcus cerevisiae în fermentarea castraveţilor. Alături de bacteriile lactice intervin şi o serie de drojdii specifice, cum sunt: Saccharomyces cucumeris-fermentatis şi S. brassicae. în scopul realizării unei bune conservări a produselor supuse murării, se adaugă 2—3% sare sau soluţie de 6— 10% sare. Acţiunea sării se manifestă prin inhibarea bacteriilor de putrefacţie, a bacteriilor butirice şi stimularea dezvoltării bacteriilor lactice.

Bacteriile coliforme. Formează, prin fermentare, hidrogen şi dioxid de carbon care provoacă goluri în interiorul castraveţilor. Drojdiile din genurile Torulopsis, Hansenula, Mycoderma, Pichia şi altele provoacă, prin fermentare, o cantitate mare de gaze sau consumă acidul lactic în faza finală. În urma procesului de fermentare au loc transformări profunde în compoziţia chimică a legumelor supuse conservării. Astfel, glucidele sunt transormate treptat in acid lactic. Celuloza şi substanţele pectice sunt degradate sub acţiunea enzimelor ce pot fi de natură microbiană sau vegetală. Transformarea acestor substanţe determină înmuierea produselor. Printre bacteriile care secretă enzime pectolitice sunt Bacillus subtilis, B. mesentericus-fuscus, B. polymixa, B. macerans etc. Ca urmare a fermentaţiei se acumulează in produsele fermentate substanţe ca: acid lactic, alcool etilic, acid acetic, acid butiric, acid formic, alcooli superiori, esteri, dioxid de carbon. Dacă condiţiile de igienă sunt necorespunzătoare, se pot dezvolta şi bacterii dăunătoare cum sunt: Proteus sp. Bacillus subtilis, B. mesentericus, Escherichia coli etc.

4. ALTERAREA CONSERVELOR STERILIZATE

În general, prin sterilizare se înţelege distrugerea totală a micro- organismelor, indiferent de forma în care se găsesc (vegetativă sau spo- rulată). Unele forme sporulate au rezistenţă mare la acţiunea căldurii şi ele nu pot fi distruse decât la temperaturi ridicate, la care produsele alimentare îşi pierd o parte din proprietăţile lor organoleptice şi nutritive. Pentru a menţine aceste proprietăţi, sterilizarea industrială se face în astfel de condiţii ca numărul mic de microorganisme care mai rămân, datorită şocului termic şi condiţiilor de ambalare, să nu aibă posibilitatea să se dezvolte. Dacă regimul de sterilizare nu a fost respectat, microorganismele care nu au fost distruse se pot dezvolta şi conservele se alterează. Alterarea conservelor se manifestă, în general, prin umflarea recipientelor ce devin convexe, în loc de concave sau plate. Acest fenomen se numeşte bombaj microbiologic. Bombajul microbiologic se datorează dezvoltării sporilor ce nu au fost distruşi complet prin încălzire şi care, prin acţiunea lor asupra componentelor conservei, formează diferite gaze (CO2, NH3, H2S) ce apasă asupra capacelor recipientelor. Bombajul microbiologic este produs

de diferite specii de bacterii, cum sunt: Bacillus subtilis, B. mesentericus, B. sporogenes, Clostridium botulinum, Bacterium coli, precum şi de bacterii termofile. Conservele care prezintă bombaj sunt considerate alterate şi nu sunt date în consum.

5. ALTERAREA PRODUSELOR CONSERVATE PRIN

CONCENTRARE SAU ADAUGARE DE ZAHĂR Conservarea fructelor sau sucurilor de fructe prin adăugare de zahăr se bazează pe creşterea presiunii osmotice a soluţiilor mai concentrate în zahăr, care determină plasmoliza celulelor microbiene. Cu cât presiunea osmotică va fi mai ridicată, cu atât fenomenul de plasmoliză va fi mai pronunţat. S-a stabilit că la o concentraţie de zahăr în jur de 70% se împiedică dezvoltarea microorganismelor. Acţiunea conservantă a zahă- rului pote fi mărită şi datorită temperaturii şi duratei de încălzire sau fierbere a produselor supuse conservării. Un rol deosebit la conservarea marmeladelor, jeleurilor şi gemurilor îl are şi conţinutul de pectină în produsul finit, deoarece aceasta măreşte vîscozitatea fazei lichide, îngreuind astfel difuziunea substanţelor hutri-tive necesare dezvoltării microorganismelor. Produsele supuse conservării pot conţine diverse microorganisme în stare inactivă, care cu timpul se pot adapta, în special drojdiile osmofile, ce pot suporta concentraţii în zahăr până la 80%. Produsele din fructe conservate prin adăugare de zahăr (siropuri, marmelade, jeleuri) fiind higroscopice, pot absorbi umiditatea din aer, ceea ce creează condiţii pentru dezvoltarea mucegaiurilor. Mijloacele pentru a împiedica dezvoltarea mucegaiurilor sunt: pasteu-rizarea şi adăugarea de conservanţi chimici. Mucegaiurile sunt periculoase pentru dulceţuri, gemuri, marmelade, deoarece se pot dezvolta la suprafaţa produselor, dându-le un miros şi gust neplăcut.

6. ANALIZA MICROBIOLOGICA A CONSERVELOR Controlul rezistenţei termostatice. Acest control uşurează examenul microbiologic, permiţând înmulţirea formelor vegetative ale bacteriilor şi germinarea sporilor.

Recipientele la care s-a verificat ermeticitatea sunt împărţite în două loturi. Unul se incubează la 37°C, timp de 5—7 zile, iar celălalt grup se incubează timp de 10 zile la 55°C. În tot timpul incubaţiei recipientele se controlează zilnic, schimbân-du-li-se poziţia în termostat. După expirarea perioadei de incubaţie probele se scot din termostat şi se lasă să se răcească la temperatura camerei şi apoi se examinează bombajul. Examenul microscopic. Se fac frotiuri direct din substanţă solidă, prin amprentă, şi din sucul conservei, colorându-se cu albastru de me-tilen sau prin metoda Gram. Se examinează apoi la microscop şi se notează microorganismele prezente în câmpul microscopic. Pentru determinarea prezenţei bacteriilor anaerobe termofile care % produc acidifiere fără degajare de gaze se fac însămânţări pe, mediu de cultură bulion-glucoză (pH—6,8—7,0) sau solidificat cu agar.Se folo seşte drept indicator purpura de bromcrezol. Prezenţa bacteriilor anaerobe acidifiante se manifestă în mediul lichid prin virarea culorii din roşu în galben. Pe mediul solid, coloniile au un diametru de 2—5 mm; sunt opace şi înconjurate cu o zonă galbenă. Determinarea prezenţei bacteriilor anaerobe termofile care dezvoltă acizi şi gaze se face folosind pentru însămânţare un mediu de cultură cu mălai şi ficat. Dezvoltarea gazelor indică creşterea şi activitatea bacteriilor. Pentru identificarea microorganismelor aerobe se fac însămânţări pe bulion de came şi bulion de carne-agar. Culturile se lasă la termo-stat timp de 5-6 zile la 37°C. Când se observă o modificare a culturilor, se face examenul microscopic prin frotiu, colorându-se prin metoda Gram.

MICROBIOLOGIA CEREALELOR, FĂINURILOR ȘI A PRODUSELOR DE PANIFICAȚIE

1. MICROFLORA CEREALELOR ȘI A FĂINURILOR

Microflora cerealelor.Microorganismele de pe boabele cerealelor provin din sol sau sunt purtate de praf și insecte.Microorganismele de pe suprafața boabelor constituie microflora epifită.Acumularea microflorei pe boabe se poate face în timpul dezvoltării cerealelor, la recoltarea lor, la separarea de pe spic și în timpul transportului spre silozuri. Dezvoltare microflorei este favorizată de temperatură ăi umiditate. Microflora conține bacterii și mucegaiuri.Dintre bacterii menționăm: Pseu- domonas herbicola, P. fluorescenes, Lactobacillus delbruecki, Bacillus mycoides, B. cereus, B. subtilis, B. mesentericus. Dintre mucegaiuri, cele mai des întâlnite sunt din genurile Aspergillus și Penicillium. Microorganismele pătrund în interiorul boabelor cînd acestea sunt rănite din diferite cauze mecanice sau înțepături de insecte. Pătrunderea microorganismelor în bob este împiedicată de rezistența naturală a învelișurilor, de substanțe cu acțiune microbicidă din compoziția chimică a bobului, căt ți de conținutul scăzut de apă. Mucegaiuri.Dintre ciupercile c eproduc mucegăiri și care se pot dezvolta în interiorul bobului, cu nutriție saprofită, menționăm Fusarium, Alternaria; acestea, consumând din sunstanțele nutritive ale bobului. Mucegaiurile cu nutriție parazită din genurile Tilletia, Puccinia și Ustilago produc cerealelor boli grave, precum ar fi mălura, rugina și tăciunele zburător. Mălura grâului.Este una dintre bolile cele mai păgubitoare, agentul bolii fiind ciuperca Tilletia. Infectarea grâului cu mălură se face prin spori denumiți clamidospori. Plantele bolnave de mălură se recunosc după aspectul spicelor care au pozitia dreaptă, aspect zbârlit și culoare verde cu nuanțe albăstrii. Boabele mălurate sunt mai rotunjite, mai umflate, decât cele sănătoase și cu șanțul ventral mai puțin adânc.Strâns între degete, un bob mălurat se sparge răspândind clamidospori de culoare brună-îinchis sau neagră, cu miros puternic de pește alterat, datorită trimetilaminei din clamidospori.Boabele mălurate sunt otrăvitoare de aceea, grâul trebuie tratat înainte de măcinare. Rugina grâului.Este o boala păgubitoare produsă de ciuperca parazită Puccina.Se cunosc trei feluri de rugini:brună, produsă de Puccinia triticina;

galbenă, produsă de Puccinia glumarum; neagră produsă de Puccinia graminis. În spicele plantelor bolnave boabele sunt reduse ca număr, mai mici, șiștave, cu masă hectolitrică redusă. Combaterea ruginei se face prin utilizarea soiurlor rezistente, prin respectarea măsurilor agrotehnice și prin aplicarea unor tratamente chimice. Tăciunele zburător al grâului.Este produs de Ustilago tritici.Boala produce distrugerea totală a spicelor, care sunt transformate într-o masă pulve- rulantă ușor spulberată de vânt. Mijloacele de prevenire şi combatere a tăciunelui sunt agrotehnice, precum şi tratamentul termic al seminţelor. Microflora făinii. Făina are, In general, un număr mai mic de microorganisme decât cerealele. Microflora făinii cuprinde bacterii, mucegaiuri fi drojdii. Dintre bacterii, predomină Bacillus subtilis, B. mesentericus, iar dintre mucegaiuri Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Penicillium oxali-cum, Penicillium luteum. Microflora făinii proaspăt măcinate provine din cereale, cantitatea depinzând de natura proceselor suferite de cereale la prelucrarea lor în făină. Curăţirea uscată sau umedă a cerealelor influeanţează mult micro-flora făinii. Prin curăţirea uscată se realizează curăţirea boabelor de impurităţi uşoare, praf şi microorganisme. Prin curăţirea umedă se realizează spălarea boabelor prin care se reduc mult microorganismele. Pentru a mări eficacitatea spălării se folosesc şi substanţe antiseptice.

2. TRANSFORMĂRI MICROBIOLOGICE

2.1. CEREALELE

Conţinutul In apă al cerealelor şi umiditatea relativă a încăperilor de depozitare sunt factorii principali care determină transformările în masa cerealelor. Datorită proceselor fiziologice şi microbiologice care au loc în masa de cereale se produce o degajare de căldură ce poate atinge în interiorul masei de cereale 60—70°C. Acest fenomen poartă numele de încingerea cerealelor. Procesul iniţial al încingerii are loc ca urmare a dezvoltării active a mucegaiurilor şi apoi a altor microorganisme. Mucegaiurile, în comparaţie cu alte forme vegetative, posedă o capacitate de respiraţie foarte intensă.

La începutul procesului de încingere are loc o degajare mică de căldură, dezvoltându-se microflora epifită şi mucegaiurile. Când temperatura atinge valori de 40—50°C, dispare microflora epifită, se reduce numărul de mucegaiuri şi se dezvoltă bacteriile termofile sporulate. Prin creşterea temperaturii se constată o scădere a numărului total de microorganisme, dar încep să acţioneze enzimele care produc modificări profunde în compoziţia chimică a cerealelor. Condiţionarea cerealelor favorizează, datorită umidităţii şi temperaturii, dezvoltarea microflorei. Prin mărirea duratei de odihnă a cerealelor, poate avea loc o dezvoltare intensă a microorganismelor care duce la mucegăirea făinii.

2.2.FĂINA

Modificările suferite de făină în timpul depozitării pot să ducă la îmbunătăţirea calităţilor de panificaţie sau la alterarea ei. Făina depozitată în condiţii necorespunfeătoare de umiditate şi temperatură poate fi atacată de microorganisme. Unul din aspectele cele mai caracteristice de alterare este mucegăirea însoţită de un miros greu de încins şi acru. Făina mucegăită are o aciditate ridicată, datorită hidrolizei grăsimilor și a formării de acizi organici de către miceliul mucegaiurilor. Prin mucegăire se produce şi înrăutăţire a calităţii glutenului, care devine mai închis la culoare şi se rupe repede. Se poate produce şi o fermentaţie acidă, datorită acţiunii bacteriilor care transformă zaharurile în acizi. Ca urmare a acestor procese microbiologice, se produce o înrăutăţire bruscă a proprietăţilor de panificaţie ale făinii şi a pâinii ce se obţine din ea.

2.3.PÂINEA

La fabricarea pâinii se foloseşte drojdia presată pentru afânarea aluatului. Microorganismele intervin în toate fazele procesului de fabricare a pâinii. Cantitatea de drojdie necesară preparării aluatului depinde de calitatea ei (puterea de creştere), precum şi de calitatea făinii din care se prepară aluatul. Dospirea aluatului se face in camere speciale de fermentare în care se menţine temperatura optimă de acţiune a drojdiei,27—30°C şi umiditatea relativă a aerului de 75—80%.În timpul dospirii aluatului au loc transformări biochimice. Astfel amidonul, sub acţiunea amilazei din făină, este transformat parţial în maltoză, iar mal-toza este transformată în

glucoză, care este apoi fermentată de drojdie Bioxidul de carbon format în urma dospirii aluatului se elimină parţial, iar cea mai mare parte este reţinut de glutenul din aluat, producând umflarea aluatului. Cu cât drojdia se răspândeşte mai bine în masa aluatului, cu atât porozitatea acestuia este mai uniformă. In timpul dospirii aluatului are loc şi o fermentaţie lactică, datorită acţiunii bacteriilor lac-tice asupra glucozei. Acidul lactic rezultat în urma fermentaţiei lactice contribuie la înmulţirea drojdiilor şi îmbunătăţeşte calitatea pâinii. Bolile pâinii şi ale produselor de panificaţie. La fabricarea pâinii şi a produselor de panificaţie pot apărea o serie de boli datorită dezvoltării unor microorganisme. „Boala întinderii” apare după păstrarea pâinii proaspete 1—2 zile şi, uneori, chiar după câteva ore. La rupere miezul pâinii este mucilaginos, se întinde în fire foarte subţiri ca de păianjen. Pe măsura dezvoltării bolii se intensifică mirosul neplăcut, care seamănă cu cel de putrefacţie. Miezul se colorează în cenuşiu sau galben-brun; se pot forma mici goluri şi apoi caverne. Agenţii acestei boli sunt Bacillus subtilis şi B. mesentericus. Aceste bacterii formează spori foarte rezistenţi la căldură. Deoarece temperatura miezului pâinii în timpul coacerii nu depăşeşte 100°C, sporii acestei bacterii rămân în pâine şi după coacere. Condiţiile cele mai favorabile pentru dezvoltarea acestor bacterii sunt temperatura de 35—40°C şi o anumită umiditate. De aceea, această îmbolnăvire a pâinii are loc în timpul verii. Schimbarea culorii miezului de pâine în timpul dezvoltării bolii se explică prin formarea pigmenţilor de către bacterii. Distrugerea structurii pâinii se datoreşte capacităţii bacteriilor de a hidroliza amidonul. Astfel, din 63% amidon, cât se găseşte în pâinea normală, poate să scadă până la 16%. Bacillus mesentericus secretă enzime proteolitice care acţionează asupra substanţelor proteice din pâine, aceasta ducând la apariţia gustului și mirosului neplăcute. Factorii care determină dezvoltarea bolii sunt: gradul de infectare al făinii cu bacterii din speciile Bacillus mesentericus şi B. subtilis; regimul de preparare şi de fermentare al aluatului; modul de răcire şi de păstrare a pâinii coapte. Pâinea care suferă de „boala întinderii‖ este considerată alterată şi trebuie evitată in alimentaţie. Mucegăirea. Poate să apară când depozitarea pâinii se face în condiţii in care umiditatea relativă a aerului depăşeşte 80%. Se pot dezvolta

următoarele specii de mucegaiuri: Penicillium glaucum, Aspergillus fumigatus, A. nidulans, Rhizopus nigricans, Mucor mucedo etc. Mucegaiurile se dezvoltă întâi in coajă apoi pătrund în interior. Sporii de mucegai sunt distruşi în timpul coacerii normale. Dacă făina conţine un număr prea mare de spori, aceştia nu sunt distruşi total şi mucegăirea pâinii se poate produce foarte repede. Mucegaiurile care se dezvoltă pe produsele de panificaţie produc, pe lângă o scădere a greutăţii acestora prin distrugerea amidonului, şi transformarea lor în produse improprii consumului. Alte boli ale pâinii. Umiditatea ridicată a miezului de pâine favorizează dezvoltarea unor microorganisme. Unele dintre acestea produc diverşi pigmenţi, care determină colorarea necorespunzătoare a miezului de pânii. De exemplu, dezvoltarea bacteriilor Chromobacterium prodigiosum sau Bacterium prodigiosum produc pete roşii-deschis în miezul de pâine. Pâinea irtfectată astfel nu este dăunătoare. Unele mucegaiuri pot produce pete roşii pe pâine: Oidium aurantiacum, Thamnidium aurantiacum. Prevenirea bolilor pâinii. „Boala întinderii‖ se întâlneşte atunci când se foloseşte făină de grâu de calitate inferioară, când pâinea după coacere are umiditate mare în miez şi dacă pâinea se păstrează în încăperi strâmte şi neventilate. Principalele izvoare de contaminare sunt: apa, făina şi starea neigienică a încăperilor de fabricaţie. Pentru evitarea bolii trebuie să se folosească făină neinfectată, apă potabilă, să se menţină în stare de igienă perfectă utilajele folosite la fabricarea pâinii, precum şi localul. Ţinând seama de sensibilitatea bacteriilor la aciditate, se recomandă mărirea acidităţii pâinii sub pH=5. Se mai recomandă coacerea pâinii în bucăţi mai mici, un timp mai îndelungat şi răcirea imediată a ei. Mucegăirea pâinii apare atunci când coaja prezintă crăpături, când umiditatea este crescută şi când se păstrează în încăperi mici, neventilate corespunzător. Pentru a evita mucegăirea pâinii, depozitarea trebuie să se facă după răcire, în depozite uscate, răcoroase şi bine ventilate. In depozit trebuie să se păstreze o curăţenie permanentă şi, din timp în timp, să se procedeze la dezinfectarea pereţilor, pardoselii şi a rafturilor pe care şe aşază pâinea.

3. ANALIZA MICROBIOLOGICĂ A CEREALELOR Se cântăresc la balanţa tehnică 10 g de cereale într-un vas steril prevăzut cu dop rodat, care conţine 10 g de nisip de cuarţ şi 90 ml de soluţie 0,5% clorură de sodiu. Se agită puternic şi se iasă apoi sa se depună nisipul. Se iau din lichidul de deasupra 10 ml, care se trec inir-un vaS de sticlă steril cu dop rodat ce conţine 90 ml de soluţie sterilă de clorură de sodiu 0,5%. Se agită puternic timp de 20 secunde, apoi se fac însămânţări pentru identificarea şi determinarea mucegai urilor şi bacteriilor. Pentru mucegaiuri se procedează in modul următor: se prepară un mediu de malţ-agar sărat, după următoarea reţetă: soluţia A: agar-agar 20 g, extract de malţ 20 g, apă distilată 700 ml; soluţia B: clorură de sodiu 75 g, apă distilată 300 ml. Din soluţia A se repartizează in 3 eprubete câte 7 ml şi se sterilizează. Soluţia B se sterilizează în baloane de 100 ml. Din lichidul de examinat se repartizează in cutii Petri câte 5; 1; 0,1 ml se adaugă apoi în fiecare cutie, fără să se amestece, câte 2,5 ml din soluţia salină, apoi se toarnă în câte o eprubetă cu mediu must de malţ-agar topit şi răcit în prealabil la 45°C. Se amestecă bine şi se examinează coloniile formate după o incubaţie de 5 zile la temperatura de 25°C. Pentru bacterii se foloseşte ca mediu geloză nutritivă. Incubarea se face timp de 2 zile la 30°C, după care se examinează la microscop.

4. ANALIZA MICROBIOLOGICA A FAINII Din diferite puncte ale lotului de făină se recoltează 500 g intr-un vas steril de sticlă. Proba se amestecă şi apoi se iau 10—15 g de făină, care se introduc într-un vas de sticlă sterilizat. Pentru analiza microbiologică se fac mai multe probe:

— se amestecă un gram de făină cu 30—50 ml apă sterilizată şi se fierbe conţinutul timp de 30 de minute. Din acesta se fac însămânţări pe agar;

— se amestecă 1—2 g făină cu apă, în condiţiile de mai sus, se fierbe 30 de minute şi se fac însămânţări pe agar şi bulion;

— se amestecă 10 g făină cu 100 ml apă sterilă, se fierb timp de 20 de minute, se fac diluţii 1 :100; 1 :1 000 şi din acestea se fac însămânţări pe agar în plăci Pétri.

Prezenţa microorganismului Bacillus mesentericus se constată după următoarele caracteristici: sporii rezistenţi la încălzire, aşezaţi vertical, formează la suprafaţa mediilor de cultură pelicule încreţite.

Pentru determinarea cantitativă a bacteriei Bacillus mesentericus, se procedează în felul următor: se pregăteşte o suspensie de 10 g de făină în 100 ml apă sterilizată. Din suspensia obţinută se fac diluţiile 1 :10; 1 :100 şi 1:1 000. Din cele trei diluţii se însămânţează câte un ml în două serii de eprubete cu bulion; un rând de eprubete se încălzesc timp de 20 de minute într-o baie de apă la temperatura de 100°0. Toate eprube-tele însămânţate se introduc în termostat, unde se ţin 2 zile la temperatura de 37°C. Se ia apoi o franzelă, care se sterilizează 20 de minute, apoi se taie In felii cu grosimea de 20—30 mm şi se aşază în cutii Pétri sterilizate. Peste feliile de franzelă se toarnă câte 10 ml din culturile din eprubete cum au format pelicule încreţite tipic. Cutiile Pétri astfel pregătite se introduc într-un exicator pe fundul căruia se găseşte o anumită cantitate de apă. Exicatorul se astupă cu capac și se introduce în termostat unde se ţine timp de 2—3 zile la 37°C. Dacă a fost prezent Bacillus mesentericus, se constată apariţia unui mucus de culoare galbenă-brună cu miros caracteristic de hamei. Numărul de bacterii de Bacillus mesentericus se apreciază după diluţia suspensiei care a provocat dezvoltarea caracteristică a bacteriei.

MICROBIOLOGlA ZAHĂRULUI ŞI ULEIULUI

1. BOLILE SFECLEI-DE-ZAHAR Încreţirea frunzelor de sfeclă. Boala este provocată de un virus. Boala este foarte păgubitoare când se manifestă de timpuriu, deoarece rădăcinile rămân mici ţi nedezvoltate. Această boală se transmite de la un an la altul prin butaşii infectaţi, reducând cantitativ producţia de sfeclă şi conţinutul !n zahăr. Îngălbenirea sfeclei. Este produsă de un virus. In frunzele plantelor bolnave creşte cantitatea de amidon, iar în rădăcini scade cantitatea de zahăr. Putregaiul uscat al rădăcinilor. Este provocat de bacterii. Putrezirea rădăcinii începe de la vârf şi progresează spre partea superioară, astfel că întreaga rădăcină se zbârceşte şi se înnegreşte. In cele din urmă rădăcinile devin tari, mici şi se usucă. Boala produce pagube mari, deorece scade conţinutul în zahăr al rădăcinilor. Putregaiul inimii rădăcinilor de sfeclă. Se datoreşte unei ciuperci care se dezvoltă în terenurile alcaline. Când putrezirea rădăcinii ia proporţii mari, frunzele plantei se ofilesc, se înnegresc şi planta piere în întregime.

2. TRANSFORMĂRI MICROBIOLOGICE ALE SFECLEI-DE-ZAHAR ÎN TIMPUL ÎNSILOZĂRII

Dacă sfecla nu se păstrează în condiţii corespunzătoare după recoltare, se poate produce alterarea ei, ţesuturile intrând în putrefacţie. Din sfecla cu ţesuturi înmuiate nu se pot obţine tăiţei normali, aceasta producând greutăţi în procesul tehnologic de obţinere a zahărului. Factorii care infuenţează calitatea tehnologică a sfeclei-de-zahăr în perioada însilozării sunt: temperatura aerului din siloz, care trebuie să fie de 0 la +4°C; umiditatea relativă a aerului, care trebuie să fie de 90—96%. Microflora osmofilă şi termofiiâ a sfeclei-de-zahăr se adaptează la mediile saturate, provocând infectarea zemurilor de difuzie și a siropurilor de zahăr. Microorganismele pot fi grupate, în funcţie de temperatura optimă de dezvoltare, astfel: aerobe mezofile (30°C), anaerobe mezofile (30°C), aerobe termofile (55°C), anaerobe termofile (55°C). Orice alterare microbiană a zaharozei produce transformarea ei în monoglucide, iar acestea, la rândul lor, se transformă în acizi organici, dioxid de carbon şi hidrogen.

Transformarea zaharozei în acid lactic este produsă de Bacillus stearo-termophilus Donk. Prezenţa acidului lactic in zeama de difuzie este o dovadă sigură a infecţiei microbiene, iar concentraţia acidului lactic poate da indicaţii asupra pierderilor de zaharoză la difuzie. Evitarea acţiunii nefavorabile a microorganismelor se realizează prin menţinerea curăţeniei şi prin folosirea de substanţe antiseptice. 3. TRANSFORMĂRI CARE AU LOC ÎN SEMINŢELE OLEAGINOASE

După recoltare, dacă umiditatea seminţelor oleaginoase este mai mare de 16%, au loc procese fiziologioe şi biochimice similare cu cele ale ultimei perioade de coacere. Procesele de respiraţie, care sunt accelerate In seminţele cu umiditate mare, produc autoîncălzirea lor (autoincingerea). Datorită căldurii dezvoltate, se favorizează acţiunea microorganismelor care produc degradarea seminţelor oleaginoase. Transformările produse de microorganisme duc la hidroliza grăsimilor şi la oxidarea acestora, rezultând acizi graşi liberi, aldehide şi cetone. În primul stadiu al alterării seminţelor umede acţionează bacteriile sapro- fite, iar în faza de autoincălzire, acţionează bacteriile termofile. Dintre mucegaiuri, cel mai des întâlnit pe suprafaţa seminţelor este Aspergillus glaucum. Seminţele alterate au miros şi gust de rânced. Uleiurile provenite din seminţe alterate nu se pot da în consum, deoarece conţin produşi toxici cu gust şi miros neplăcut.