ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑΣ. Μαντώ Κυριακού

Transcript

1 ΧΑΡΟΚΟΠΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜ. ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΙΑΙΤΟΛΟΓΙΑΣ - ΙΑΤΡΟΦΗΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Μαντώ Κυριακού Επίκουρη Καθηγήτρια Μικροβιολογίας ΑΘΗΝΑ 2009

2 Β ΜΕΡΟΣ

3 ΚΥΡΙΕΣ ΠΗΓΕΣ ΜΟΛΥΝΣΗΣ ΤΩΝ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΑΠΟ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥΣ Η βάση της ανθρώπινης διατροφής είναι φυτικής ή ζωικής προελεύσεως. Είναι λοιπόν σηµαντικό να κατανοήσουµε τις βασικές βιολογικές αρχές που διέπουν τη µικροβιολογική χλωρίδα η οποία σχετίζεται µε τα φυτά και τα ζώα στους φυσικούς τους χώρους και ρόλους. Αν και µερικές φορές δηµιουργείται η εντύπωση ότι οι µικροοργανισµοί προσπαθούν να καταστρέψουν τις τροφές µας, ο ρόλος τους στην πραγµατικότητα στη φύση δεν είναι παρά η αυτοσυντήρηση. Κατά τη διαδικασία αυτή οι ετερότροφοι οργανισµοί φέρουν εις πέρας την ακόλουθη γενική αντίδραση: Οργανική Υλη Ενέργεια + Ανόργανα συστατικά (Υδατάνθρακες, (ΝΟ - 3, SO 2-4, κλπ) Πρωτείνες, Λιπίδια, κλπ) Αυτή η διαδικασία δεν είναι τίποτα πάρα πάνω από τη λειτουργία του κύκλου του αζώτου και των άλλων στοιχείων. Η αλλοίωση λοιπόν των τροφών από τους µικροοργανισµούς, δεν είναι παρά ένα µέρος της προσπάθειας της µικροβιακής χλωρίδας να εκτελέσει τον πρωταρχικό της ρόλο στη φύση. Οι µικροοργανισµοί, παρά την µορφολογική τους απλότητα, έχουν τη δυνατότητα να διεκπεραιώνουν µία µεγάλη ποικιλία βιοχηµικών αντιδράσεων και τα ενζυµικά τους συστήµατα είναι ικανά να προσαρµόζονται ακόµη και σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες. Ετσι µπορούν να διασπούν και τις τροφές, οι οποίες αποτελούν µέρος της οργανικής ύλης, προµηθευόµενοι µε αυτό το τρόπο θρεπτικά στοιχεία από τη διαδικασία αυτή. Εργαστηριακές αναλύσεις δείχνουν ότι οι ανεπεξέργαστες τροφές, περιέχουν πλήθος από διαφορετικά είδη βακτηρίων, ζυµών και µυκήτων. Το ερώτηµα που γεννάται κατά συνέπεια για την ασφάλεια των τροφών αυτών είναι διττό. Αφ ενός ποιός είναι ο συνολικός αριθµός µικροοργανισµών που περιέχονται ανά gr ή ml τροφής, και αφ ετέρου ποιά είδη µικροοργανισµών αντιπροσωπεύονται σε αυτόν τον αριθµό. Είναι σηµαντικό να γνωρίζουµε ποιοί τύποι µικροοργανισµών σχετίζονται µε µία συγκεκριµένη τροφή στη φυσική της κατάσταση, και ποιοί από τους µικροοργανισµούς που ανιχνεύονται είναι κατά συνέπεια αναµενόµενοι ή όχι. Πρέπει λοιπόν να γνωρίζουµε τη γενική κατανοµή και τους τύπους των µικροοργανισµών που απαντώνται κάτω από συγκεκριµένες συνθήκες, εκεί όπου οι τροφές αναπτύσσονται (φυτά, ζώα) και παρασκευάζονται. Στον Πίνακα 1 αναφέρονται τα πιο σηµαντικά γένη βακτηρίων που εντοπίζονται στις τροφές κατά αλφαβητική σειρά. Για µερικά από αυτά η παρουσία τους είναι άκρως

4 επιθυµητή σε κάποιες τροφές γιατί προσδίδουν τη συγκεκριµένη γεύση και οσµή στην τροφή, ενώ άλλα αλλοιώνουν τις τροφές απλά, ή προκαλούν τροφικές δηλητηριάσεις και γαστρεντερίτιδες. Πάνω από το 1/3 αυτών ανήκουν στην οικογένεια των Enterobacteriaceae. Επίσης αναφέρονται µε αλφαβητική σειρά οι κυριότεροι µύκητες και ζύµες που απαντώνται στις τροφές. ΠΙΝΑΚΑΣ 1 Κυριότεροι τύποι µικροοργανισµών που απαντώνται στις τροφές Βακτήρια Acetobacter Corynebacterium Proteus Acinetobacter Enterobacter Pseudomonas Aeromonas Erwinia Salmonella Alcaligenes Escherichia Serratia Alteromonas Flavobacterrium Shigella Bacillus Lactobbacillus Staphylococcus Brochothrix Leuconostoc Streptococcus Campylobacter Micrococcus Vibrio Citreobacter Moraxella Yersinia Clostridium Pediococcus Μύκητες Alternaria Colletotrichum Mucor Aspergillus Fusarium Penicillium Botrytis Geotrichum Rhizopus Byssochlamys Gloeosporium Sporotrichum Cephalosporium Helminthosporium Thamnidium Cladosporium Monilia (Neurospora) Trichothechium Ζύµες Brettanomyces Kloeckera Saccharomycopsis Candida Kluyveromyces Schizosaccaromyces Debaryomyces Mycoderma Torulopsis (Torula) Endomycopsis Rhodotorula Trichosporon Hansenula Sacharomyces Τα γένη των µικροοργανισµών που αναφέρονται στον Πίνακα 1, αντιπροσωπεύουν τους πιο σηµαντικούς µικροοργανισµούς που συνήθως βρίσκουµε στις τροφές. Κάθε γένος έχει τις ιδιαιτερότητές του ως προς τις απαιτήσεις του σε θρεπτικά στοιχεία και κατά συνέπεια και στην αποικοδοµητική του δράση. Αυτοί οι µικροοργανισµοί µπορεί

5 να θεωρηθεί ότι σχετίζονται µε τα διαφορετικά περιβάλλοντα µε τα οποία σχετίζονται οι τροφές, όπως: Εδαφος και νερό, φυτά και φυτικά προιόντα, σκεύη τροφών, εντερική οδός ανθρώπου και ζώων, άνθρωποι που χειρίζονται - επεξεργάζονται τις τροφές, τροφή ζώων, δέρµα ζώων, αέρας και σκόνη. Ε ΑΦΟΣ ΚΑΙ ΝΕΡΟ Θεωρείται ότι κάποτε όλοι οι µικροοργανισµοί προυπήρχαν στο νερό. Η αποξήρανση της επιφάνειας του εδάφους δηµιουργεί τη σκόνη, η οποία µε τον αέρα διαχέεται µεταφέροντας τους µικροοργανισµούς σε διαφορετικά µέρη εδάφους, λιµνών, ποταµών, ωκεανών. Επίσης ο σχηµατισµός των νεφών πάνω από µεγάλες υδάτινες επιφάνειες και οι επικείµενες βροχές τόσο στη ξηρά όσο και σε άλλες υδάτινες επιφάνειες µεταφέρει επίσης µικροοργανισµούς. Ετσι δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι οι µικροοργανισµοί που απαντώνται στο έδαφος και στο νερό είναι περίπου ίδιοι. Τα ακόλουθα γένη βακτηρίων που ανιχνεύονται στο έδαφος και στο νερό, εντοπίζονται επίσης και στις τροφές: Acinetobacter, Enterobacter, Micrococcus, Proteus, Pseudomonas, Serratia, και Streptomyces. Οι µύκητες που ανιχνεύονται σχεδόν πάντα στο έδαφος είναι οι: Aspergillus, Rhizopus, Penicillium, Trichothecium, Botrytis, Fusarium κ.α. Μεγάλος αριθµός γενών ζυµών σχετίζεται µε τα φυτά και έτσι ανιχνεύονται και στο έδαφος, αλλά ο αριθµός τους στο νερό είναι γενικώς χαµηλός. ΦΥΤΑ ΚΑΙ ΦΥΤΙΚΑ ΠΡΟΙΟΝΤΑ Οι περισσότεροι από τους µικροοργανισµούς που αναφέρθηκαν στο έδαφος και στο νερό, απαντώνται και στα φυτά, αφού το έδαφος και το νερό είναι οι βασικές πηγές µικροβίων για τα φυτά. Υπάρχουν όµως κάποια γένη που σχετίζονται περισσότερο µε τα φυτά παρά µε το έδαφος. Μεταξύ αυτών είναι τα γένη των βακτηρίων : Acetobacter, Erwinia, Flavobacterium, Kurthia, Lactobacillus, Leuconostoc,. Listeria, Pediococcus, Streptococcus. Μεταξύ των µυκήτων, τα πιο σηµαντικά είναι αυτά που προκαλούν τις αλλοιώσεις των λαχανικών και των φρούτων όπως τα Alternaria tenuis, Penicillium digitatum, Phytophora spp., Fusarium spp. Botrytis cinera κλπ. Μεταξύ των ζυµών απαντάται κυρίως το γένος Saccharomyces ιδίως σε φρούτα. Επίσης τα γένη Rhodotorula και Torula.

6 ΣΚΕΥΗ ΤΡΟΦΩΝ Τα γένη των µικροοργανισµών που απαντώνται στα σκεύη τροφίµων, εξαρτώνται από το είδος των τροφών που φυλάσσονται εκεί, και τις συνθήκες υγιεινής και καθαριότητας των σκευών αυτών. Εάν πρόκειται π.χ. για λαχανικά που η επεξεργασία τους γίνεται σε ορισµένα σκεύη, τότε οι µικροοργανισµοί που εντοπίζονται σε αυτά προέρχονται κυρίως από τη µικροβιακή χλωρίδα των λαχανικών. Επίσης εάν καθαρίζονται µε ζεστό ή καυτό νερό η µικροχλωρίδα που αποµένει δεν είναι παρά αυτή που παρουσιάζει ανθεκτικότητα σε αυτού του τύπου την επεξεργασία. Τα σκεύη που φυλάσσονται σε ανοιχτό χώρο, αναµένεται να έχουν αερόβια βακτήρια, µύκητες και ζύµες. ΕΝΤΕΡΙΚΗ Ο ΟΣ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΚΑΙ ΖΩΩΝ Μεταξύ των βακτηριακών γενών που απαντώνται συχνά είναι τα Bacteroides, Escherichia, Lactobacillus, Proteus, Salmonella, Shigella, Sttaphylococcus και Streptococcus.Τα πιο σηµαντικό είναι το γένος της Escherichia που έχει ως φυσικό βιότοπο το έντερο του ανθρώπου και των άλλων θηλαστικών. Επίσης είδη από τα γένη Clostridium, Citrobacter, Enterobacter και Pseudomonas τα οποία ανιχνεύονται στις εντερικές οδούς των ζώων, µπορεί να µεταφερθούν από εκεί στο έδαφος, νερό, φυτά, σκεύη, και κατά συνέπεια και στις τροφές. Οι µύκητες δεν θεωρείται ότι µεταφέρονται από πηγές περιττωµάτων, ενώ το γένος της ζύµης Candida βρίσκεται πολύ συχνά στην εντερική ανθρώπινη οδό. ΑΤΟΜΑ ΠΟΥ ΕΠΕΞΕΡΓΑΖΟΝΤΑΙ ΤΙΣ ΤΡΟΦΕΣ Η µικροχλωρίδα των χεριών και των ενδυµάτων των ανθρώπων που επεξεργάζονται τις τροφές συνήθως αντανακλά και το περιβάλλον και τις συνήθειες των ατόµων. Βέβαια αυτή η µικροχλωρίδα περιλαµβάνει οργανισµούς που βρίσκονται σε κάθε αντικείµενο που χειρίζεται το άτοµο, όπως επίσης και οργανισµούς που παίρνει από τη σκόνη, το νερό, το έδαφος κ.λ.π. Επιπλέον όµως υπάρχουν κάποια γένη βακτηρίων που σχετίζονται µε τα χέρια και τη στοµατική και ρινική κοιλότητα, όπως τα γένη Micrococcus, Staphylococcus. Επίσης εάν δεν τηρούνται αυστηρά οι κανόνες υγιεινής µπορεί να µεταφερθούν στις τροφές από τα άτοµα που τις επεξεργάζονται, γένη βακτηρίων όπως τα Salmonella και Shigella τα οποία ενδηµούν κυρίως στην εντερική οδό. Το ίδιο ισχύει και για τους µύκητες και ζύµες, δηλαδή ο αριθµός και το είδος που θα βρεθούν στα χέρια και την ενδυµασία των ανθρώπων που επεξεργάζονται τις τροφές, σχετίζεται µε την προσωπική ιστορία και τις πολιτιστικές συνήθειές τους.

7 ΤΡΟΦΕΣ ΖΩΩΝ Ολα τα γένη των βακτηρίων, ζυµών και µυκήτων που προαναφέρθηκαν µπορεί να ανιχνεύονται στις κτηνοτροφές. Βέβαια οι τύποι των µικροοργανισµών εξαρτώνται από την πηγή της τροφής, την επεξεργασία που γίνεται για την θανάτωση των µικροοργανισµών, τον χώρο που φυλάσσεται. Είναι γνωστό π.χ. ότι για την εξάπλωση του βακτηρίου Salmonella, το οποίο προκαλεί τροφικές δηλητηριάσεις, είναι πολύ σηµαντική η κατάσταση των ζωοτροφών, διότι εξαπλώνεται πολύ γρήγορα µέσω της επεξεργασίας τους. ΕΡΜΑ ΤΩΝ ΖΩΩΝ Ολοι οι µικροοργανισµοί που σχετίζονται µε το έδαφος, νερό, σκόνη, κτηνοτροφές, περιττώµατα, µπορούν να ανιχνευθούν στο δέρµα των ζώων. Από εκεί µπορεί πάλι να περάσουν στον αέρα, στα χέρια των εργατών και κατευθείαν στις τροφές. Κάποια µικρόβια από αυτή τη χλωρίδα περνούν στους λεµφαδένες των ζώων που πρόκειται να θανατωθούν και από εκεί στους µυικούς ιστούς. ΑΕΡΑΣ ΚΑΙ ΣΚΟΝΗ Οι τύποι των µικροοργανισµών που µπορεί να βρεθούν στον αέρα και στην σκόνη µε εξαίρεση κάποια παθογόνα, περιλαµβάνουν όλα τα γένη σχεδόν των βακτηρίων, των µυκήτων και αρκετές από τις ζύµες. Αν και κάποιες φορές µπορεί να εντοπιστούν ακόµη και τα Staphylococcus spp. και Salmonella spp. στον αέρα και στην σκόνη, δεν είναι σίγουρα οι πιο τυπικές πηγές τους. Μεταξύ των βακτηριακών γενών τα πιο σηµαντικά που απαντώνται είναι τα Bacillus και Micrococcus ενώ µεταξύ των ζυµών το γένος Torulopsis. ΚΥΡΙΕΣ ΠΗΓΕΣ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ ΠΟΥ ΠΡΟΚΑΛΟΥΝ ΤΡΟΦΙΚΕΣ ΗΛΗΤΗΡΙΑΣΕΙΣ Τα πιο σηµαντικά βακτήρια που προκαλούν τροφικές δηλητηριάσεις και γαστρεντερίτιδες ανήκουν στα γένη Staphylococcus, Salmonella, Clostridium, Campylobacter. Οι σταφυλόκοκκοι σχετίζονται µε τη ρινική κοιλότητα του ανθρώπου και των ζώων όπως επίσης και µε άλλα µέρη του σώµατός τους. Οι σαλµονέλλες ενδηµούν στην εντερική οδό του ανθρώπου και των ζώων αλλά µπορεί να εισέλθουν στις τροφές και από άλλες πηγές που µολύνθηκαν από περιττώµατα. Τα κλοστρίδια είναι κυρίως βακτήρια του εδάφους, ενώ το Campylobacter spp. σχετίζεται µε τα ζώα.

8 Εκτός από τα γένη αυτά, επίσης δηµιουργούν γαστρεντερίτιδες τα Bacillus cereus, Vibrio parahaemoliticus, Yersinia enterocolitica, Vibrio cholerae.

9 ΤΡΟΦΙΜΑ: ΤΟ Ι ΑΝΙΚΟ ΘΡΕΠΤΙΚΟ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥΣ Οι µικροοργανισµοί που αναπτύσσονται στα τρόφιµα είναι κυρίως χηµειοοργανότροφοι. Χρησιµοποιούν τα διάφορα συστατικά των τροφίµων ως πηγή ενέργειας ή ως βασικά συστατικά για τις αναβολικές αντιδράσεις τους. ηλαδή µεταβάλλουν τα συστατικά των τροφίµων, µέσω των κυριότερων καταβολικών οδών τους. Τα αερόβια βακτήρια όπως αυτά που ανήκουν στα γένη Pseudomonas, Flavobacterium, Acinetobacter, οξειδώνουν πλήρως τα υποστρώµατά τους σε CO 2 και νερό, για την εξοικονόµηση ενέργειας. Το αποτέλεσµα για τα τρόφιµα είναι ελαφρώς όξινο. Τα προαιρετικά αναερόβια βακτήρια όπως και τα αυστηρά αναερόβια, οξειδώνουν ατελώς τα σάκχαρα των τροφίµων παράγοντας διάφορα προϊόντα ζύµωσης. Μετά τη διαδικασία της γλυκόλυσης που είναι το πρώτο βήµα, ακολουθεί, ανάλογα µε τις συνθήκες που επικρατούν και το είδος του µικροοργανισµού που αναπτύσσσεται, η διαδικασία της αναπνοής (αερόβιοι) ή η διαδικασία της ζύµωσης (αναερόβιοι). Η ζύµωση χαρακτηρίζεται ανάλογα µε τα τελικά προϊόντα σε γαλακτική ζύµωση, αλκοολική ζύµωση, βουτυρική, προπιονική, ζύµωση µικτών οξέων κ.α. Η γαλακτική ζύµωση είναι από τις πιο σηµαντικές στη µικροβιολογία τροφίµων. Υπάρχουν δύο τύποι: η οµοζυµωτική όπου παράγεται ως κύριο προϊόν το γαλακτικό οξύ και η οποία προσδίδει πολύ όξινη γεύση στα τρόφιµα και η ετεροζυµωτική στην οποία εκτός από το γαλακτικό οξύ παράγονται και οξικό οξύ, αιθανόλη, γλυκερόλη, CO 2. Βακτήρια όπως τα Lactobacillus bulgaricus και Streptococcus lactis κάνουν οµοζυµωτική ζύµωση ενώ άλλα στελέχη του γένους Lactobacillus και στελέχη του Leuconostoc ακολουθούν την ετεροζυµωτική διαδικασία. Κατά την αλκοολική ζύµωση οι ζύµες µετατρέπουν τα σάκχαρα σε αλκοόλη, αλλά παράγεται και µερικώς γλυκερόλη. Τα εντεροβακτήρια ακολουθούν τη ζύµωση των µικτών οξέων σε οργανικά υποστρώµατα όπως τα τρόφιµα και παράγουν ως τελικά προϊόντα γαλακτικό οξύ, οξικό, ηλεκτρικό, φορµικό, αιθανόλη, CO 2 και υδρογόνο. Πολλά είδη του γένους Clostridium παράγουν ως προϊόντα της ζύµωτικής διαδικασίας που ακολουθούν βουτυρικό οξύ, βουτανόλη, ακετόνη, ισοπροπανόλη, CO 2 και υδρογόνο. Αντίθετα το Clostridium propionicum και τα κορυνεβακτήρια ακολουθούν την προπιονική ζύµωση και παράγουν προπιονικό οξύ, οξικό και ηλεκτρικό.

10 Είναι κατανοητό ότι τα προϊόντα από τις πιο πάνω µεταβολικές διαδικασίες των µικροοργανισµών αλλοιώνουν δραστικά τις ιδιότητες των τροφίµων και τα αρχικά συστατικά τους. Οι παράγοντες που επηρεάζουν την αύξηση των µικροοργανισµών στα τρόφιµα είναι τόσο ενδογενείς (εξαρτώνται από το ίδιο το τρόφιµο), όσο και εξωγενείς (συνθήκες περιβάλλοντος φύλαξης του τροφίµου). Οι ενδογενείς παράγοντες είναι οι φυσικοχηµικές ιδιότητες του τροφίµου, όπως η βιολογική δοµή, η χηµική σύσταση, το ph, το υδατικό δυναµικό, το οξειδοαναγωγικό δυναµικό, οι αντιµικροβιακοί παράγοντες που τυχόν περιέχονται στα τρόφιµα. Οι εξωγενείς παράγοντες που επηρεάζουν την κατάσταση των τροφίµων και κατά συνέπεια και τους µικροοργανισµούς, είναι η θερµοκρασία φύλαξης (συντήρησης) του τροφίµου, η σχετική υγρασία του περιβάλλοντος συντήρησης, η παρουσία στο περιβάλλον αερίων όπως τα CO 2, O 3. Ενδογενείς παράγοντες που επηρεάζουν την αύξηση των µικροοργανισµών στα τρόφιµα Οι ενδογενείς παράγοντες των τροφίµων επιδρούν στην ταχύτητα των ενζυµικών αντιδράσεων των µικροοργανισµών και κατά συνέπεια και στον µεταβολισµό τους και στην κυτταρική διαίρεση. Έτσι το αρχικό µικροβιακό φορτίο επηρεάζεται στα εξής σηµεία της καµπύλης αύξησης: α) στη διάρκεια της φάσης υστέρησης της καµπύλης αύξησης, β) στην κλίση της λογαριθµικής φάσης αύξησης (ειδική ταχύτητα αύξησης), γ) στη διάρκεια και στη µέγιστη τιµή της φάσης στασιµότητας. Επίδραση της βιολογικής δοµής των τροφίµων στην αύξηση των µικροοργανισµών Τα τρόφιµα φυτικής ή ζωικής προελεύσεως πολύ συχνά προστατεύονται από το εξωτερικό περιβάλλον µε κάποιες δοµές ανθεκτικές που διαθέτουν, όπως το κέλυφος, ο φλοιός των καρπών, το τσόφλι των αυγών κ.α. Οι προστατευτικές αυτές δοµές δεν επιτρέπουν στο εσωτερικό την είσοδο των µικροοργανισµών. Για το λόγο αυτό τα τρόφιµα που δεν διαθέτουν αντίστοιχη δοµή (π.χ. το γάλα) είναι πολύ πιο ευάλωτα στη δράση των µικροοργανισµών. Κατά τη συλλογή όµως των καρπών και την επεξεργασία τους κατά τη διαδικασία παραγωγής, πολύ συχνά οι δοµές αυτές καταστρέφονται ή απλά τραυµατίζονται. Η εσωτερική δοµή των ζωικών ιστών (οργάνωση των κυττάρων) και το κυτταρικό τοίχωµα των φυτικών ιστών, προστατεύουν επίσης τα τρόφιµα από την είσοδο των µικροοργανισµών και την αύξησή τους.

11 Οι µικροοργανισµοί όµως συχνά διαθέτουν ένζυµα τα οποία εκκρίνουν εξωκυτταρικά και προκαλούν υδρόλυση, όπως οι πρωτεάσες, κυτταρινάσες κ.α. µε τα οποία ξεπερνούν τα εµπόδια της βιολογικής δοµής. Τελευταίες µελέτες έχουν δείξει ότι την αύξηση των µικροοργανισµών την επηρεάζει επίσης η δοµή και η φυσικοχηµική κατάσταση του υλικού µέσου όπως π.χ. εάν κάποιο τρόφιµο βρίσκεται σε ζελατινώδη µορφή ή σε γαλάκτωµα. Η µικροβιακή αύξηση είναι πολύ µικρότερη σε ένα ζελατινώδες µέσο λόγω της ακινητοποίησης των κυττάρων, από την αντίστοιχη αύξηση που παρατηρείται στο ίδιο υλικό, στις ίδιες συνθήκες, αλλά όταν το µέσο βρίσκεται σε υγρή µορφή. Επίδραση της χηµικής σύστασης των τροφίµων στην αύξηση των µικροοργανισµών Οι µικροοργανισµοί για την αύξησή τους χρειάζονται νερό, πηγή άνθρακα, πηγή αζώτου, ιχνοστοιχεία, αυξητικούς παράγοντες και ανάλογα µε το είδος του µικροοργανισµού την παρουσία ή όχι οξυγόνου. Η απαίτηση των µικροοργανισµών για νερό για την αύξησή τους έχει ήδη συζητηθεί. Από όλες τις κατηγορίες µικροοργανισµών, έχουν µεγαλύτερη απαίτηση σε νερό τα Gram + βακτήρια, ακολουθούν τα Gram βακτήρια, οι ζύµες και την µικρότερη απαίτηση παρουσιάζουν οι µυκηλιακοί µύκητες. Οι µικροοργανισµοί που απαντώνται στα τρόφιµα είναι χηµειοοργανότροφοι και χρησιµοποιούν πιο εύκολα τους υδατάνθρακες ως πηγή ενέργειας από τα λιπαρά οξέα ή τις αζωτούχες ενώσεις. Λίγοι είναι επίσης οι µικροοργανισµοί που µπορούν να διασπούν σύνθετους υδατάνθρακες, όπως η κυτταρίνη ή το άµυλο, διασπώντας πρώτα τις ενώσεις αυτές σε πιο απλά σάκχαρα. Η πιο κοινή πηγή αζώτου για τους µικροοργανισµούς είναι πρώτα τα ελεύθερα αµινοξέα σε ένα τρόφιµο και στη συνέχεια διασπούν αζωτούχες ενώσεις όπως οι πρωτείνες. Ως προς τους αυξητικούς παράγοντες (βιταµίνες κυρίως Β συµπλέγµατος, νουκλεοτίδια), τα διάφορα τρόφιµα περιέχουν υπερ-αρκετές ποσότητες για να καλύψουν την αύξηση των µικροοργανισµών. Είναι γνωστό ότι τα Gram + βακτήρια είναι εκείνα που παρουσιάζουν τις περισσότερες απαιτήσεις σε αυξητικούς παράγοντες (διότι δεν µπορούν να τους συνθέσουν ενδοκυτταρικά), ενώ τα Gram βακτήρια και οι µύκητες δεν εµφανίζουν τέτοιους περιορισµούς και µπορούν να αυξάνονται ακόµη και σε τρόφιµα µε χαµηλή περιεκτικότητα σε βιταµίνες Β όπως τα φρούτα. Η συντήρηση (αναστολή της αύξησης των µικροοργανισµών) κάποιων τροφίµων οφείλεται στη φυσική παρουσία σε αυτά κάποιων ενώσεων που παρουσιάζουν αντιµικροβιακή δράση. Τέτοια τρόφιµα είναι καρυκεύµατα τα οποία περιέχουν έλαια

12 όπως το allicin στα σκόρδα, η κιναµική αλδεύδη στην κανέλλα, το allyl isothiocyanate στη µουστάρδα το eugenol και το thymol στο φασκόµηλο, το isothymol και το thymol στη ρίγανη. Επίσης το αγελαδινό γάλα περιέχει διάφορες ενώσεις µε αντιµικροβιακή δράση όπως η λακτοφερίνη, η κονγκλουτινίνη και το σύστηµα της γαλακτικής υπεροξειδάσης. Η καζείνη, όπως και κάποια ελεύθερα λιπαρά οξέα που υπάρχουν στο γάλα, φαίνεται ότι παρουσιάζουν αντιµικροβιακή δραστηριότητα. Στο γάλα και στα αυγά περιέχεται το ένζυµο λυσοζύµη το οποίο είναι γνωστό ότι διασπά τους δεσµούς στα κυτταρικά τοιχώµατα των βακτηρίων. Σε πολλά φρούτα και λαχανικά περιέχονται διάφορα παράγωγα του υδροξυκιναµικού οξέος (p-κουµαρικό οξύ, φερουλικό, καφεικό κ.α.) που εµφανίζουν αντιβακτηριακή και αντιµυκητιακή δρστηριότητα. Επίδραση του ph των τροφίµων στους µικροοργανισµούς και στον µεταβολισµό τους Οι περισσότεροι µικροοργανισµοί αναπτύσσονται σε θρεπτικά υλικά µε ph που µπορεί να κυµαίνεται µεταξύ 4.5 και 9, αλλά µε άριστη τιµή µεταξύ Υπάρχουν βέβαια και εξαιρέσεις όπως τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος και του οξικού οξέος, τα οποία φαίνεται ότι αυξάνονται ακόµα και σε ph<3.5. Οι µύκητες είναι πιο ανθεκτικοί από τα βακτήρια σε όξινες συνθήκες και το άριστο ph τους κυµαίνεται µεταξύ 4-6, αλλά µπορεί να φθάσουν σε τιµές από 2-9 για τις ζύµες και 2-11 για τους µυκηλιακούς µύκητες. Στον πίνακα 2 φαίνονται οι τιµές του ph στις οποίες αυξάνονται αρκετοί µικροοργανισµοί που απαντώνται στα τρόφιµα. ΠΙΝΑΚΑΣ 2 Μικροοργανισµοί ph Μυκηλιακοί µύκητες 0-11 Ζύµες 2-11 Βακτήρια του γαλακτικού οξέος Staphylococcus aureus Acetobacter spp. 4-9 Salmonella spp. 4-9 Eschrichia coli Yersinia enterocolitica Clostridium botulinum 5-8 Bacilus cereus 5-9 Vibrio parahaemolyticus 5-11 Clostridium perfrigens Campylobacter spp. 6-9 Vibrio spp. 6-9

13 Μερικά παθογόνα του ανθρώπου που ανήκουν στα γένη Clostridium spp. και Pseudomonas spp. είναι πολύ πιο ευαίσθητα στις αλλαγές του ph, ενώ αντίθετα άλλα όπως το E.coli, το Salmonella spp., το Staphylococcus spp. είναι λιγότερο ευαίσθητα. Πρέπει να σηµειωθεί ότι µία πτώση του ph του µέσου µπορεί να µη σηµαίνει αναστολή της αύξησης, αλλά σηµαντική µείωση της ειδικής ταχύτητας της αύξησης όπως π.χ. στο Staphylococcus aureus. Το βακτήριο αυτό αν και είναι ανθεκτικό σε ph 4.2 (δηλαδή παρουσιάζει αύξηση), µειώνεται σηµαντικά η ειδική ταχύτητα αύξησής του, όταν παρατηρείται µείωση του ph από 6 σε 5.4. Το Listeria monocytogenes φαίνεται ότι παρουσιάζει αρκετά µεγάλη αντοχή σε χαµηλά ph και παρουσιάζει αύξηση ακόµα σε ph 4.3. Το Clostridium botulinum παρουσιάζει αύξηση σε ελάχιστη τιµή ph 4.6, και στη τιµή αυτή παράγει και τοξίνη. Σε χαµηλότερες τιµές ph δεν παράγει τοξίνη. Επίσης η µείωση της τιµής του ph µειώνει τη δυνατότητα σποριογονίας (ph<6) του µικροοργανισµού, και την ανθεκτικότητα των σπορίων αυτών σε υψηλές θερµοκρασίες. Ένας άλλος παράγοντας που επηρεάζει την αύξηση των µικροοργανισµών, είναι το είδος του οξέος που χρησιµοποιείται για τη µείωση του ph. Στους γαλακτοβακίλλους παρατηρείται αύξηση και σε χαµηλότερα ph, όταν χρησιµοποιούνται κιτρικό, υδροχλωρικό, φωσφορικό, ταρταρικό οξύ για την µείωση του ph, σε αντίθεση µε το οξικό και το γαλακτικό. Φαίνεται ότι τα τελευταία επηρεάζουν και τις µεταβολικές λειτουργίες, παρεµβαίνοντας σε βασικές βιοχηµικές οδούς των µικροοργανισµών. Η αύξηση των µικροοργανισµών µπορεί να καθορίζεται από τη συνεργιστική δράση και άλλων παραγόντων παράλληλα µε το ph, όπως η συγκέντρωση του NaCl. Το Alcaligenes faecalis αναφέρεται ότι αυξάνει σε µεγαλύτερο εύρος ph όταν στα τρόφιµα υπάρχει 0.2Μ NaCl. Στον επόµενο πίνακα (Πίνακας 3) φαίνονται οι τιµές του ph αρκετών τροφίµων. Είναι φανερό ότι τα φρούτα, οι χυµοί, το ξύδι το κρασί είναι προϊόντα µε ph αρκετά χαµηλό για να υποστηρίξει την αύξηση των βακτηρίων. Η καλή µικροβιολογική ποιότητα των προϊόντων αυτών οφείλεται στις χαµηλές τιµές ph που έχουν. Επίσης είναι γνωστό ότι τα φρούτα και τα λαχανικά υφίστανται αλλοιώσεις κυρίως από µύκητες κα ζύµες, λόγω της ικανότητας των µικροοργανισµών αυτών να αυξάνονται σε τιµές ph<3.5.

14 ΠΙΝΑΚΑΣ 3 Ενδεικτικές τιµές του ph φρούτων και λαχανικών Λαχανικά ph Σπαράγγια Φασόλια Σακχαρότευτλα Μπρόκολο 6.5 Λάχανο Καρότα & 6.0 Σέλινο Καλαµπόκι 7.3 Μελιτζάνα 4.5 Μαρούλι 6.0 Ελιές Κρεµµύδια Ντοµάτες Σπανάκι Πατάτες Κολοκύθια Μαϊντανός Φρούτα Μήλα Μπανάνες Σύκα 4.6 Πεπόνι Πορτοκάλια Καρπούζι Σταφύλια

15 Στον πίνακα 4 αναφέρονται οι τιµές του ph των κυριότερων τροφίµων ζωικής προέλευσης. ΠΙΝΑΚΑΣ 4 Ενδεικτικές τιµές του ph γαλακτοκοµικών, κρέατος, και θαλασσινών Κρέας και πουλερικά ph Βοδινό Χοιρινό Μοσχαρίσιο 6.0 Κοτόπουλο Θαλασσινά Ψάρι Καλαµάρια 6.5 Καβούρι 7.0 Στρείδια Τόνος Γαρίδες Σολωµός Γαλακτοκοµικά προϊόντα Βούτυρο Ξυνόγαλα 4.5 Γάλα Κρέµα 6.5 Τυριά (τύπου Cheddar) 5.9 Φαίνεται ότι τα περισσότερα είδη κρέατος και τα θαλασσινά έχουν ph ~5.6. Το γεγονός αυτό κάνει τα τρόφιµα αυτά ιδανικό υπόστρωµα τόσο για την ανάπτυξη των βακτηρίων όσο και των ζυµών και των µυκήτων. Επίσης έχει παρατηρηθεί ότι εάν το κρέας προέρχεται από ταλαιπωρηµένα και κουρασµένα ζώα πριν από τη θανάτωσή τους, υπόκειται πολύ πιο εύκολα σε αλλοιώσεις από το κρέας των ξεκούραστων ζώων. Το γεγονός αυτό οφείλεται αποκλειστικά στα διαφορετικά ph που εµφανίζουν, διότι µετά τη θανάτωση του ζώου µετατρέπεται 1% του γλυκογόνου σε γαλακτικό οξύ, το οποίο µειώνει την τιµή του ph από το 7.4 σε 5.6, ανάλογα µε το είδος του ζώου. Εάν όµως το γλυκογόνο έχει καταναλωθεί λόγω της κόπωσης του ζώου τότε η µεταβολή αυτή στο ph δεν θα συντελεστεί µε αποτέλεσµα να γίνεται πιο ευνοϊκό περιβάλλον για τους µικροοργανισµούς.

16 Υπάρχουν τρόφιµα τα οποία παρουσιάζουν ρυθµιστικές ιδιότητες στις αλλαγές του ph (buffer). Συνήθως τέτοιες ιδιότητες εµφανίζουν τα πρωτεϊνούχα τρόφιµα, όπως το κρέας. Η επίδραση του ph στην αύξηση των µικροοργανισµών φαίνεται ότι προσδιορίζεται σε τρία επίπεδα: στο ίδιο το τρόφιµο θρεπτικό υπόστρωµα για τους µικροοργανισµούς, στην διαπερατότητα των µεµβρανών του µικροοργανισµού και στη µεταβολική δραστηριότητα του µικροοργανισµού. Η διαθεσιµότητα διαφόρων θρεπτικών συστατικών στο θρεπτικό υλικό µεταβάλλεται ανάλογα µε την ιοντική ισορροπία. Για παράδειγµα τα µεταλλικά ιόντα όπως τα Mg ++, σχηµατίζουν αδιάλυτα σύµπλοκα σε όξινο ph, ενώ τα ιόντα ψευδαργύρου σε αλκαλικό ph. Οι µικροοργανισµοί δεν µπορούν να παραλάβουν τα ιόντα όταν είναι σε αδιάλυτη µορφή και να τα χρησιµοποιήσουν ως συµπαράγοντες ενζύµων. Επίσης η διαπερατότητα των µεµβρανών επηρεάζεται από τις µεταβολές του ph, δηλαδή από τη µεταβολή των συγκεντρώσεων των Η + και ΟΗ -. Σε όξινο ph οι περµεάσες (ένζυµα της κυτ. µεµβράνης) που δεσµεύουν κατιόντα πληρούν τις αντίστοιχες θέσεις µε Η + και δεν µπορεί να διεκπεραιωθεί η µεταφορά σηµαντικών άλλων ιόντων για τις µεταβολικές διεργασίες του µικροβιακού κυττάρου, ενώ το αντίστοιχο συµβαίνει µε τα ιόντα ΟΗ - σε αλκαλικό ph. Οι ενζυµικές αντιδράσεις του µικροβιακού κυττάρου επηρεάζονται από το κυττοπλασµατικό ph, οι µεταβολές του οποίου πέρα από το άριστο προκαλούν µείωση της ταχύτητας της ενζυµικής αντίδρασης και κατά συνέπεια µείωση της µικροβιακής αυξήσεως. Βέβαια δεν συµπεριφέρονται όλα τα ένζυµα µε τον ίδιο µηχανισµό. Για παράδειγµα οι εξωκυτταρικές υδρολάσες είναι λιγότερο ευαίσθητες από τα ενδοκυτταρικά ένζυµα. Το κυτταρόπλασµα προστατεύεται από τις έντονες µεταβολές του ph από την κυττοπλασµατική µεµβράνη, η οποία είναι πολύ λίγο διαπερατή σε φορτισµένα ιόντα. Επίσης προστατεύονται λόγω της ισχυρής ρυθµιστικής λειτουργίας του κυτταροπλάσµατος. Τα διάφορα ασθενή οργανικά οξέα που χρησιµοποιούνται πολύ συχνά στα τρόφιµα ως ανασταλτικοί παράγοντες της δράσης των µικροοργανισµών (συντηρητικές ουσίες), εκτός από τη µείωση του ph του µέσου (τροφίµου) που προκαλούν, η δράση τους εµφανίζεται και σε άλλα επίπεδα: Α) Η µη ιονισµένη µορφή αυτών των οξέων διαπερνά ευκολότερα την κυττοπλαµατική µεµβράνη από τα Η+ και µπορεί να µεταβάλλει το ph του κυττοπλάσµατος των µικροβιακών κυττάρων. Τα οξέα αυτά είναι πιο ενεργά σε ph 5-6. Το παραβενζοϊκό οξύ αποτελεί εξαίρεση αλλά η χρήση του ως συντηρητική ουσία απαγορεύεται σε αρκετές χώρες.

17 Β) Ειδική τοξική δράση των ενώσεων αυτών. Μερικά από αυτά τα οξέα όπως το γαλακτικό, το οξικό, το κιτρικό χρησιµοποιούνται σε συγκεντρώσεις της τάξης του 1% ή και περισσότερο. Κάποια άλλα όµως οξέα όπως το βενζοϊκό, τα προπιονικό, το σορβικό, το θειώδες ή το νιτρώδες χρησιµοποιούνται σε χαµηλές συγκεντρώσεις %. Η δράση τους σχετίζεται µε διάφορες µεταβολικές οδούς του κυττάρου, γεγονός που τα κάνει πολύ πιο τοξικά για τους µικροοργανισµούς. Το θειώδες οξύ π.χ. εξασθενεί τις δισουλφιδικές γέφυρες των πρωτεϊνών, ενώ το σορβικό οξύ παρεµποδίζει τη χρήση των ακόρεστων λιπαρών οξέων ιδιαίτερα στις ζύµες και στους µύκητες. Επίδραση της υγρασίας των τροφίµων στην αύξηση των µικροοργανισµών Μία από τις πιο παλιές µεθόδους συντήρησης των τροφίµων είναι η ξήρανσή τους, χωρίς να είναι γνωστό πότε και που ακριβώς πρωτο-χρησιµοποιήθηκε. Το νερό των θρεπτικών υποστρωµάτων χρησιµοποιείται από τους µικροοργανισµούς για την αύξησή τους 1) ως διαλύτης των θρεπτικών συστατικών έτσι ώστε να µπορούν να απορροφηθούν από τα µικροβιακά κύτταρα και 2) ως χηµική ένωση που παίρνει µέρος σε πολλές αντιδράσεις του µεταβολισµού. Οι απαιτήσεις των µικροοργανισµών σε υγρασία εκφράζονται µε το υδατικό δυναµικό (a w ). Ως υδατικό δυναµικό ορίζεται ο λόγος της µερικής πίεσης των υδρατµών του θρεπτικού υλικού, ως προς την πίεση των υδρατµών του καθαρού νερού στην ίδια θερµοκρασία (a w = P/P 0 ). Το υδατικό δυναµικό συνδέεται µε τη σχετική υγρασία του περιβάλλοντος (RH) µε τον ακόλουθο τρόπο: RH=100Xa w. Το καθαρό νερό έχει a w =1, ένα διάλυµα NaCl 22% έχει a w =0.86, ενώ ένα κορεσµένο διάλυµα NaCl έχει a w =0.75. Τα περισσότερα τρόφιµα έχουν a w ~0.99. Σε γενικές γραµµές τα βακτήρια απαιτούν υψηλότερες τιµές υδατικού δυναµικού για την αύξησή τους από τους µύκητες και µάλιστα τα Gram βακτήρια υψηλότερες τιµές από τα Gram +. Στον πίνακα 5 φαίνονται οι ελάχιστες τιµές υδατικού δυναµικού που απαιτούν οι σηµαντικότεροι µικροοργανισµοί που ανιχνεύονται στ τρόφιµα.

18 ΠΙΝΑΚΑΣ 5 Ελάχιστη τιµή υδατικού δυναµικού a w των σηµαντικότερων µικροοργανισµών που απαντώνται στα τρόφιµα Μικροοργανισµοί a w Μικροοργανισµοί a w Βακτήρια 0,9 Βακτήρια αλόφιλα 0,75 (αλλοιώσεις τροφίµων) Ζύµες (αλλοιώσεις 0,88 Ζύµες οσµώφιλες 0,60 τροφίµων) Μύκητες (αλλοιώσεις τροφίµων) 0,80 Μύκητες ξηροφιλικοί 0,61 Clostridium 0,97 Trichosporon 0,91 botulinum Type E pollulans Pseudomonas spp. 0,97 Candida 0,90 zeylanoides Acinetobacter spp. 0,96 Endomyces 0,89 vernalis Escherichia coli 0,96 Staphylococcus 0,86 aureus Enterobacter 0,95 Alternaria citri 0,84 aerogenes Bacillus subtilis 0,95 Penicillium patulum 0,81 Clostridium 0,94 Aspergillus glaucus 0,70 botulinum Type A & B Vibrio 0,94 Aspergillus conicus 0,70 parahaemolyticus Candida utilis 0,94 Aspergillus 0,64 echinulatus Botrytis cinerea 0,93 Sacharomyces 0,62 rouxii Rhizopus stolonifer 0,93 Monascus bisporus 0,61 Mucor spinosus 0,93 Candida scotti 0,92 Από τα βακτήρια που προκαλούν τροφογενείς δηλητηριάσεις, το Staphylococcus aureus µπορεί να αυξάνεται σε θρεπτικό υλικό µε a w ~0.86, ενώ το Clostridium botulinum δεν µπορεί να αυξηθεί σε θρεπτικό υλικό µε a w <0.94. Η µείωση της τιµής του υδατικού δυναµικού του µέσου, προκαλεί στους µικροοργανισµούς µείωση του κυττοπλασµατικού τους όγκου, γεγονός που επηρεάζει το µεταβολισµό τους. Ένα οσµωτικό σοκ µετά από µείωση του a w από 0.96 σε 0.88, προκαλεί στις ζύµες Zygosaccharomyces mellis και Kloeckera antillarum αντίστοιχη µείωση του κυτταρ. όγκου από 31 σε 3µm 3.

19 Είναι πολύ σηµαντική επίσης για τη βιωσιµότητα των κυττάρων η ταχύτητα µε την οποία γίνεται η µεταβολή αυτή. Η ανθεκτικότητα είναι µεγαλύτερη εάν η αλλαγή συµβεί σε µεγάλο χρονικό διάστηµα και όχι αµέσως. Στην αρχή, το οσµωτικό στρες προκαλεί στα κύτταρα διαφυγή των µορίων νερού, στη συνέχεια όµως ενεργοποιούνται µηχανισµοί ρύθµισης οι οποίοι συσσωρεύουν διαλυµένες ουσίες µε σκοπό να διατηρήσουν τον όγκο του κυττάρου σταθερό, και να περιορίσουν την αποδιάταξη των µακροµορίων του κυττάρου που οφείλεται στις ισχυρές ιοντικές δυνάµεις που αναπτύσσονται. Η διεργασία αυτή επιτυγχάνεται µε τη σύνθεση ή µε τη µεταφορά στο κύτταρο ενώσεων οσµω-προστατευτικών. Μία από τις πρώτες αντιδράσεις του κυττάρου είναι η συσσώρευση γλουταµινικού καλίου τόσο στα βακτήρια όσο και στους µύκητες. Στη συνέχεια τα κύτταρα ανταλλάσσουν το γλουταµινικό κάλιο µε άλλες διαλυµένες ουσίες µη φορτισµένες όπως η προλίνη και η βεταίνη. Παρατηρείται επίσης συσσώρευση τρεχαλόζης. Οι ζύµες και οι µύκητες και ιδιαίτερα οι οσµώφιλες ζύµες και οι ξηροφιλικοί µύκητες αναφέρεται ότι αυξάνονται σε µέσα µε a w =0.60 και a w =0.65 αντίστοιχα. Είναι σηµαντικό επίσης ποια ένωση χρησιµοποιείται για τη ρύθµιση της τελικής τιµής του υδατικού δυναµικού. Εάν χρησιµοποιείται αλάτι, τότε η συγκέντρωση του NaCl που απαιτείται για να φθάσει το a w <0.80 είναι πολύ υψηλή. Στον Πίνακα 6 φαίνεται η σχέση της συγκέντρωσης του NaCl που προστίθεται σε ένα θρεπτικό υλικό (τρόφιµο) και του a w. ΠΙΝΑΚΑΣ 6 Σχέση µεταξύ του υδατικού δυναµικού (a w ) και της συγκέντρωσης άλατος (NaCl) aw Συγκέντρωση NaCl Mol % w/v 0,995 0,15 0,9 0,99 0,30 1,7 0,98 0,61 3,5 0,96 1,20 7 0,,94 1, ,92 2, ,90 2, ,88 3, ,86 3,81 22 Τα περισσότερα φρέσκα τρόφιµα όπως τα φρούτα, λαχανικά, το κρέας, το γάλα, τα ψάρια έχουν υδατικό δυναµικό που κυµαίνεται µεταξύ 0.97 και Όλα λοιπόν τα τρόφιµα αυτά είναι πρόσφορα για βακτηριακή ανάπτυξη εκτός από τα φρούτα λόγω

20 του χαµηλού ph και της σχετικά µειωµένης τιµής υδατικού δυναµικού λόγω των σακχάρων που περιέχουν. Τα γλυκίσµατα, τσουρέκια, κουλούρια είναι επίσης πιο ευαίσθητα στις µολύνσεις από µύκητες (Aspergillus sp., Penicillium sp., Rhizopus sp.) λόγω της χαµηλής τιµής a w (διαλυµένα σάκχαρα). Επίδραση του οξυγόνου των τροφίµων και του οξειδωτικού στρες στην αύξηση των µικροοργανισµών Το οξυγόνο επιδρά στον µεταβολισµό των µικροοργανισµών µε τρεις τρόπους: Α) Τροποποίηση του οξειδοαναγωγικού δυναµικού. Η παρουσία του Ο 2 δηµιουργεί ένα θετικό οξειδο-αναγωγικό δυναµικό, ενώ η απουσία του σε οργανικά υποστρώµατα πλούσια σε αναγωγικές ενώσεις (οργανικά οξέα, αναγωγικά σάκχαρα, SH - ) οδηγεί το δυναµικό σε αρνητικές τιµές. Β) Τελικός αποδέκτης ηλεκτρονίων για τους αυστηρά αερόβιους µικροοργανισµούς. Γ) ηµιουργεί ισχυρούς οξειδωτικούς παράγοντες Οι µικροοργανισµοί κατατάσσονται ανάλογα µε τις απαιτήσεις τους σε Ο 2 σε αυστηρά αερόβιους, προαιρετικά αερόβιους, αυστηρά αναερόβιους και µικροαερόφιλους. Οι αυστηρά αερόβιοι µικροοργανισµοί χρησιµοποιούν το Ο 2 ως τελικό αποδέκτη ηλεκτρονίων και διαθέτουν τα ένζυµα καταλάση και δισµουτάση του υπεροξειδίου µε τα οποία διασπούν το υπεροξείδιο του υδρογόνου και τις ελεύθερες ρίζες οξυγόνου. Παραδείγµατα τέτοιων µικροοργανισµών ανήκουν στα βακτηριακά γένη Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus, Acinetobacter, στα βακτήρια του οξικού οξέος και βέβαια οι µύκητες. Οι µικροοργανισµοί αυτοί αναπτύσσονται στην επιφάνεια των τροφίµων. Οι προαιρετικά αναερόβιοι αναπτύσσονται τόσο παρουσία όσο και απουσία του Ο 2. ιαθέτουν δηλαδή τη βιοχηµική οδό της αναπνοής αλλά και τα ένζυµα των ζυµωτικών αντιδράσεων. Παρατηρείται βέβαια µειωµένη αύξηση σε αναερόβιες συνθήκες ή οι µικροοργανισµοί παρουσιάζουν περισσότερες θρεπτικές απαιτήσεις (αυξητικοί παράγοντες) στις συνθήκες αυτές. Σε αυτή τη κατηγορία ανήκουν τα εντεροβακτήρια, το γένος Staphylococcus. Τα αυστηρά αναερόβια και τα µικροαερόφιλα έχουν υποχρεωτικό ζυµωτικό µεταβολισµό. Στα αυστηρά αναερόβια βακτήρια όπως το γένος Clostridium, Bacteroides, Peptococcus, Propionibacterium, το Ο 2 παρουσιάζει τοξική δράση ενώ τα µικροαερόφιλα γένη όπως το Lactobacillus, Lactococcus, Pediococus επιβιώνουν παρουσία του οξυγόνου σε χαµηλή πίεση. Και στις δύο αυτές κατηγορίες βακτηρίων δεν υπάρχει το ένζυµο καταλάση, αλλά τα µικροαερόφιλα διαθέτουν εναλλακτικούς µηχανισµούς.

21 Οι οξειδωτικές µορφές που προκύπτουν από το Ο 2 είναι οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου (Ο - 2 ), το Η 2 Ο 2 και το ΟΗ -. Οι Ο - 2 έχουν τη τάση να µετατρέπονται παρουσία δισθενών ιόντων σιδήρου, ή του ενζύµου δισµουτάση του υπεροξειδίου, σε ρίζες ΟΗ - οι οποίες είναι ισχυροί οξειδωτικοί παράγοντες για τα βιοµόρια. Μετατρέπονται τελικά σε Η 2 Ο και Ο 2 από την καταλάση. Επίσης δηµιουργούν οργανικά υπεροξείδια που διασπώνται αντίστοιχα από άλλες υπεροξειδάσες. Οι ελεύθερες ρίζες υπεροξειδίου που δεν καταστρέφονται από τις υπεροξειδάσες προκαλούν στα κύτταρα τέτοιες οξειδωτικές αντιδράσεις (στα λιπίδια των µεµβρανών, στις πρωτείνες και αµινοξέα, στα νουκλεϊκά οξέα) που επιφέρουν τη µείωση της αύξησης και τον κυτταρικό θάνατο. Υπάρχει και η κατηγορία των αερο-ανθεκτικών βακτηρίων, όπως τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος, τα οποία διαθέτουν το ένζυµο καταλάση. Οι εντερόκοκκοι, οι λακτόκοκκοι και οι λακτοβάκιλλοι παράγουν µία υπεροξειδάση που χρησιµοποιεί το NADH 2 ως αναγωγικό παράγοντα, ενώ άλλα βακτήρια συνθέτουν το ένζυµο δισµουτάση του υπεροξειδίου. Τα βιολογικά υλικά και κατά συνέπεια και τα τρόφιµα είναι φτωχά σε διαλυµένο οξυγόνο, διότι το αέριο αυτό δεν διαλύεται στο νερό. Αντίθετα είναι πλούσια σε αναγωγικές ενώσεις και για τον λόγο αυτό έχουν αρνητικό οξειδοαναγωγικό δυναµικό. Στις επιφάνειες όµως των τροφίµων που έρχονται σε επαφή µε τον αέρα, επικρατεί ακριβώς το αντίθετο. Το κρέας, η σάρκα των ψαριών, το γάλα που έχουν ενιαίο όγκο και έχουν υγρασία είναι αναγωγικά περιβάλλοντα (περίπου -250V δυναµικό οξειδοαναγωγής). Στο εσωτερικό τους κινδυνεύουν να µολυνθούν από βακτήρια προαιρετικά αναερόβια που προκαλούν οξίνιση όπως τα εντεροβακτήρια, τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος ή αυστηρά αναερόβια που προκαλούν σήψη όπως στελέχη του γένους Clostridium. Αντίθετα στην επιφάνειά τους µολύνονται από µικροοργανισµούς αερόβιους, µεσόφιλους ή ψυχρότροφους. Τα φρέσκα φυτικά προϊόντα είναι ζωντανά και αναπνέουν χάρις στη δοµή τους που επιτρέπει την κυκλοφορία του αέρα και διαθέτουν θετικό δυναµικό οξειδοαναγωγής. Μολύνονται λοιπόν κυρίως από µύκητες ή από αερόβια βακτήρια. Εάν όµως τα προϊόντα αυτά υποστούν επεξεργασία όπως πολτοποίηση, ή δηµιουργία χυµού, ή απλά µαγείρεµα, διαδικασίες που αποµακρύνουν τον αέρα, τότε µετατρέπονται σε αναγωγικά µέσα. Στις περιπτώσεις αυτές µολύνονται κυρίως από ζύµες ή από βακτήρια που προκαλούν οξίνιση.

22 Τα τρόφιµα που βρίσκονται υπό µορφή σκόνης (αλεύρι, δηµητριακά, γάλα σκόνη, λαχανικά σκόνη) αερίζονται κα για τον λόγο αυτό αλλοιώνονται κυρίως από µύκητες ή αερόβια βακτήρια. Εξωγενείς παράγοντες που επηρεάζουν την αύξηση των µικροοργανισµών στα τρόφιµα Θερµοκρασία συντήρησης των τροφίµων Είναι γνωστό ότι οι µικροοργανισµοί αυξάνονται σε µεγάλο εύρος θερµοκρασιών. Για το λόγο αυτό για την επιλογή της θερµοκρασίας συντήρησης των τροφίµων θα πρέπει να λαµβάνεται υπόψιν το εύρος των θερµοκρασιών αύξησης κάποιων µικροοργανισµών σηµαντικών για τις αλλοιώσεις τροφίµων. Οι θερµοκρασίες αύξησης των µικροοργανισµών κυµαίνονται από 34 o C +90 o C. Οι µικροοργανισµοί χωρίζονται σε τρεις οµάδες ανάλογα µε τις θερµοκρασίες αύξησης: Α) Ψυχρόφιλοι είναι οι µικροοργανισµοί που αυξάνονται ικανοποιητικά σε θ<20 o C και παρουσιάζουν άριστη θερµοκρασία µεταξύ o C. Β) Μεσόφιλοι είναι οι µικροοργανισµοί που αυξάνονται ικανοποιητικά µεταξύ o C και παρουσιάζουν άριστη θερµοκρασία µεταξύ o C. Γ) Θερµόφιλοι είναι οι µικροοργανισµοί που αυξάνονται ικανοποιητικά σε θερµοκρασία > 45 o C και παρουσιάζουν την άριστη θερµοκρασία αύξησής τους µεταξύ o C. Τα πιο γνωστά ψυχρόφιλα βακτηριακά γένη που απαντώνται στα τρόφιµα είναι το Alcaligenes, Pseudomonas, Streptococcus. Επίσης ψυχρόφιλα στελέχη από τα γένη Brochothrix, Flavobacterium, Lactobacillus, Micrococcus. Τα βακτήρια αυτά αυξάνονται στη θερµοκρασία συντήρησης των ψυγείων και αλλοιώνουν τρόφιµα όπως τα κρέατα, ψάρια, κοτόπουλο, αυγά κ.α. Εάν κάνουµε διαδοχικές αραιώσεις από αλλοιωµένα τρόφιµα ψυγείων θα καταµετρηθούν πολύ µεγαλύτεροι βακτηριακοί πληθυσµοί στα τρυβλία που θα επωαστούν στους 7 o C για 7 ηµέρες από τα τρυβλία που θα επωαστούν στους 30 o C. Τα µεσόφιλα είδη ευρίσκονται µεταξύ των γενών που ήδη αναφέρθηκαν και βέβαια ανιχνεύονται και αυτά στις θερµοκρασίες του ψυγείου. Πρέπει να τονιστεί ότι κάποιοι µικροοργανισµοί µπορούν και αυξάνονται σε ένα εύρος θερµοκρασίας από 0-30 o C (Streptococcus faecalis). Τα πιο σηµαντικά θερµόφιλα βακτήρια για τα τρόφιµα ανήκουν στα γένη Bacillus και Clostridium. Όσα είδη είναι θερµόφιλα παρουσιάζουν µεγάλο ενδιαφέρον διότι σχηµατίζουν ενδοσπόρια, γεγονός που τα κάνει ανθεκτικά σε αρκετές επεξεργασίες τροφίµων µε θέρµανση. Το γένος Clostridium παρουσιάζει µεγάλο οικονοµικό

23 ενδιαφέρον για την κονσερβοποίηση επειδή είναι και υποχρεωτικά αναερόβιος µικροοργανισµός. Οι µύκητες αναπτύσσονται επίσης σε µεγάλο εύρος θερµοκρασιών. Στελέχη των γενών Aspergillus, Thamnidium, Cladosporium αναπτύσσονται στο ψυγείο και αλλοιώνουν τρόφιµα όπως αυγά, εξωτερική επιφάνεια βοδινού κρέατος, φρούτα. Οι ζύµες πιο συχνά απαντώνται ως ψυχρόφιλοι και µεσόφιλοι µικροοργανισµοί. Η επιλογή όµως της θερµοκρασίας συντήρησης ενός τροφίµου πρέπει να λαµβάνει υπόψη και τη διατήρηση των οργανοληπτικών του ιδιοτήτων. Οι µπανάνες π.χ. είναι καλύτερα να συντηρούνται στους o C και γενικότερα τα φρούτα κα τα λαχανικά γύρω στους 10 o C. Η επιτυχία όµως της συντήρησης των τροφίµων δε είναι ανεξάρτητη από τη σχετική υγρασία του χώρου συντήρησης και την παρουσία αερίων όπως το CO 2 και O 3. Για τις ευαίσθητες τροφές όµως, η θερµοκρασία παραµένει ο σηµαντικότερος παράγοντας που επηρεάζει τις συνθήκες αλλοίωσης. Στο φρέσκο κοτόπουλο η ταχύτητα αλλοίωσης στους 10 o C είναι διπλάσια από την ταχύτητα στους 5 o C και στους 15 o C είναι τριπλάσια. Σχετική υγρασία του χώρου συντήρησης των τροφίµων Όπως ήδη αναφέρθηκε η σχετική υγρασία του χώρου είναι σηµαντική διότι επηρεάζει το υδατικό δυναµικό του τροφίµου και κατά συνέπεια την αύξηση των µικροοργανισµών. Εάν τρόφιµα µε χαµηλό υδατικό δυναµικό βρεθούν σε περιβάλλον µε υψηλή τιµή σχετικής υγρασίας, τότε απορροφούν υγρασία µέχρι να αποκατασταθεί ισορροπία. Το αποτέλεσµα είναι η τελική αύξηση του υδατικού δυναµικού των τροφίµων και η ανάπτυξη των µικροοργανισµών. Παρουσία αερίων CO 2 και O 3 στο χώρο συντήρησης των τροφίµων (ελεγχόµενη ατµόσφαιρα) Η συντήρηση των τροφίµων σε ατµόσφαιρα που περιέχει αυξηµένη συγκέντρωση CO 2 (έως 10%), ονοµάζεται συντήρηση σε ελεγχόµενη ατµόσφαιρα. Η χρήση ελεγχόµενης ατµόσφαιρας στη συντήρηση φρούτων και λαχανικών (ιδιαίτερα µήλων και αχλαδιών) είναι γνωστή από παλιά (1910). Εφαρµόζεται σε αρκετές χώρες και δεν υπερβαίνει το 10% σε συγκέντρωση. Συνήθως η πηγή του CO 2 είναι µηχανική ή ξηρός πάγος. Καθυστερεί την αύξηση των µυκήτων και πιθανόν λειτουργεί ως ανταγωνιστής του αιθυλενίου που είναι παράγοντας ωρίµανσης των τροφίµων.

24 Το O 3 επίσης παρουσιάζει αντίστοιχη δράση σε κάποια τρόφιµα. Χρησιµοποιείται σε πολύ µικρή συγκέντρωση (ppm) και αποφεύγεται η χρήση του σε τρόφιµα µε υψηλή περιεκτικότητα σε λιπαρά διότι είναι ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας και κατά συνέπεια αυξάνει την οξείδωση των λιπαρών οξέων (ταγγίλα). Και τα δύο αέρια χρησιµοποιούνται για την καθυστέρηση αλλοιώσεων στην επιφάνεια του βοδινού κρέατος.

25 ΑΛΛΟΙΩΣΕΙΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΓΕΝΙΚΑ Αλλοίωση µίας τροφής µπορεί να ορισθεί ως το σύνολο των αλλαγών σε βασικά χαρακτηριστικά της τροφής, γεγονός που την κάνει ανεπιθύµητη ή και µή κατάλληλη για τον αρχικό της προορισµό. Η αλλοιωµένη τροφή δεν είναι αναγκαστικά βλαβερή ή παθογόνα, αλλά µπορεί να είναι απλά απωθητική ή µη ευχάριστη. Οι αλλοιώσεις στις τροφές µπορεί να µην προκαλούνται πάντα από τον αποτυχηµένο τρόπο παραγωγής ή παρασκευής, αλλά επίσης να προκαλούνται κατά τη διάρκεια της συσκευασίας, της διανοµής ή του ελέγχου ποιότητας. Ακόµη αλλοιώσεις σηµειώνονται κατά τα στάδια όπου οι τροφές δεν βρίσκονται στα χέρια του παραγωγού ή του προµηθευτή πλέον, αλλά του ίδιου του καταναλωτή. Συνήθως για να έχουµε αλλοίωση µιας τροφής πρέπει να συντρέχουν πάνω από µία αιτίες και δεν είναι πάντα προιόν µικροβιολογικής δράσης, άλλά επίσης ενζυµικής (π.χ. σχηµατισµός ζελατίνης στο UHT γάλα που οφείλεται σε ενζυµικές µεταβολές), και χηµικής (π.χ. αλλαγές χρώµατος σε ευαίσθητα προιόντα φρούτων όταν αντιδρούν µε το ατµοσφαιρικό Ο 2 ). Οι αλλοιώσεις όµως που οφείλονται σε µικροβιολογική δράση είναι οι πιο σοβαρές. Ο αριθµός και οι τύποι µικροοργανισµών που προκαλούν αλλοιώσεις στις τροφές είναι πολύ µεγαλύτερος σε τάξη µεγέθους από αυτούς που προκαλούν τροφικές δηλητηριάσεις. Επιπλέον είναι σύνηθες να παρατηρούνται φαινόµενα προσαρµογής στους µικροοργανισµούς, δηλαδή να αναπτύσσεται µία συγκεκριµένη µικροβιολογική χλωρίδα (ή πληθυσµός) σε ένα χώρο επεξεργασίας τροφίµων (π.χ. εργοστάσιο), και η οποία µπορεί να είναι ανθεκτική σε ενώσεις που χρησιµοποιούνται στα στάδια επεξεργασίας της τροφής όπως αλάτι, ζάχαρη ή ξύδι. Είναι γνωστό ακόµη, ότι δεν έχουν αναγνωριστεί και περιγραφεί όλα τα στελέχη µικροοργανισµών που προκαλούν τροφικές αλλοιώσεις. Τέλος για κάθε επεξεργασµένο προιόν τροφής, υπάρχει ένα εύρος ασφαλείας, το οποίο απλώς διασφαλίζει ότι για κάθε δείγµα στη συγκεκριµένη παρτίδα του προιόντος η πιθανότητα αλλοιώσεως είναι πολύ χαµηλή.

26 ΜΟΛΥΝΣΗ- ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΚΑΙ ΑΛΛΟΙΩΣΕΙΣ ΤΩΝ ΤΡΟΦΙΜΩΝ 1. ΛΑΧΑΝΙΚΑ ΚΑΙ ΦΡΟΥΤΑ Τα φρούτα και τα λαχανικά αποτελούν ιδιαίτερη περίπτωση τροφών ως προς τη µόλυνσή τους από τους µικροοργανισµούς, λόγω των βιολογικών και των χηµικών χαρακτηριστικών τους. Οι οργανοληπτικές αλλοιώσεις των προϊόντων αυτών, που προκύπτουν µετά από µικροβιολογικές µολύνσεις, είναι πολύ σηµαντικές και είναι τεράστιας οικονοµικής σηµασίας. Υπολογίζεται ότι το ¼ της παραγωγής αυτών των τροφίµων αλλοιώνεται πριν από την κατανάλωσή του. Αντίθετα οι αλλοιώσεις αυτές δεν έχουν συνήθως σηµαντικές επιπτώσεις στην υγεία των καταναλωτών. Τα τελευταία χρόνια όµως µε τις αλλαγές στις διαιτολογικές συνήθειες και στη διακίνηση των τροφίµων µέσα από µία πιο διεθνοποιηµένη αγορά (µεγαλύτερες ποσότητες τροφίµων διακινούνται και σε µεγαλύτερες αποστάσεις), έχουν προκύψει καινούργιοι τύποι αλλοιώσεων πολύ πιο επικίνδυνοι για την υγεία του καταναλωτή. Παράδειγµα αποτελεί η γενικευµένη χρήση κατεψυγµένων λαχανικών και η µόλυνσή τους από το Yersinia enterocolitica. Επίσης η επεξεργασία των λαχανικών και των φρούτων έτσι ώστε να πάρουν πιο εµπορεύσιµες µορφές (τεµαχισµός, καθάρισµα, χυµοί κ.α.), τα αποδυναµώνει από κάποια βιολογικά χαρακηριστικά τους και έτσι τα εκθέτει σε µικροοργανισµούς που σχετίζονται µε τον χώρο επεξεργασίας, το προσωπικό επεξεργασίας κ.α. ΛΑΧΑΝΙΚΑ Τα λαχανικά αποτελούν µία αρκετά ετερογενή οµάδα τροφίµων η οποία προσδιορίζεται περισσότερο µε όρους καταναλωτικούς (λαχανικά που καταναλώνονται ωµά ή µαγειρεµένα) και περιλαµβάνει άνθη φυτών, καρπούς, σπόρια, φύλλα, ρίζες και βλαστό. Μόλυνση Οι µικροοργανισµοί που αποτελούν τη κανονική µικροχλωρίδα των λαχανικών προέρχονται από τον αέρα και τη σκόνη, το νερό και το έδαφος, ιδιαίτερα εάν πρόκειται για λαχανικά που έρχονται σε στενή επαφή µε το χώµα πριν από τη συλλογή τους. Στην περίπτωση αυτή επιβαρύνονται και από τους µικροοργανισµούς που απαντώνται στα κόπρανα των ζώων και που πολύ συχνά χρησιµοποιούνται για λίπανση των φυτών.

27 Τα σηµαντικότερα γένη µικροοργανισµών που συνιστούν αυτή τη µικροχλωρίδα φαίνονται στον επόµενο Πίνακα (Πίνακας 7): Πίνακας 7 Σηµαντικότερα γένη µικροοργανισµών που αποτελούν την µικροχλωρίδα των λαχανικών Βακτήρια Μύκητες Ζύµες Gram - βάκιλλοι Βακτήρια του γαλακτικού οξέος Gram + Γένος Pseudomonas Alcaligenes Chromobavterium Flavobacterium Enterobacter Lactobacillus Streptococcus Leuconostoc Bacillus Micrococcus Corynebacterium Fusarium Alternaria Aureobasidium Penicillium Sclerotinia Botrytis Rhizopus Μεγάλη ποικιλία Τα λαχανικά αµέσως µετά από τη συλλογή τους τοποθετούνται σε ειδικά δοχεία και µεταφέρονται κατευθείαν στην αγορά ή για περαιτέρω επεξεργασία. Στη φάση αυτή µολύνονται από τους µικροοργανισµούς που ενδηµούν στα δοχεία ή στα µέσα µεταφοράς εάν δεν έχουν απολυµανθεί, ή από το προσωπικό που παίρνει µέρος στη διαδικασία αυτή. Επίσης έρχονται σε επαφή λαχανικά από διαφορετικά σηµεία και πιθανά και διαφορετικά µικροβιολογικά φορτία, και µε τη διαδικασία αυτή µολύνονται µεταξύ τους. Όλες αυτές οι διαδικασίες συνήθως οδηγούν και σε µηχανικές βλάβες των λαχανικών οι οποίες διευκολύνουν την είσοδο των µικροοργανισµών στο εσωτερικό των λαχανικών. Συντήρηση i) Ασηψία Είναι µία σειρά από πρακτικές υγιεινής που πρέπει να ακολουθούνται για την αποφυγή της µόλυνσης των λαχανικών από µεγάλες ποσότητες µικροοργανισµών. ηλαδή τα δοχεία και οι χώροι γενικότερα που τοποθετούνται τα λαχανικά για τη

28 µεταφορά τους και την έκθεσή τους προς πώληση, θα πρέπει να καθαρίζονται συχνά και πιθανά να απολυµαίνονται µετά από κάθε χρήση. Έτσι αποφεύγεται η µόλυνση υγιών λαχανικών από τους µικροοργανισµούς που εγκαταστάθηκαν στο χώρο από τις προηγούµενες παρτίδες και βέβαια τους δόθηκε ο χρόνος να πολλαπλασιαστούν, αφού συνήθως σε τέτοια σηµεία υπάρχουν ευνοϊκές συνθήκες (υγρασία, θερµοκρασία) για την αύξηση των µικροοργανιµών. Ο σοβαρότερος κίνδυνος στις περιπτώσεις αυτές είναι η µόλυνση µε θερµοανθεκτικά σπόρια βακτηρίων, όπως το Clostridium thermosaccharolyticum. Οι βακτηριακοί πληθυσµοί στα φρέσκα λαχανικά κυµαίνονται από βακτ. κύτταρα ανά γραµµάριο και εξαρτώνται από το είδος του λαχανικού και τις συνθήκες που επικρατούν. Επίσης συχνά γίνεται προσπάθεια αποµάκρυνσης µεγάλου αριθµού µικροοργανισµών µε πλύσιµο των λαχανικών. Στις περιπτώσεις αυτές είναι πολύ σηµαντικό το νερό που χρησιµοποιείται να είναι καλής µικροβιολογικής ποιότητας, διότι σε αντίθετη περίπτωση το αποτέλεσµα είναι αύξηση του µικροβιολογικού φορτίου (νερό που έχει ξαναχρησιµοποιηθεί, ανακυκλωµένο νερό). Συχνά χρησιµοποιείται νερό µε απορυπαντικό ή χλωριωµένο νερό για την αποµάκρυνση των µικροοργανισµών, αν και µία άλλη παραλαγή της µεθόδου αυτής είναι ο ψεκασµός των λαχανικών για να αποφεύγονται παράλληλα και τυχόν τραυµατισµοί των λαχανικών. Είναι βέβαιο πάντως ότι η υγρασία που προστίθεται στα λαχανικά µε αυτούς τους τρόπους, µπορεί να ευνοήσει την αύξηση των µικροοργανισµών και το αποτέλεσµα να είναι ακριβώς το αντίθετο. ii) Χρήση θέρµανσης Τα λαχανικά που πρόκειται να υποστούν κάποια επεξεργασία, όπως αφυδάτωση, κατάψυξη, ή κονσερβοποίηση συχνά τοποθετούνται σε βραστό νερό για κάποια λεπτά. Με τη διαδικασία αυτή µπορεί να µειωθεί ο αριθµός των µικροοργανισµών κατά 1000 έως φορές. iii) Χρήση χαµηλών θερµοκρασιών Το κάθε είδος λαχανικού έχει διαφορετική άριστη θερµοκρασία ψύξεως αλλά και σχετική υγρασία. Οι πατάτες π.χ. γλυκαίνουν σε θερµοκρασίες χαµηλότερες από 2 4 ο C και για το λόγο αυτό φυλάσσονται σε πιο υψηλές θερµοκρασίες εάν πρόκειται να χρησιµοποιηθούν για τσιπς. Συχνά προηγείται η διαδικασία της προ-ψύξης, η οποία περιλαµβάνει ψέκασµα µε κρύο νερό αµέσως µετά από τη συγκοµιδή του προϊόντος (π.χ. µαρούλι, σπανάκι). Η κατάψυξη των λαχανικών πιστεύεται ότι µειώνει τουλάχιστον στο µισό το µικροβιολογικό φορτίο, εξαρτάται πάντα όµως από τις συνθήκες. Η ποιότητα του κατεψυγµένου προϊόντος εξαρτάται από τον πληθυσµό των µικροοργανισµών που

29 υπήρχαν στο προϊόν πριν καταψυχθεί. Κατά τη διάρκεια της κατάψυξης µειώνονται σταθερά οι µικροοργανισµοί, αλλά υπάρχουν σίγουρα κάποια κύτταρα που επιβιώνουν από τα περισσότερα είδη µικροοργανισµών που υπήρχαν αρχικά. Είδη του γένους Micrococcus, είναι τα πιο συνηθισµένα σε λαχανικά κατεψυγµένα όπως το καλαµπόκι και ο αρακάς, αλλά επίσης ανιχνεύονται είδη από τα γένη Achromobacter και Enterobacter. Επίσης κάποια από τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος εντοπίζονται συχνά στον κατεψυγµένο αρακά. Τα κατεψυγµένα λαχανικά απαντώνται στο εµπόριο σε µικρές ποσότητες (πακέτα) και συνιστάται η χρήση τους κατευθείαν από την κατάψυξη και ποτέ η αργή απόψυξή τους. Αυτό γίνεται για να αποφευχθεί η αύξηση παθογόνων µικροοργανισµών που τυχόν βρίσκονται σε µικρό αριθµό στο κατεψυγµένο προϊόν, αλλά η παραµονή του σε θερµοκρασία δωµατίου µπορεί να αυξήσει δραµατικά τον αριθµό τους. Παράδειγµα αποτελεί το κατεψυγµένο καλαµπόκι που έχει µολυνθεί από στελέχη του Staphylococcus aureus που παράγουν εντεροτοξίνη. Η τοξίνη αυτή δεν καταστρέφεται πάντα µε το µαγείρεµα. Εάν βγεί από την κατάψυξη και παραµείνει για µία ηµέρα σε θερµοκρασία δωµατίου, ο χρόνος αυτός είναι αρκετός για την αύξηση του πληθυσµού του µικροοργανισµού και για την παραγωγή τόσης τοξίνης που µπορεί να προκαλέσει τροφική δηλητηρίαση. Επίσης συχνά έχουν εντοπιστεί κατεψυγµένα λαχανικά µολυσµένα µε Clostridium botulinum, αλλά ευτυχώς οι συνθήκες που επιτρέπουν την αύξηση του µικροοργανισµού και την παραγωγή τοξίνης δεν απαντώνται συχνά. iv) Ξήρανση αφυδάτωση Τα τελευταία χρόνια έχουν αυξηθεί τα προϊόντα µε αφυδατωµένα λαχανικά στο εµπόριο (π.χ. σούπες), λόγω των βελτιωµένων µεθόδων που έχουν πλέον αναπτυχθεί από τη Βιοµηχανία τροφίµων για την ξήρανση αφυδάτωση των λαχανικών. Η πιο κοινή µέθοδος περιλαµβάνει τον τεµαχισµό των λαχανικών σε µικρά κοµµάτια, την µερική αφυδάτωσή τους και στην συνέχεια τοποθετούνται σε κλειστούς περιστρεφόµενους θαλάµους, όπου εφαρµόζεται θέρµανση και πίεση. Όταν η πίεση διακόπτεται αυτόµατα, χάνεται επιπλέον υγρασία και το σηµαντικότερο δηµιουργείται ένα πορώδες δίκτυο µέσα στη µάζα του λαχανικού το οποίο επιτρέπει την περαιτέρω ξήρανση αλλά και τη καλή επανάκτηση του προϊόντος. Η διαδικασία της αφυδάτωσης ή της ξήρανσης θανατώνει τις ζύµες και τα περισσότερα βακτήρια, αλλά δεν καταστρέφει τις ανθεκτικές µορφές των βακτηριακών ενδοσπορίων και των σπορίων των µυκήτων. v) Χρήση συντηρητικών ουσιών Η προσθήκη συντηρητικών ουσιών δεν είναι πολύ κοινή στα λαχανικά, αν και µερικές φορές γίνεται επεξεργασία της επιφάνειας τους, όπως επεξεργασία µε άλατα ψευδαργύρου σε µαρούλι, παντζάρια, σπανάκι τα οποία τα προφυλάσσουν από τις