مقدمه:
میکروبیولوژی علمی است که از موجودات کوچک و ذره بینی)میکرو ارگانیسم ها(و فعالیت های مختلف آنها بحث می کند.
کلمه microbiology از سه جز تشکیل شده است که شاملmicros به معنی کوچک، biosبه معنی زندگی و logosبه معنی علم یا شناسایی است. پایه گذار علم میکروبیولوژی بازرگانی هلندی به نام آنتونی وان لیون هوک ( ۱۶۳۲ – ۱۷۲۳ ) antony vanleeuwenhoek بود که در مواقع بیکاری با میکروسکوپهای ساده ای که خود ساخته بود و برخی از آنها اشیاء را تا ۳۰۰ مرتبه بزرگتر نشان می داند به مشاهده موجودات ریز می پرداخت و بدین ترتیب دنیای میکروارگانیسم ها را کشف نمود. پس از لیون هوک دانشمندان دیگری از قبیل فرانسیکوردی، لازارواسپالانزانی، شووان و پاستور در زمینه علم میکروبیولوژی مطالعاتی انجام دادند و با ساخته شدن میکروسکوپ مرکب در قرن هیجدهم این علم رو به پیشرفت و توسعه نهاد. قبل از اینکه میکروارگانیسم ها کشف شوند تصور می شد که موجودات زنده یا گیاه هستند یا جانور و هیچ موجود زنده ی دیگری غیر از آن ها وجود ندارد
میکروبیولوژی مواد غذایی رشد و فعالیت میکروارگانیسم ها و تغییراتی که در اثر فعالیت آنها در مواد غذایی ایجاد می شود را بررسی می کند. در حقیقت از اهداف میکروبیولوژی مواد عذایی می توان به جلوگیری از فساد مواد غذایی به وسیله میکروارگانیسم ها، ارائه روش های بهتر جهت نگهداری مواد غذایی، کاهش مسمومیت ها و عفونت های غذایی اشاره کرد.
تاریخچه میکرو ارگانسیم ها در مواد غذایی:
گرچه اشاره دقیق به آغاز شناخت انسان از حضور و نقش میکروارگانسیم ها در ممواد غذایی کار مشکلی است اما مدارک موجود نشان می دهد که حتی همین اطلاعات در پیدایش باکتریولوژی یا میکروبیولوژی به عنوان نقش مهمی داشته است . دوره زمانی قبل از پیدایش باکتریولوژی را می توان به عنوان دوره ماقبل علم شناخت .این دوره را می توان به دو دوره جمع آوری غذا و تولید مواد غذایی تقسیم بندی نمود. دوره جمع آوری غذا از پیدایش بشر ، که حدود یک میلیون سال پیش بوده تا هشت هزار سال قبل را شامل می شود . طی این دوره انسان احتمالاً گوشتخوار بوده و به تدریج عذاهای گیاهی وارد رژیم وی شده است .در همین دوره بود که برای اولین بار غذا پخت گردید . دوره تولید غذا از ۱۰-8 هزار سال قبل شروع و تا زمان حال ادامه دارد .احتمال می رود فساد و مسمومیت غذایی در این دوره رخ داده باشد. با شروع تهیه غذا ، مشکل انتقال بیماری از طریق مواد غذایی و فساد سریعتر آن ضمن نگه داری نامناسب نمایان گردید .
طبقه بندی ، نقش و اهمیت میکروارگانسیم های مواد غذایی
از آنجاییکه صنایع غذایی دارای منشاء گیاهی و حیوانی است ، درک اصول زیستی فلور میکروبی مربوط به گیاهان و حیوانات از نقطه نظر چگونگی رشد و نقش های مرتبط با آنها حائز اهمیت زیادی است.
با وجود اینکه گاهی اوقات چنین به نظر میرسد که میکرو ارگانسیم ها در تلاشند تا منابع غذایی ما را از طریق آلوده نمودن و تخریب گیاهان و حیوانات و همچنین انسانها فاسد کنند ، ولی این به نقش اصلی آنها در طبیعت نیست ، به بیانی دیگر از نقطه نظر زندگی روی این سیاره ، نقش اصلی میکرو ارگانسیم ها در طبیعت حفظ بقاء است . در طول این فرایند ، هتروتروفها واکنش عمومی زیر را انجام می دهند:
تمامی مواد آلی
)کربوهیدرات ها ، پروتئین ها ، لیپید ها و غیره(

ترکیبات غیر آلی +انرژی
)نیترات ها ، سولفات ها و غیره(
فساد میکروبی مواد غذایی توسط فلور طبیعی آنها ممکن است به عنوان نقش اصلی آنها در طبیعت در نظر گرفته شود که البته امری ناصحیح است.
میکروارگانسیم ها علی رغم سادگی شان گاهاً با اشکال عالی تر حیات مقایسه می شوند و قادرند بسیاری از واکنش های شیمیایی پیچیده ضروری برای بقاء شان را انجام دهند . برای رسیدن به این هدف آنها باید مواد مغذی را از مواد آلی که برخی از آنها اجزاء مواد غذایی مارا نشان می دهند ، بدست آورند.
چنان چه انواع میکروارگانسیم های مرتبط با مواد غذایی گیاهی و جانوری را در حالت طبیعی مورد بررسی قرار دهیم میکرو ارگانسیم های یک محصول غذایی با توجه به منشاء آن قابل پیش بینی است . نتایج حاصل از بررسی آزمایشگاه ها نشان می دهد که مواد غذایی خام همانگونه انتظار می رود و حاوی مقادیر کتغیری از باکتری، کپک یا مخمرها بوده و اغلب ایمنی یک ماده غذایی بر اساس شمارش میکروبی کل می تواند مورد سؤال واقع شود.
دانستن این نکته که کدام ارگانسیم مربوط به فلور طبیعی ماده غذایی بوده و کدام ارگانیسم غیر طبیعی و دارای منشاء خارجی است ، ضروری می باشد . بنابراین اطلاع درباره چگونگیگسترش باکتری ها در طبیعت و آگاهی از انواع ارگانیسم هایی که به طور معمول در شرایط میعنی از تولید و جابه جایی مواد غذایی فعالیت می کنند ارزشمند است .
طبقه بندی باکتری ها:
باکتری یا تکزیان )انگلیسی :Bacterium ) گروهی از موجودات تک سلولی میکروسکوپی هستند که پوشش بیرونی نسبتاً ضخیمی آنها را احاطه کردهاست. این موجودات ساختار سادهای دارند و به گروه پروکاریوت )جانداران ساده( تعلق دارند. اولین جانداران پدید آمده بر روی کره زمیناند. اولین نشانههای زندگی بر روی کره زمین، حدود سه و نیم میلیارد سال پیش مربوط به پیدایش سلولهای پروکاریوتی باکتریها میباشد.

باکتریها متنوعترین و مهمترین میکروارگانیسمها هستند. تعداد کمی از آنها در انسان و حیوانات و گیاهان بیماریزا هستند. بهطور کلی بدون فعالیت آنها، حیات بر روی زمین مختل میگردد. بهطور یقین یوکاریوتها از موجودات زنده باکتری مانند به وجود آمدهاند. نظر به اینکه باکتریها ساختمان سادهای داشته و میتوان بهآسانی، بسیاری از آنها را در شرایط آزمایشگاه کشت داد و تحتِ کنترل درآورد .میکروبشناسان مطالعه ٔ وسیعی درباره ی فرایندهای حیاتی آنها انجام دادهاند. سادهترین تولید مثل غیر جنسی )تقسیم دوتایی(، تنها در باکتریها دیده میشود. در تقسیم دوتایی، باکتری به شرط وجود شرایط مناسب )وجود غذا، هوا، دمای مناسب و عدم وجود ترکیبات شیمیایی( در هر بیست دقیقه، از وسط به دو نیم تقسیم میشود. در صورت مساعد نبودن شرایط، باکتری پوشش ضخیمی دور تا دور کروموزوم خود پدیدمیآورد که به آندوسپور )هاگ درونی( معروف است. آندوسپور، از باکتری در برابر شرایط نامساعد حفاظت کرده و ممکن است صدها سال بعد، باکتری فعالیت خود را از سر گیرد. روش از بین بردن آندوسپور، استریلیزاسیون میباشد .باکتریها در تمام شرایط آب و هوایی و تقریباً در تمام مکانها از جمله چشمههای آب داغ، یخهای قطبی یا دریاچههایی با غلظت شوری زیاد یافت میشوند.

عوامل درون گرا در رشد میکروب های مواد غذایی:
این عوامل شامل pH غذا، میزان آب فعال غذا (aw) (Water activity) میزان قدرت اکسیداسیون و احیای غذا (Eh) (Oxidation/ Reduction) ، میزان مواد مغذی موجود در غذا، ساختمان بیولوژیکی غذا و ترکیبات ضد میکروبی در غذا می باشد.
تأثیر pH:
اکثر میکروب ها در مقادیر pH حدود ۷ بهترین رشد را دارد در حالی که تعداد کمی نیز در pH کمتر از ۴ قادر به رشد هستند. حساسیت باکتری ها نسبت به pH بیشتر از قارچ هاست و از این نظر باکتری های بیماری زا حساسیت جدی تری دارند.
نقش pH در رشد باکتری آن قدر با اهمیت است که در مورد سالم بودن یک غذا از نظر رشد کلستریدیوم بوتولینوم و تولید سم آن pH برابر با ۶/۴ را مرز خطر در نظر گرفته اند. بدین معنی که مواد غذایی با pH زیر ۶/۴ از نظر پتانسیل مسمومیت زائی کلستریدیوم بوتولینوم بی خطر و pH بالاتر از ۶/۴ خطرناک محسوب می شود. میوه ها، نوشابه های مختلف و سرکه به علت پائین بودن pH آن ها رشد باکتری ها را حمایت نمی کنند، بر عکس حدود pH فرآورده های گوشتی و طیور، شیر و فرآورده های غذایی دریایی در حدی است که برای رشد اکثر باکتری ها مناسب است، لذا این دسته از مواد غذایی نه تنها قابلیت نگه داری خیلی محدودی دارند، بلکه از نظر رشد میکروب های بیماری زا نیز خطرناک می باشند.
pH نامناسب حداقل به دو علت تنفس سلول را تحت تأثیر قرار می دهد، یکی اختلال در عمل آنزیم ها و دیگری انتقال مواد مغذی به داخل سلول. غشاء سیتوپلاسمی میکروب ها نسبت به یون های H+ و OH- غیر قابل نفوذ می باشد، ولی علی رغم تغییرات شدید pH محیط اطرافی خود ،pH درون سلولی همیشه ثابت و در حدود pH خنثی باقی می ماند. موضوع دیگری که در ارتباط با pH باید مورد توجه قرار گیرد حساسیت میکروب به pH ایجاد شده توسط اسیدهای مختلف می باشد .
تأثیر میزان آب آزاد موجود در غذا) aw(:
یکی از راه های قدیمی نگه داری مواد غذایی خشک کردن آن ها بود که این به علت کاهش میزان آب آزاد مورد نیاز برای رشد میکروب ها می باشد. امروزه به خوبی معلوم شده که میزان آب آزاد مورد نیاز برای رشد اجرام ریزبینی در محیط آن ها که به aw نشان داده می شود عبارت است از نسبت فشار بخار آب در غذا به فشار بخار آب خالص در حرارت مشابه) aw=p/p۰( که مانند pH قابل اندازه گیری با استفاده از دستگاه های مخصوص می باشد. بین aw و میزان رطوبت نسبی محیط(RH)(Relative humidity) معادله =aw۱۰۰RH× برقرار می باشد.
مقدار aw برای آب خالص یک و برای محلولی با ۲۲ درصد نمک طعام برابر 8۶/۰ و برای محلول اشباع نمک طعام برابر با ۷۵/۰ می باشد. میزان aw برای اغلب غذاهای تازه بیشتر از ۹۹/۰ است. به طور کلی باکتری ها مقادیر بیشتری از aw را نسبت به قارچ ها جهت رشد نیاز دارند و در بین باکتری ها نیز گرم منفی ها نیاز بیشتری نسبت به باکتری های گرم مثبت دارند. در بین عوامل باکتریایی مسمومیت های غذایی، نیاز استافیلوکوکوس آرئوس به aw نسبت به سایر باکتری ها کمتر بوده و در aw برابر با 8۶/۰ نیز قادر به رشد می باشد، در صورتی که کلستریدیوم بوتولینوم رشدش در aw کمتر از ۹۴/۰ متوقف می شود.
کپک ها و مخمرها در مواد غذایی خشک) 8۵/۰ < aw( نیز تکثیر می یابند. مقدار اپتیمم آب فعال جهت رشد و تکثیر اکثر میکروارگانیسم های مولد فساد و نیز بیماری زا، به ویژه میکروب های گرام منفی و پزدوموناس ها بالای ۹8/۰ )۹8/۰ aw( می باشد و اغلب آنترباکتریاسه رشد و تکثیرشان در )۹۵/۰ < aw( متوقف می گردد. ویبریو پاراهمولیتیکوس همانند بسیاری از سایر ویبریوها، متحمل به نمک )Halotolerant( بوده و تا میزان) ۹۴/۰ = aw( نیز رشد می نماید. به جز ویبریوها و برخی از موارد استثنایی دیگر میکروب های گرام مثبت به طور کلی نسبت به پایین بودن میزان aw حساسیت کمتری را نشان داده و دارای مقاومت بیشتری می باشند.

تأثیر قدرت اکسیداسیون و احیاء) O/R(:
میکروب ها نسبت به واکنش های اکسیداسیون و احیای محیط خود حساسیت های متفاوتی نشان می دهند.
میزان O/R یک ماده را می توان به عنوان قدرت از دست دادن و گرفتن الکترون تعریف نمود که آن را با علامت Eh نیز نشان می دهند.
وقتی یک ترکیب الکترون از دست می دهد اکسید می گردد، در حالی که با گرفتن الکترون احیاء می شود. اکسید شدن با اضافه گردیدن اکسیژن نیز صورت می گیرد. بنابراین جسمی که راحت الکترون از دست می دهد یا اکسیژن می گیرد یک ماده احیاء کننده خوبی است و جسمی که راحت الکترون می گیرد و یا اکسیژن از دست می دهد یک اکسید کننده خوبی است. با انتقال الکترون ها از جسمی به جسم دیگر یک اختلاف پتانسیلی بین دو جسم تولید می شود که می توان آن را با یک وسیله مناسب مانند aw و pH اندازه گیری نموده و به عنوان میلی ولت) mv( بیان نمود.
وقتی که غلظت مواد اکسید کننده و احیاء کننده در یک ماده برابر باشد، در این صورت پتانسیل الکتریکی صفر خواهد بود. در شرایط هوازی مقدار Eh خیلی مثبت و در شرایط بی هوازی خیلی منفی خواهد بود. به همین علت میکروب های هوازی محیط با Eh خیلی مثبت و میکروب های بی هوازی با Eh خیلی منفی را دوست دارند، در حالی که میکروب های میکروآئروفیلیک) Microaerophilic( محیط های نسبتاً احیاء را برای رشد خود ترجیح می دهند. حضور یا عدم حضور مقادیر مناسبی از عوامل اکسید کننده یا احیاء کننده در یک ماده غذایی اثر قطعی در رشد و فعالیت تمام میکروب ها خواهد داشت.
نظر به این که قارچ ها )کپک ها و مخمرها( هوازی بوده و فقط در محیطی که اکسیژن و هوای کافی وجود دارد قادر به رشد و تکثیر می باشند، همیشه در آلودگی های سطحی مواد غذایی نقش مؤثری دارند و استافیلوکوک بیماری زا بدون اکسیژن کافی قادر به تولید توکسین نخواهد بود، هم چنین هوازی های هاگ زا مانند باسیل ها جهت تکثیر نیاز به) Eh( مثبت دارند. در این مورد باسیلوس سرئوس مستثنی بوده و در کم ترین مقدار اکسیژن نیز قادر به تکثیر می باشد. کلستریدی ها که از عوامل فساد عمقی گوشت و بادکردگی کنسروها محسوب می گردند جزو بی هوازی ها هستند، ولی کلستریدیوم بوتولینوم در بعضی از مواد مثل ماهی دود داده شده نیز با وجود عدم بسته بندی تولید توکسین نموده و موجب مسمویت های شدید غذایی گردیده است.
تأثیر مواد مغذی موجود در غذا:
میکروب ها جهت رشد خود به آب، منبع کربن، منبع ازت، ویتامین و مواد معدنی نیاز دارند ولی به طور کلی میکروب ها برای رشد ترکیبات ساده مثل اسیدهای آمینه را قبل از هر ترکیب کمپلکسی مثل پروتئین های با وزن مولکولی سنگین انتخاب می کنند. در مورد پلی ساکاریدها و چربی ها نیز وضعیت مشابه است .هم چنین میکروب ها ممکن است به ویتامین های B به مقدار کم نیاز داشته باشند که در اغلب مواد غذایی موجود می باشد. توانایی میکروب ها در تأمین نیازمندی های غذایی خودشان بسیار متفاوت است. بعضی از میکروب ها مثل کپک ها قادرند اکثریت یا تمام مواد مورد نیاز خود را سنتز کنند و لذا نیاز چندانی به مواد مغذی خاص برای رشد ندارند. برعکس تعدادی از میکروب ها نیز جهت رشد نیاز به موادی دارند که آن ها را عوامل رشد) Growth factors( می نامند و تنها در صورت وجود آن ها در مواد غذایی قادر به رشد خواهند بود.
تأثیر ساختمان بیولوژیکی غذا:
پوشش طبیعی بعضی غذاها یک محافظ عالی در مقابل ورود اجرام بیماری زا و فساد می باشد. نمونه آن پوشش سخت دانه ها، پوشش خارجی میوه ها، پوسته تخم مرغ و غیره است. هر گونه صدمه ای به این پوشش ها آن ها را در مقابل ورود میکروب های عامل فساد و بیماری، بی دفاع خواهد ساخت.
اکثر میکروارگانیسم های مولد فساد برای ادامه حیات و تکثیر خود از مواد قندی و پروتئینی و چربی استفاده می نمایند که این مواد نیز در اکثر اغذیه مختلف کم یا بیش موجود می باشند، ولی میزان انواع مواد فوق در مواد غذایی مختلف یکسان نمی باشد، بعلاوه ساختمان و بافت مواد غذایی نیز متفاوت بوده و سبب می گردند میکروارگانیسم های معینی روی آن ها رشد و تکثیر نمایند.
در رابطه با اهمیت ساختمانی و بافتی باید متذکر شد که سطح خارجی گوشت از فاسیا و بافت پیوندی پوشیده شده است که موانع طبیعی مناسبی برای جلوگیری نسبی از دخول میکروارگانیسم ها به سطح ماهیچه ها هستند. باکتری های سرماگرای عامل فساد سطحی گوشت اغلب در روی بافت های پیوندی به علت خشک بودن آن ها قادر به تکثیر نمی باشند و نیز از فاسیاها) Fasciae( نمی توانند عبور نمایند. هنگامی که قطعه گوشتی را برش دهیم از آن جا که پوشش های محافظ نامبرده صدمه می بینند، میزان درصد آلودگی میکروبی بالا رفته و چنین گوشتی سریع تر دست خوش فساد قرار خواهد گرفت و به همین ترتیب هر چه قطعات گوشت ریزتر باشند این خطر بیشتر خواهد شد تا جایی که در گوشت های چرخ شده میکروارگانیسم ها با شدت هر چه بیشتر شروع به تکثیر نموده و حتی ضمن نگه داری در یخچال نیز پس از ۴8 ساعت احتمال شروع فساد زیاد خواهد بود.
تأثیر ترکیبات ضد میکروبی:
پایداری طبیعی بعضی مواد غذایی در مقابل عوامل میکروبی مربوط به بعضی مواد ضد میکروبی آن هاست که به طور طبیعی جزء ترکیبات تشکیل دهنده آن مواد غذایی محسوب می شود. مثلاً شیر تازه حاوی لاکتنین )Lactenin( و نیز عامل ضدکلیفورم است که هر دو ضد میکروب هستند. کمپلکس لاکتوپراکسیداز
)Lactoperoxidase( در شیر خام نیز علیه بعضی استرپتوکوک ها و لیستریا عمل می کند. در سفیده تخم مرغ لایزوزیم) Lysozyme( و در دارچین الدییدی به نام سینمیک الدیید )Cinnemic aldehyde( خاصیت ضد میکروبی دارد. روغن های اتری که در پوست مرکبات وجود دارد، کنالبومین) Conalbumin(، اوموکوئید) Ovomucoid( و آویدین) Avidin( در تخم مرغ و نیز مواد موجود در ادویه ها، سیر، پیاز و جعفری نیز خاصیت ضد میکروبی دارند. شایان ذکر است که کلیه مواد فوق در طول مدت نگه داری اثرات ضد میکروبی خود را به مرور از دست خواهند داد.

:)Implicit parameters (عوامل التزامی
زمانی که میکروارگانیسم ها در یک ماده غذایی شروع به رشد نمایند دائماً در حالت رقابت با یکدیگر از نظر مواد مغذی جهت رشد خواهند بود. علاوه بر آن مرتباً تأثیراتی روی یکدیگر می گذارند که موجب تسریع و یا کند شدن رشد و تکثر آن ها می گردد. نتیجتاً این امر منجر به تغییرات مداومی در نوع فلور میکروبی ماده غذایی خواهد شد تا زمانی که مواد مغذی برای رشد میکروب ها به اتمام رسیده ، در ضمن مواد متابولیت مانند اسیدها، Co۲، آنتی بیوتیک ها و پراکسیدها به حدی برسند که میکروارگانیسم ها دیگر قادر به رشد نباشند. عوامل التزامی عبارتند از مجموعه پارامترهایی که روی رشد فلور میکروبی خاصی تأثیر می گذارند .
این پارامترها عبارتند از:
۱- میزان رشد میکروبی
این میزان رشد برای هر میکروارگانیسم بر حسب شرایط محیطی که شامل مجموعه ای از عوامل خارجی ،داخلی و در رابطه با فرآیند می باشد، متفاوت خواهد بود.
۲- اثرات میکروارگانیسم ها روی یکدیگر
تأثیراتی که میکروارگانیسم های مختلف در جهات مثبت و منفی در زمینه رشد و تکثیر روی یکدیگر می گذارند نیز از جمله پارامترهای فوق محسوب می گردند. عوامل التزامی تأثیر فراوانی روی نحوه تجمع میکروارگانیسم ها و ایجاد یک فلور میکروبی دارند.
خود میکروب ها که جزء آلوده کننده های طبیعی و فلور طبیعی مواد غذایی می باشند، موادی را تولید می کنند که از رشد میکروب های دیگر جلوگیری می نماید و این عمل رقابت میکروبی) Microbial competition( نامیده می شود. این رقابت علاوه بر این که نوع فساد میکروب غالب را به بار خواهد آورد ،از رشد بعضی میکروب های بیماری زای غذایی نیز جلوگیری خواهد نمود.
به طور کلی اگر شرایط رشد برای همه میکروب های موجود در ماده غذایی فراهم باشد باکتری ها معموًلاً سریع تر از مخمرها و مخمرها سریع تر از کپک ها رشد خواهند نمود، مگر این که شرایط خاص برای رشد یکی از این میکروب ها به طور اختصاص فراهم باشد.
میکروب ها همیشه با هم در رقابت نیستند بلکه گاهش با هم حالت همزیستی) Symbiotic( داشته و گاهی نیز با همدیگر وابستگی زیستی) Metabiotic( دارند. در حالت اول دو میکروب ضمن رشد اشتراکی تغییراتی را به وجود می آورند که هیچ کدام به تنهایی قادر به انجام آن نمی باشد و در حالت دوم رشد یک میکروب شرایطی را به وجود می آورد که برای رشد میکروب دیگر مناسب است و اغلب رشد یک میکروب متعاقب رشد میکروب دیگر صورت می گیرد. این حالت خصوصاً در تخمیرهای طبیعی غذاهای خام مشاهده می شود.
عوامل برون گرا در رشد میکروب های مواد غذایی:
این عوامل شامل حرارت نگه داری، رطوبت نسبی و حضور گازها در محیط نگه داری می باشد.
تأثیر حرارت محیط:
میکروب ها در دامنه وسیعی از حرارت قادر به رشد هستند. پائین ترین درجه حرارتی که برای رشد میکروب ها گزارش شده ۳۴- درجه سانتی گراد می باشد و حداکثر آن بالاتر از ۹۰ درجه سانتی گراد می باشد. هر یک از میکروارگانیسم ها در درجه حرارت معینی که درجه حرارت مطلوب یا )Optimum( نامیده می شود به صورت کامل تکثیر می یابند و تا بالاترین) maximum( و پایین ترین) minimum( درجه حرارتی با شدت کمتر هنوز قدرت تکثیر را دارند. خارج از این طیف تکثیر انجام نخواهد گرفت. به طور کلی بر پایه نیاز حرارتی جهت رشد میکروب ها را به سه دسته تقسیم بندی می کنند. آن هایی که در ۷ درجه یا پایین تر خوب رشد کرده و حرارت مطلوب رشد آن ها بین ۲۰ و ۳۰ درجه سانتی گراد می باشد، گروه سرمادوست )Psychrotrophs( نامیده می شوند. آن هایی که بین حرارت ۲۰ و ۴۵ درجه خوب رشد کرده و حرارت مطلوب رشد آن ها بین ۳۰ و ۴۰ درجه می باشد مزوفیل ها) Mesophiles( نامیده می شوند و آن هایی که در بالای ۴۵ درجه خوب رشد می کنند و حرارت مطلوب رشد آن ها بین ۵۵ و ۶۵ درجه است، به نام گروه گرمادوست ها) Thermophiles( موسومند. علاوه بر این که گروهی از باکتری های سرمادوست عامل فساد مواد غذایی در یخچال می باشند )گروه سودوموناس ها(، تعدادی از باکتری های بیماری زای مواد غذایی نیز قادر به رشد در شرایط یخچالی بوده و لذا شرایط سرد یخچالی که یکی از مهم ترین روش های تأمین سلامتی مواد غذایی می باشد در مورد چنین باکتری هایی کارساز نیست، اگرچه زمان دو برابر شدن )Doubling time( در این شرایط بسیار وسیع تر از حرارت اتاق خواهد بود. نمونه این باکتری ها شامل لیستریامونوسایتوجنز، یرسینیاآنتروکولی تیکا، آئروموناس هیدروفیلاوکلستریدیوم بوتولینوم تیپ E می باشند که در شرایط ۴ درجه سرمای یخچالی قادر به رشد هستند.
تأثیر رطوبت نسبی محیط) Relative humidity(:
این عامل از دو نظر در رشد میکروب ها حائز اهمیت است، یکی رشد میکروب ها در سطح مواد غذایی و دیگری تأثیر آن روی aw می باشد. لذا جهت کنترل رشد میکروب های سطحی، مواد غذایی بایستی در معرض رطوبت نسبی کمتری قرار گیرند، ولی با این که رطوبت نسبی کمتر برای جلوگیری از رشد میکروب های سطحی مفید است ولی به علت کاهش رطوبت خود غذا از نظر اقتصادی و وضعیت ظاهری غذا مطلوب نیست و لذا استفاده از اتمسفرهای مصنوعی در این مورد مناسب خواهد بود. ارتباط رطوبت نسبی) RH( محیط و aw غذا همان طور که قبلاً اشاره گردید از رابطه =aw۱۰۰RH× مشخص می شود. مثلاً وقتی aw یک غذا در ۶۰/۰ تنظیم گردد ،RH محیط باید طوری باشد که باعث افزایش aw در نقاط سطحی و زیر سطحی غذا نگردیده و رشد میکروب ها را فراهم نسازد.
تأثیر حضور گازها در محیط:
نگه داری مواد غذایی در محیط های با افزایش میزان 2CO تا ۱۰ درصد روش مناسبی است که به نام اتمسفر کنترل شده (Controled atmosphere) یا اتمسفر تغییر یافته (Modified atmosphere) موسوم است. هم چنین استفاده از اوزون نیز در نگه داری بعضی انواع مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد که البته چون یک ماده اکسید کننده قوی است نباید در مورد غذاهای چرب مورد استفاده قرار گیرد که باعث تندشدگی و اکسید شدن چربی ها می شود. از هر دو گاز برای تعویض فساد سطحی مواد گوشتی در انبار استفاده می گردد .
به طور کلی میکروارگانیسم ها را می توان با توجه به واکنش آن ها نسبت به دما به سه دسته تقسیم بندی کرد:
میکروارگانیسم های سرمادوست یا سایکروفیل:
دامنه دمایی مطلوب میکروارگانیسم های سرمادوست یا سایکروفیل ۱۵-۲۰ درجه سانتی گراد است.
میکروارگانیسم های خواهان گرمای متوسط یا مزوفیل:
دامنه دمایی مطلوب میکروارگانیسم های سرمادوست یا سایکروفیل ۴۰-۲۰ درجه سانتی گراد است.
میکروارگانیسم های گرمادوست یا ترموفیل:
دامنه دمایی مطلوب میکروارگانیسم های سرمادوست یا سایکروفیل ۵۵-۴۵ درجه سانتی گراد است.
مقاومت حرارتی نسبی میکروارگانیسم ها :
عمدتاً مقاومت حرارتی میکروارگانیسم ها به دمای اپتیمم رشدشان بستگی دارد. مقاومت در مورد سلول
.های رویشی به صورت زیر می باشد
ترموفیل ها <مزوفیل ها< سایکروفیل ها Positive Gram > negative Gram
Cocci > Rod or Bacill
حساسیت کپک ها و مخمرها به حرارت ،متوسط است، مثلاً اختلاف بین اسپورو سلول رویشی در قارچ ها
چند درجه بیشتر نیست ولی باکتری ها خیلی بیشتر است. در میان کپک ها، کپک هایی که ایجاد اسکلروتیا می کنند، دارای مقاومت بیشتری هستند و گاهی اوقات در کنسرو میوه زنده باقی می ماند و مشکل ایجاد
.می نمایند
برخی از خصوصیات ترموفیل ها :
براساس دمای رشد، ترموفیل ها دارای حداقل دمای 45oC و دمای اپتیمم بین 50 -60C o و حداکثر دمای 70C oو یا بیشتر هستند. باکتری های ترموفیل زیادی وجود دارد نظیر بعضی از سویه های، Bacillus، Cyanobacter. ،Lactoloacillus ،Actinomycetes ،Closteridiumاما مهمترین ترموفیل های موجود در مواد غذایی متعلق به جنس باسیلوس و کلستریدیوم هستند. منحنی رشد باکتری های ترموفیل دارای خصوصیات زیر هستند: فاز سکون خیلی کوچک – فاز لگاریتمی سریع- فاز مرگ سریع

شکل۱۰- منحنی رشد باکتری های ترموفیل، در سه دمای مختلف
گزارش های وجود دارد که نشان می دهد ترموفیل هایی هستند، که وقتی در دمای بالاتر قرار می گیرند، زمان تولید مثل آنها
.تا ۱۰ دقیقه کاهش می یابد
روش های نگهداری مواد غذایی به طور کلی به دو دسته فیزیکی و شیمیایی تقسیم می شود که هریک چندین زیرمجموعه دارد که در این مقاله مختصرا به توضیح روش های فیزیکی نگهداری مواد غذایی می پردازیم:

۱- روش های حرارتی
حرارت یکی ار مهمترین عوامل خارجی تشدید رشد باکتری هاست به طوری که فلور میکروبی مواد غذایی در بازه بین ۱۵- تا 8۰+ درجه قرار دارد و به طبع جلوگیری از رشد باکتری ها منوط به قرار گرفتن در شرایط دمایی بالا یا پایین تر از حد تحمل آنهاست.
۱-۱ استفاده از گرما
استریلیزاسیون:
از بین بردن کلیه میکروارگانیسمهای موجود در یک محیط را استریلیزاسیون گویند. درجه حرارت مورد استفاده در این روش حدود ۱۱۰ تا ۱۲۰ درجه سانتیگراد بوده و به خاطر اینکه دمای بالا سبب از بین رفتن برخی مواد مغذی غذا نیز می شود سعی بر آن است که از حرارت های بسیار بالا اجتناب شود و حداقل زماندر نظر گرفته شود. مقدار گرما به اندازه ای است که در مدت زمان مناسب استریل، می تواند مقاوم ترین میکروب قابل رشد در غذا را نیز از بین ببرد . امروزه از این روش در فرایندهای کنسرو سازی و محصولات لبنی زیاد استفاده می شود.
پاستوریزاسیون:
این روش که توسط پاستور کشف گردید و تا کنون مورد استفاده قرار گرفته می گیرد یک فرایند حرارتی نسبتا ملایم است که معمولا در حرارتی کمتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد صورت می گیرد و عمده باکتری های بیماری زا در آن حذف می گردند. امروزه محصولات غذایی بسیاری مانند شیر و فرآورده های آن به این طریق نگهداری می شوند. مشکل اصلی در این روش عدم نفوذ حرارت به درون مواد غذایی و امکان وجود برخی میکروب های بیماریزا در آن می باشد، به همین دلیل زمان مصرف اینگونه موادغذایی طولانی نبوده و باید در یخچال نگهداری شوند.
-۱-۲ سرما
سرما یکی از روش هایی است که بشر از قدیم با آن آشنا بوده و از آن استفاده می کرده مانند استفاده از یخچال های طبیعی و یا اطاق های سرد و همچنین گذاشتن یخ طبیعی در کنار موادغذایی تا زمانی که یخچال های امروزی پدید آمدند . سرما سبب کُُند شدن یا متوقف شدن آنزیم ها و فعالیت عوامل بیولوژیک در مواد غذایی و کند نمودن روند تکثیر میکروارگانیسم ها می شود ولی عمدتا اثر باتریوسید ندارد.
سرد کردن
این روش امروزه توسط یخچال های یا دستگاه های مولد برودت انجام می گیرد تا حدی که دمای ماده غذایی حدودا بین ۴+ تا ۶+ حفظ گردد. بر همین اساس استانداردهای بهترین زمان نگهداری مواد غذایی مختلف در یخچال توسط سازمان بهداشت جهانی و اداره غذا و دارو تدوین گردیده است. نکته مهم در نگهداری مواد غذایی در دمای یخچال یکسان نگه داشتن آن در طول زنجیره سرما تا زمان مصرف آن است چرا که حتی نوسانات کوچک در طول زمان نگهداری منجر به کاهش چشمگیر زمان نگهداری و رشد سریع تر باکتری هامی گردد.
منجمد کردن
انجماد یکی از بهترین روش های نگهداری مواد غذایی است و اگر به سرعت و در درمای پایین صورت پذیرد سبب حفظ کیفیت و بافت غذا خواهد شد. به طوری که جهت انجماد فرآورده های پروتئینی عمدتا دمای ۳۰- تا ۴۰- در تونل انجماد با سرعت ۳-۶ متر بر ثانیه اعمال می گردد و سپس برای نگهداری آن ها شرایط دمایی۱8- تا۴۰- درجه سانتی گراد که عمدتا در این دما فعالیت های آنزیمی به حداقل رسیده و نیز رشد باکتری ها امکان پذیر نیست، استفاده می گردد.
جهت انجماد مواد غذایی روش های گوناگونی از جمله تونل انجماد، سطوح سرد و کریوژن و … مورد استفاده است که در هریک ممکن است بسته به شرایط آسیب هایی از قبیل سوختگی سطحی، خشک شدن و کاهش وزن، تخریب بافت غذا و… پدید آید.
۲-دهیدراسیون
از زمانی که انسان غلات را کشت کرد از روش خشک کردن نیز به عنوان یکی از راههای نگهداری آن استفاده می کرد و به تدریج با خشک کردن گوشت)به صورت قرمه(، ماهی، میوه ها و سبزیجات این روش متداول شد. در حقیقت این روش با حذف آب، مانع فعالیت بیولوژیکی و آنزیم های موجود مولد فساد مواد غذایی می گردد. طول عمر ماده افزایش پیدا کرده و با کاهش آب فعال موجب کندی در فعالیت باکتری های خواهد شد به طوری که مواد غذایی با آب فعال کمتر از ۷/۰ عملا نیاز به نگهداری در یخچال ندارند ولی ممکن است وزن آن کاهش پیدا کند و موجب ضرر اقتصادی گردد.
۱-۲خشک کردن صنعتی
این روش خشک کردن با هوای گرم و یا سطح داغ با انتقال گرما به ماده غذایی موجب تبخیر رطوبت آن میشود. این روشی متداول برای صنایع غذایی می باشد، هرچند که ار لحاظ مصرف انرژی پرهزینه بوده و ممکن است در بعضی از مواد غذایی موجب از بین رفتن ترکیبات موثره آن گردد.
۲-۲-خشک کردن در انجماد
این روش یکی ار بهترین روش های خشک کردن محسوب می شود چرا که منجر به آسیب به بافت غذا نشده و دناتوراسیون پروتئینی را به حداقل می رساند. اساس این روش تبخیر آب موجود در مواد غذایی یخ زده در خلا می باشد.
۳-پرتودهی
پرتودهی مواد غذائی فرآیندی است کاربردی که بر اساس استفاده از یکی از چشمه های پرتوزا )کبالت ۶۰ یا سزیم ۱۳۷ ( یا پرتو های ایکس و الکترون های تولید شده از منابع ماشینی )چشمه های یونساز(، برای کاهش بار میکروبی و به تاخیر انداختن فعالیت های آنزیمی مواد غذائی، انهدام میکروب های بیماریزای خاص، جلوگیری از جوانه زدن محصولات غده ای مانند سیب زمینی و پیاز ، جلوگیری از خسارات آفات و حشرات انباری در زمان رسیدن محصول و انبارداری آن استفاده می گردد . از پرتوهای مورد استفاده در صنایع غذایی می توان به پرتوهای یونیزه کننده گاما، ایکس، پرتوهای الکترونی و پرتوهای غیریونیزه کننده، ماوراء بنفش ،(UV-B, UV-C)، مادون قرمز و امواج رادیویی اشاره کرد که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارد.
با توجه به مطالب فوق در کشوری با جمعیت و وسعت ایران با توجه به افزایش روزافزون نیاز به مواد غذایی و تنوع زیاد آنها اهمیت کاربرد روش های نوین برای حفظ مواد غذایی در طولانی مدت، بر کسی پوشیده نیست. در راستای این هدف کاربرد روش هایی با کارایی بالا و بی خطر از اهمیت خاصی برخوردار است. با انتخاب صحیح این روش ها علاوه بر افزایش ماندگاری و حفظ ماده غذایی در مقابل فساد باید به حفظ مواد مغذی و عدم تخریب و خصوصیات تغذیه ای محصول نیز توجه شود. بدین وسیله می توان از ضایعات قسمت اعظمی از محصولات کشاورزی در طول زنجیره مصرف جلوگیری نمود و از این طریق هزینه های ایجاد شده جهت اعمال روش های مختلف نگهداری را جبران نموده و امکان رقابت بین المللی از نظر قیمت و نیز کیفیت جهتصادرات مواد غذایی خصوصا محصولات کشاورزی و دامی را فراهم آورد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست