MIKROFLORA WARZYW I OWOCÓW

• Drobnoustroje symbiotyczne roślin zasiedlają ich tkanki wew. Jak i zew. Powierzchnię części podziemnych i naziemnych

• Mikroorganizmy zasiedlające powierzchnie zew. Nazywamy epifitycznymi

• Epifityczne wykorzystują do rozwoju wydzieliny roślinne bogate w łatwo przyswajalne zw. Org, i subst. Org. Wymywane z komórek roślinnych przez opady atmosferyczne

• Skład gatunkowy zależy od rodzaju gleby, rośliny, war klimat, transportu i przechowywania

• Rozwój drobnoustrojów na pow. Roślin jest przyczyną ich psucia, wynikającego z hydrolitycznego rozkładu węglowodanów i białek pod wpływem enzymów.

• Gnicie warzyw i owoców powodują pałeczki

• G- z rodzaju: Pseudomonas, Flavobacetrium, Achromobacter, Ervinia

• G+ z rodzaju: Lactobacillus, Bacillus

• Drożdże: Saccharomyces, Torulopsis

• Grzyby pleśniowe: Botrytis, Penicillium, Rhizopus, Cladosporium

• Bakterie wykorzystujące kwas mlekowy i octowy

MIKROFLORA KOMPOSTU

• Kompost jest nawozem organicznym jak i mineralnym szybko przyswajalnym przez rośliny

• Mineralizacja substancji organicznej jest dalej posunięta niż w oborniku, zawiera, zatem więcej soli mineralnych niż obornik, a więc pokarmu dla roślin.

• Mikroflora jest różna, stanowią ją zespoły zasiedlające materiał kompostowy, liczne są drobnoustroje rozkładające błonnik oraz te, które maja enzymy proteolityczne, rozkładające organiczne związki azotu.

• Początek kompostowania stanowią procesy tlenowe, zachodzące przy udziale rodzimej mikroflory w odpowiednich warunkach wilgoci i natlenienia. W tym okresie rośnie temperatura i obserwuje się duże straty materii organicznej.

• Przy wzroście temp. Do 60-70st giną mezofile i następuje faza termofilna, w czasie, której rozwijają się głównie grzyby i bakterie mineralizujące łatwo przyswajalne zw. Org.

• Powyżej 40 st zaczyna się rozwijać mikroflora termofilna rozkładająca błonnik, hemicelulozy i inne trudniej przyswajalne zw. Org.

• W temp. 70st utrzymują się bakterie przetrwalnikujące

• Sukcesja drobnoustrojów zależy od rodzaju kompostowanego materiału.

OCENA STOPNIA ZAKAŻENIA POWIETRZA METODĄ ASPIROMETRYCZNĄ

• Znaczna il. mikroorg. Może być unoszona w powietrzu lub na cząst. Kurzu lub pary wodnej.

• Skł. i il. zależy od miejsca (nad miastem brudniejsze), wys., pory r, klimatu, akt. War. Atmo.

• Znacznie wzrasta ilość mikroorg w zamkniętych pomieszczeniach, zwłaszcza chorobotwórczych z org. Zwierząt lub ludzi.

• Skład jest zróżnicowany. W większości są to odporne na wysuszanie bakterie lub endospory (ziarniaki Micrococcus i Sarcina, tlenowce Bacillus), zarodniki grzybów, drożdże i wirusy

• Obecność mikroorg. Powoduje szerzenie chorób, alergie i zakażenia produktów spożywczych.

• Do oznaczenia skażenia powietrza stosujemy metody aspirometryczną i sedymentacyjną

• Sedymentacyjna polega na grawitacyjnym opadaniu komórek drobnoustrojów znajdujących się w powietrzu na powierzchnię otwartych szalek Petriego z pożywką (agar odżywczy do bakterii i agar brzeczkowy do drożdży) w ciągu 5-15 min, nast. Po wyrośnięciu na szalkach kolonii oblicza się ich liczebność zakładając, że ilość kolonii wyrastających na 100 cm3 powierzchni szalki po 5min odpowiada ilości znajdującej się w 10dm3 powietrza.

• Metoda aspirometryczną polega na umieszczeniu w aparacie Krotova otwartej szalki z pożywką. Podczas zachodzącego następnie zasysania powietrza strumień powietrza uderza o pow. Wirującej w aparacie szalki, dzięki czemu mikroorg osądzają się na niej równomiernie

• Powietrze uznaje się za czyste, jeżeli w dm3 znajduje się nie więcej niż 10 kom mikroorg, powyżej 100 zakażone

MIKROBIOLOGICZNA OCENA CZYSTOŚCI MLEKA

• Mleko stanowi bardzo dobre podłoże do rozwoju drobnoustrojów (ze względu na zawartość kazeiny, globuliny, albuminy, aminokwasów, laktozy, tłuszczy)

• Dojone nawet w warunkach aseptycznych zawiera niewielkie ilości bakterii, które przenikają do wymion kanałami strzykowymi.

• Z reguły saprofityczne Micrococcus, chorobotwórcze staphylococcus (Staphylococcus agalactiae paciorkowiec- zapalenie wymion), znacznie ważniejsze od zakażenia wew. Jest zapalenie zew od mikroorg na skórze krów, w oborze, paszy, ściółce.

• Najczęściej w mleku występują bakterie fermentacji mlekowej i propionowej (produkcja serów), octowej i gnilne (Bacillus subtilis, Bacillus cereus, proteus vulgaris rozkładający kazeinę do pepton, a z grupy coli: Escherichia coli, Aerobacter aerogenes)

• Oprócz bakterii w mleku znajdują się drożdże: Saccharomyces i Zygosaccharomyces i pleśnie

• Grzyby rosną w mleku zepsutym i skwaśniałym- Mucor mucedo, Rhizopus nigricans, Geotrichum candidum - biały nalot na skwaśniałym mleku)

• Przez mleko przenoszone są choroby bruceloza, gruźlica, pryszczyca, tyfus, czerwonka

• Badania mikro obejmują ocenę sanitarno- higieniczną i badanie przydatności technologicznej,

• Ocena sanitarno- higieniczna polega na oznaczeniu ogólnej il. Drobnoustrojów metoda próby reduktazowej i metodą posiewu rozcieńczeń oraz określania miana coli

• Próba reduktazowa służy do orientacyjnej oceny stopnia zakażenia mleka a podstawie pomiaru czasu zmiany zabarwienia wskaźników potencjału oksydacyjno- redukcyjnego (błękit metylenowy, TTC, resazuryna)

• W środowisku, którym rozwija się bakterie wzmaga się zapotrzebowanie na akceptor H

• Po wyczerpaniu rozpuszczonego w środowisku tlenu, role tę przejmują wprowadzone tam wskaźniki potencjału oksydacyjno- redukcyjnego, które na skutek zużywania się ulegają odbarwieniu. Czas odbarwienia jest odwrotnie proporcjonalny do liczebności org.

• Krajowa norma przewiduje dla mleka ilości kom. W 1cm3

Czas odbarwienia w godzinach	Liczba kom w milionach/1cm3
1	44,0-66,8
2	14,4-32,2
3	4,7-17,6
4	1,0-9,6
5	0,5-4,6
6	0,2-2,4

• Mleko butelkowane max 200 000 Mleko konwiowe max 400 000

• Przy próbie reduktazowej z błękitem mleko nie powinno się odbarwić w ciągu 6h

OCENA MIKROFLORY MLEKA NA PODSTAWIE PRÓB FERMENTACYJNYCH

• Próby fermentacyjne są stosowane przy ocenie mleka przeznaczonego do produkcji serów

• W połączeniu z próbami reduktazowymi pozwalają na ocenę surowca i wyeliminowanie mleka silnie skażonego.

• Wykonanie próby polega na inkubacji próbki mleka przez 18-20h w temp. 38st, a następnie przeprowadzeniu oceny wytworzonego skrzepu

• Temperatura ta sprzyja mikroflorze szkodliwej, jeśli więc mimo tego uzyskano wyniki świadczące o przewadze bakterii mlekowych, a próba reduktazowa wypadła pomyślnie, mleko należy użyć do serów

• Ocena polega na badaniu organoleptycznym (wygląd smak, zapach, konsystencja)

• Zwraca się uwagę na występowanie pęcherzyków gazu i szczelin, ziarnistość i serowatość skrzepu

• Wyróżniamy rodzaje skrzepu:

PŁ - mleko płynne - z bardzo słabymi oznakami zaczynającego się ścinania (kłaczki na ściankach probówki), szczególnie ubogie w mikroflorę lub zawiera substancje hamujące wzrost drobnoustrojów (mleko nie odbarwia się w czasie próby reduktazowej)

GL - skrzep galaretowaty- porcelanowo- gładki z minimalnym odpływem klarownej serwatki. Zdecydowana przewaga bakterii mlekowych nad mikroflorą towarzyszącą (pałeczki okrężnicy, bakterie masłowe, G- gnilne, mikrokoki)

Z- skrzep ziarnisty - ziarnistość na całej dł. Probówki lub tylko na dnie, obok bakterii mlekowych obecne bakterie z grupy pałeczki okrężnicy, peptonizujące, ziarniaki, laseczki przetrwalnikujące

Ss- skrzep serowaty - silny odpływ klarownej lub mętnej serwatki. Bardzo liczne wstępowanie mieszanej mikroflory: bakterii mlekowych, pałeczki okrężnicy i mikrokoków

W- skrzep wzdymający - popękany słupek sernika, szczeliny z gęsto rozsianymi pęcherzykami gazu. Wytwarzanie gazu niekiedy tak silne, że część skrzepu jest wyrzucana z probówki, skrzep skurczony i porozrywany, opłynięty mętną serwatką, przewaga bakterii z rodzaju okrężnicy obok bakterii mlekowych, przy znikomym udziale mikroflory.

MIKROFLORA PRODUKTÓW MLECZARSKICH

• Produkty mleczarskie powstają w wyniku fermentacji mlekowej przez bakterie mlekowe.

• W warunkach beztlenowych powodują one przemianę cukru mlekowego- laktozy do kwasu mlekowego, on w połączeniu z Ca z kazeiny daje nierozpuszczalny mleczan wapnia, natomiast kazeina wytrąca się w postaci skrzepu.

• Przy końcu fermentacji pH spada do ok. 4

• Wytworzony kwas mlekowy chroni zsiadłe mleko od rozkładu przez bakterie gnilne i jest nieszkodliwy dla ludzi i zwierząt oraz podnosi jakość powstałego produktu (walory smakowe, zdrowotne, strawność)

• Nie zawsze samorzutne zakwaszanie mleka daje pożądany jednorodny skrzep, np. w mleku skażonym mogą namnożyć się bakterie z grupy coli dające wzdymający się skrzep

• Lepsze mleko jakościowo kwaśne otrzymuje się szczepiąc mleko pasteryzowane zakwasem, czyli czystą kulturą lub mieszaniną czystych kultur bakterii fermentacji mlekowych.

• W podobny sposób otrzymujemy śmietanę, jogurt i kefir, jest on produktem mieszanej fermentacji mlekowej i alkoholowej, otrzymuje się go szczepiąc mleko pasteryzowane zakwasem, zawierającym ziarna kefirowe składające się z pałeczek drożdży (Torusa, Saccharomyces), żyją one w symbiozie i nazywane są grzybkiem kefirowym

• Bakterie fermentacji mlekowej są bardzo rozpowszechnione w przyrodzie, w produktach mleczarskich, kiszonkach, zbożach, warzywach, owocach, winie, piwie, jamie ustnej, i przewodzie pokarmowym

• Należą one wg systematyki Bergeya do rodziny Lactobacillaceae - pałeczki oraz Streptococcaceae - formy kuliste

• Oprócz bakterii właściwej fermentacji mlekowej wyróżnia się również bakterie pseudomlekowe, które tworzą małe ilości kw. Mlekowego, natomiast dużo np., CO2, H2, kw. Org. - Escherichia coli i Aerobacter areogenus

STREPTOCOCCUS - bakterie homofermentacyjne, produkujące od 0,6-1% kwasu mlekowego

• Streptococcus lactis - paciorkowiec mleczny, występuje w postaci dwoinek lub krótkich łańcuszków, stanowi główną część mikroflory prawidłowo ukwaszonego mleka, wchodzi w skład zakwasów maślarskich i kefiru, występuje też w kiszonkach

• Streptococcus lactis subst. Diacetilactis - wytwarza oprócz kwasu mlekowego także pewen ilości kwasu octowego i etanolu oraz slady dwuacetylu, związku nadającego mleku przyjemny zapach

• Streptococcus cremoris - paciorkowiec śmietankowy występuje w postaci długich łańcuszków, fermentuje śmietanę i jest stosowany do zakwasów maślarskich

• Streptococcus thermophilus- wystepuje w postaci długich łańcuchów bądź też dwoinek, optymalna temp. Rozwoju to 45st, wchodzi w skład zakwasu do jogurtu

• Streptococcus faecalis- ferment prawie wszystkie cukry, może być w mleku pasteryzowanym

LEUCONOSTOC- dwoinki oprócz kwasu mlekowego (0,2-0,4%) wytwarzają dużo gazów, śluzu i innych produktów ubocznych, np. dekstranu. Nazywamy je aromatycznymi, podczas fermentacji dają lotne kwasy, estry, małe il. Alk. Etylowego i Co2

• Leuconostoc mesenteroides- fermentuje sacharozę

• Leuconostoc citrovorum- występuje w mleku, wytwarza dwuacetyl, wchodzi w skład kwasów mleczarskich, nadaje masłu pożądany aromat

LACTOBACILLUS - występują w postaci krótszych lub dłuższych pałeczek, pojedynczych, połączonych po dwie lub ułożonych w łańcuszki. Opt. Temp. W granicach 40-60st długie, 30 krótkie. Obok pałeczek charakterystycznych dla mleka i jego przetworów istnieje też duża ilość pałeczek swoistych dla materiału roślinnego, nie maja znaczenia w mleczarstwie natomiast ważne w kiszonkach

• Lactobacillus lactis- rozpowszechniony w mleku i produkt mleczarskich, opt. Temp. 40-50st

• Lactobacillus bulgaricus- występuje w jogurcie, opt. Temp 40-50

• Lactobacillus casei- mleko zakwasza powoli, tworzy do 1,5% kw. Mlekowego, bierze udział w dojrzewaniu serów

• Lactobacillus plantarum- występuje w mleku i produktach mleczarskich, bierze udział w kiszeniu materiału roślinnego, opt. Temp. Poniżej 30st

• Lactobacillus caucasicus- jest izolowany z kefiru, w którym żyje w symbiozie z paciorkowcami i drożdżami

• Lactobacillus brevis- bardzo rozpowszechniony w przyrodzie, w mleku, produktach warzywnych, kiszonkach, heterofermetancyjny

MIKROFLORA KISZONEK

• Kiszenie to jeden ze stosowanych sposobów konserwacji materiału roślinnego.

• Wykorzystujemy działalność bakterii mlekowych, które w warunkach beztlenowych rozkładają cukry z wydzieleniem kwasu mlekowego, który działa konserwująco poprzez obniżenie pH środowiska i stworzenia środowiska, w którym mikroorg. Nie mogą się rozwijać

• Są to paciorkowce Leu. mesenteroides, S. lactis oraz L.plantarum i L. brevis i L. delbrueckii

• Prawidłowy przebieg tylko w środowisku beztlenowym, można to osiągnąć przez rozdrobnienie i dokładne ubicie roślin

• Ważna jest odpowiednia ilość węglowodanów, tzw. Minimum cukrowe, umożliwiające długi i intensywny rozwój bakterii fermentacji mlekowej, który zapewni nagromadzenie się kwasu mlekowego w stężeniu powodującym obniżenie pH do wartości poniżej 4,2

• Stąd przy kiszeniu roślin wysokobiałkowych dodaje się do nich substancji zawierających cukry, jeśli natomiast w materiale przeważają cukry dodajemy więcej białka, co w obydwu przypadkach ma działać na wzrost liczby bakterii

• Zakiszać można warzywa, pasze zielone, ziemniaki

KISZENIE KAPUSTY

• Liście szatkujemy i dodajemy do nich 2-3# soli, która polepsza smak produktu i przyspiesa dyfuzję cukru z tkanek roślinnych do roztworu.

• Poszatkowaną kapustę umieszcza się w naczyniu i ugniata, by usunąć powietrze, spontaniczny rozwój flory epifitycznej jest wstępną fazą fermentacji

• Obok bakterii f. Mlekowej są tu b. charakterystyczne dla gleby: pałeczki, ziarniaki, laseczki

• Wykorzystując resztki O2 znajdujące się w zakiszanym materiale rozwijają się tam liczne grzyby i bakterie w wyniku, czego O2 zostaje zużyty a temperatura podłoża rośnie

• Zaczyna się rozkład cukrów, z wytworzeniem k. mleko, mrówko, Co2, H2, zachodzą też procesy gnilne, zmiany te prowadza do 2 faz fermen przebiegających przy udz. B. mlekowych

• Najpierw rozwijają się heterofermentatywne dwoinki Leuconostoc mesenteroides, po kilku dniach w miarę wzrostu stężenia kwasu mlekowego środowisko opanowują homofermentatywne pałeczki Lactobacillus plantarum

• Ostatnia faza to rozwój hetero Lacto. Brevis i homo paciorkowców Pediococcus i Str. Faecalis. Gotowy produkt nadający się do przechowywania powinien zawierać ok. 1,5-2,2%kw ml i pH3,5-3,8

FERMENTACJA ALKOHOLOWA

• Jednym ze sposobów utleniania związków org. W komórce jest fermentacja, przebiega w warunkach beztlenowych, polega na utlenieniu substratu oddechowego z wykorzystaniem zw. Org jako akceptora elektronów.

• Wydajność energetyczna jest o wiele mniejsza niż oddychania O2 czy beztl., Co sprawia, że drobnoustroje zmuszone są zużywać znaczne ilości substratu, aby uzyskać niezbędną dla przeprowadzenia swoich przemian metabolitycznych ilości energii

• Spośród właściwych fermentacji zachodzących bez dostępu tlenu należy wymienić

• fermentacje mlekową- rozkład cukrów do kwasu mlekowego

• alkoholową - przez drożdże rozkład cukrów do alkoholu etylowego

• masłową- węglowodanów- do kwasu masłowego i innych produktów przeprowadzana przez bakterie z rodzaju Clostridium

• propionową- przez bakterie ukł. Pokarmowego przeżuwaczy rozkład kw. Mlekowego do propionowego i octowego

• W wyniku procesów powstają produk niepełnego utlenienia zw. Org, stanowiące substraty do dalszych przemian, np. laseczki Clostridium fermentują wiele zw. Org (celuloza, pektyny, hemicelulozy, ligniny, skrobia( i przyczyniają się do mineralizacji subst. Org.

• Fermentacje znalazły szerokie zastosowanie w rolnictwie stanowiąc jedną z metod konserwacji i przetwarzania produktów rolnych

• W chemicznym używa się niektórych Clostridium do produkcji rozp. Organicznych

• Do produkcji spirytusu stosuje się rośliny zawierające cukry proste i złożone, poddaje się je działaniu drożdży z rodz. Saccharomyces

• Surowcem do prod. piwa brzeczka słodowa przez Saccharomyces uvarum, wino powstaje z moszczu zaszczepionego szlachetnymi rasami drożdży Saccharomyces bayanus

• Produkcja octu przy udziale bakterii Acetobacter

• Aspergillus Niger pleśń wykorzystywana o produkcji kwasu cytrynowego

ANALIZA MIKROBIOLOGICZNA WODY

• W H20 dużo drobnoustrojów (typowo wodne Spirllum Vibrio, glebowe i ludzkie i zwierzęce)

• Z gleby do wód przechodzą Bacillus, Enterobacteriaceae, Streptomyces - promieniowce

• Zakażenia feralne Escherichia coli, Streptococcus faecalis, chorobotwórcze Salmonella, Shigella, jest ich mniej niż fekalnych, zatem badania na obecność coli robimy

• Wykrycie bakterii okrężnicy (E. coli) świadczy o zakażeniu chorobotwórczymi

• Stosujemy metodę płytkową miana coli

• Określenie miana coli polega na ustaleniu najmniejszej ilości badanej wody w cm3, w jakiej stwierdza się jeszcze obecność E. coli

• W zależności od przeznaczenia wody posiewa się objętość 50cm3, 10 lub 1 na płynne podłoże Ejkmana, po czym inkubuje się w temp. 37st przez 28-48h

• Jako wynik pozytywny uznajemy występowanie gazu w umieszczonych w pożywce rurkach Durhama, zmętnienia pożywki oraz zmiany jej zabarwienia z fioletowej na żółtą (rozkład laktozy- zakwaszanie środowiska)

• Zakażenie tym niższe, im większa jest liczba miana coli

• W przypadkach wątpliwych posiewa się materiał z dodatnich prób na pożywce Ejkmana na podłoże mendo, na który bakterie E. coli rosną w postaci czarnych purpurowych kolonii z metalicznym połyskiem pożywka ma kolor amarantowy

• Również stosując filtry membranowe można stwierdzić ilość pałeczek

• Po przesączeniu przez filtr wody przenosi się go na zestalone podłoże Mendo i inkubuje w temp. 37st przez 18-48h

• Na podstawie ilości kolonii pojawiających się w czasie A oraz ilości przepuszczanej wody V można określić indeks coli, czyli ilość komórek bakterii coli przypadających na 100cm3 wody

---