Institución educativa del presupuesto estatal.
Región de Saratov
educación vocacional secundaria
"Politécnico de Engels"
curso de lectura
"Microbiología, saneamiento e higiene en la producción de alimentos"
para la especialidad
260807 Tecnología de productos de hostelería
Engels - 2013.
Compilado por: Marchukova O.Yu., profesora de química, GBOU SO SPO "EP"
Este curso de conferencias está destinado a enseñar a los estudiantes de cursos por correspondencia en la especialidad 260807 Tecnología de productos de catering público.
Fundamentos de microbiología.
Lección 1. Los microorganismos, su estructura y clasificación
1.1 El concepto de microorganismos
METROmicrobiología - ciencia que estudia la vida y las propiedades de los microbios. Los microbios, organismos unicelulares, están ampliamente distribuidos en el suelo, el agua y el aire. Participan en los procesos de circulación de sustancias en la naturaleza, desdoblando sustancias orgánicas complejas de residuos animales y vegetales en sustancias inorgánicas simples utilizadas por las plantas para su nutrición.
Algunos microbios juegan un papel positivo y otros negativo en la vida humana. Los microbios beneficiosos están involucrados en la producción de productos alimenticios (queso, requesón, pan, kvas), en el proceso de su conservación y conservación (chucrut, encurtidos), en la producción de proteínas alimenticias y forrajeras a partir de hidrocarburos para animales de granja de bajo costo. materias primas vegetales. Los microbios dañinos causan diversas enfermedades humanas, así como el deterioro de los alimentos (podredumbre, moho), que sirven como un excelente caldo de cultivo para su desarrollo.
Los microbios fueron descubiertos por el naturalista holandés Anthony Leeuwenhoek (1632-1723), quien diseñó un microscopio que ampliaba las imágenes hasta 160-200 veces. A través de este dispositivo, observó el mundo de las criaturas más pequeñas en varios entornos, describiéndolos posteriormente en su libro El secreto de la naturaleza. El científico francés Louis Pasteur (1822-1895) inició el estudio de la fisiología de los microorganismos. Fue el primero en establecer una relación causal entre los microorganismos y los procesos que ocurren en la naturaleza (fermentación), demostró que una serie de enfermedades humanas y animales surgen de microbios patógenos, desarrolló vacunas contra la rabia y el ántrax, cuyo uso previene la aparición de estos terribles enfermedades. El bacteriólogo alemán Robert Koch (1843-1910) hizo una gran contribución a la microbiología, desarrollando métodos para estudiar microbios y medios nutritivos para cultivarlos. Descubrió los agentes causantes de la tuberculosis y el cólera.
Los microbios que se encuentran con mayor frecuencia en la preparación de alimentos se dividen en bacterias, mohos, levaduras y virus. La mayoría de los microbios son organismos unicelulares medidos en micrómetros - micras (1/1000 mm) y nanómetros - nm (1/1000 micras).
Las bacterias son unicelulares, los microorganismos más estudiados con un tamaño de 0,4-10 micras. Según su forma, se dividen en cocos- microbios esféricos (micrococos, diplococos, tetracocos, sarcinas, estreptococos, estafilococos), palos(sencillos, dobles, cadenas), vibrio, espirilla Y espiroquetas(formas curvas y torcidas en espiral). El tamaño y la forma de las bacterias pueden cambiar dependiendo de varios factores ambientales (Fig. 3).
Arroz. 3. Formas de bacterias:
1 - micrococos; 2 - estreptococos; 3 - sarcinas; 4 - palos sin esporas;
5 - palos con esporas (bacilos); 6 - vibriones; 7 - espiroquetas;
8 - espirulina.
Las bacterias están cubiertas por una membrana, que es una capa compacta de citoplasma, que le da forma a la célula. La capa exterior de la cubierta de muchas bacterias puede ser mucilaginosa y formar una cubierta protectora: una cápsula. La parte principal de la célula es el citoplasma, una masa proteica transparente impregnada de savia celular. El citoplasma contiene la sustancia nuclear, los nutrientes de reserva (granos de almidón, gotas de grasa, glucógeno, proteína) y otras estructuras celulares. En la superficie de algunas bacterias (en forma de varilla) hay formaciones filamentosas: flagelos (individuales, en forma de paquete o en toda la superficie), con la ayuda de los cuales se mueven.
Algunas bacterias con forma de bastón forman esporas en condiciones desfavorables (citoplasma condensado cubierto con una membrana densa). Las esporas no necesitan nutrición, no son capaces de reproducirse, pero conservan su viabilidad a altas temperaturas, secado, congelación durante varios meses (bacilo botulínico) o incluso muchos años (bacilo ántrax). Las esporas mueren durante la esterilización (calentamiento a 120°C por
29 minutos). En condiciones favorables, germinan en una célula bacteriana normal (vegetativa). Las bacterias formadoras de esporas se llaman bacilos
Las bacterias se reproducen por división simple. En condiciones favorables, la reproducción de una célula procede dentro de los 20 -
30 minutos. Con la acumulación de productos de desecho nocivos de bacterias y el agotamiento de los recursos nutritivos, el proceso de reproducción se detiene.
Los hongos del moho son organismos vegetales inferiores unicelulares o multicelulares que en su actividad vital necesitan nutrientes preparados y acceso al aire. Las células del moho tienen la forma de hilos entrelazados alargados: hifas de 1 a 15 micrones de espesor, que forman el cuerpo del moho: micelio (micelio), que consta de una o varias células. Los cuerpos fructíferos se desarrollan en la superficie del micelio, en el que maduran las esporas (Fig. 4).
En términos de estructura, las células de moho difieren de las células bacterianas en que tienen uno o más núcleos y vacuolas (cavidades llenas de líquido celular). Los mohos se reproducen mediante hifas y esporas.
Los mohos están ampliamente distribuidos en la naturaleza. Al desarrollarse en productos alimenticios, forman incursiones esponjosas de diferentes colores. Los mohos secretan sustancias que dan a los alimentos un olor y sabor a humedad. Pueden desarrollarse con baja humedad (15%), lo que explica el enmohecimiento de frutas secas, galletas saladas,
Arroz. 4. Tipos de hongos de moho:
1 - penicilio; 2 - aspergillus; 3 - mukor..
a una mayor concentración de sal y ácidos (en productos salados y ácidos), a bajas temperaturas, afectando a los productos almacenados en frigoríficos.
Entre los mohos hay útiles utilizados en la producción de quesos (Roquefort, Camembert), ácido cítrico y drogas (penicilina).
Las levaduras son microorganismos unicelulares no móviles. Las células de levadura de hasta 15 micrones de tamaño vienen en diferentes formas: redondas, ovaladas, en forma de varilla (Fig. 5). Tienen un núcleo grande claramente definido, vacuolas y diversas inclusiones en el citoplasma en forma de gotitas de grasa, glucógeno, etc.
La levadura se reproduce en condiciones favorables en unas pocas horas de las siguientes formas: gemación, esporas (1 - 112 por célula), división. Las levaduras están ampliamente distribuidas en la naturaleza. Son capaces de descomponer (fermentar) los azúcares en alcohol y dióxido de carbono. La fermentación alcohólica se utiliza en la vinificación, la repostería y en la producción de productos lácteos fermentados (kéfir, koumiss). Algunas levaduras se distinguen por un alto contenido de proteínas, grasas, vitaminas B, minerales, por lo que se utilizan como alimentos y piensos.
. 5. Formas de las células de levadura:
1 - ovoide; 2 - elipsoide; 3 - cilíndrico (en forma de varilla);
4 - esférico; 5 - en forma de limón; 6- levadura que se reproduce por división y esporas.
Virus: partículas que no tienen una estructura celular, tienen un metabolismo peculiar, la capacidad de reproducirse. Son redondos, rectangulares y de forma filamentosa, con un tamaño que oscila entre 8 y 150 nm. Solo se pueden ver con microscopios electrónicos.
Tema 2. Fisiología de los microorganismos
Los microbios, como todos los seres vivos, se componen de proteínas (6-14 %), grasas (1-4 %), hidratos de carbono, minerales, agua (70-85 %), enzimas.
Agua constituye la mayor parte de la célula del microorganismo. Su cantidad oscila entre el 70 y el 85 % en células vegetativas y alrededor del 50 % en esporas. Todas las sustancias orgánicas y minerales importantes de la célula microbiana se disuelven en Eodo y tienen lugar los principales procesos bioquímicos (hidrólisis de proteínas, carbohidratos, etc.).
Ardillas - base de las estructuras vitales de los microorganismos. Forman parte del citoplasma, núcleo, membranas y otras estructuras de la célula. Las proteínas microbianas están formadas por aminoácidos.
carbohidratos - son parte de la cáscara, cápsulas mucosas, protoplasma y en forma de granos de glucógeno, un nutriente de reserva. Los carbohidratos ingresan a la célula de los microbios del medio ambiente y son utilizados por la célula como fuente de energía. Las células contienen carbohidratos simples y carbohidratos complejos (almidón, glucógeno, fibra).
Grasas - en una pequeña cantidad son parte del citoplasma, el núcleo en forma de compuestos complejos con proteínas. Las grasas sirven como fuente de energía para los microorganismos.
Minerales juegan un papel importante en la construcción de proteínas complejas, vitaminas, enzimas de células microbianas. Los minerales solubles mantienen un nivel normal de presión osmótica intracelular (turgencia).
Las sustancias minerales de los microbios se presentan en forma de: fósforo, sodio, magnesio, hierro, azufre, etc.
enzimas - sustancias que aceleran (catalizadores) los procesos bioquímicos y se encuentran dentro de las células de los microbios. Los microbios contienen varias enzimas, algunas de las cuales afectan los procesos bioquímicos dentro de la célula, otras se liberan al exterior, procesando sustancias ambientales, causando fermentación, descomposición y otros procesos en los productos alimenticios.
Nutrición de los microbios. Los microbios se alimentan de proteínas, grasas, carbohidratos, minerales que ingresan a la célula en forma disuelta a través de la membrana por ósmosis (el proceso de difusión a través de una membrana semipermeable). Las proteínas y los carbohidratos complejos son asimilados por los microbios solo después de que las enzimas secretadas por los microorganismos los descomponen en componentes simples.
Para la nutrición normal de los microbios, es necesaria una cierta proporción de concentración de sustancias tanto dentro de la célula del microorganismo como en el medio ambiente. La concentración más favorable es el contenido de cloruro de sodio al 0,5% en el medio ambiente. En un ambiente donde la concentración de sustancias solubles es mucho mayor (2-10%) que en la célula, el agua de la célula pasa al medio ambiente, se produce deshidratación y arrugamiento del citoplasma, lo que conduce a la muerte del microbio. Esta propiedad de los microorganismos se utiliza en la conservación de productos con azúcar (mermelada) o sal (carne, salazón de pescado).
Microbios respiratorios. La respiración es necesaria para que los microbios obtengan la energía que proporciona a todos los procesos de la vida. Según su forma de respirar, los microbios se dividen en aerobios, requieren oxígeno del aire (hongos del moho, bacterias del ácido acético); anaerobios, viviendo y desarrollándose en ausencia de oxígeno (botulínico, bacterias del ácido butírico), condicional(opcional) anaerobios, desarrollándose tanto en presencia de oxígeno como sin él (bacterias del ácido láctico, levaduras).
Lección 3. La influencia del ambiente externo en el desarrollo de microorganismos y su distribución en la naturaleza.
La actividad vital de los microbios depende del medio ambiente. Al crear ciertas condiciones en el entorno donde se desarrollan los microbios, es posible promover el desarrollo de microorganismos beneficiosos y suprimir la actividad vital de los microorganismos dañinos. Los productos alimenticios pueden conservarse bien solo si se crean condiciones desfavorables para el desarrollo de microbios dañinos en ellos.
Los principales factores que afectan la actividad vital de los microbios son: la temperatura, la humedad, la exposición a la luz, la naturaleza del medio nutritivo.
Temperatura. Todos los microbios tienen una temperatura máxima, óptima y mínima de su desarrollo. La temperatura óptima para la mayoría de los microorganismos es de 25-35°C. Por lo tanto, los productos alimenticios en estas condiciones se deterioran rápidamente.
El límite mínimo de temperatura para diferentes microbios es diferente. Bajar la temperatura ralentiza o detiene el desarrollo de microbios, pero no los mata. Por lo tanto, al enfriar (6°C) y congelar (de -6 a -20°C), los productos alimenticios se conservan bien, pero cuando se descongelan y procesan, los microbios reinician su actividad.
La temperatura máxima (45-50°C) también detiene el desarrollo de microbios. Un aumento adicional de la temperatura conduce a la muerte de las células vegetativas y luego a las esporas. La pasteurización (60-90°C) y la esterilización (100-120°C) de productos alimenticios se basan en el efecto destructivo de las altas temperaturas sobre los microbios.
Dependiendo de la temperatura de desarrollo, los microbios se dividen en psico-Filadelfia(resistentes al frío), en los que el desarrollo óptimo es de 15°C (mohos); mesofílico(desarrollándose a una temperatura media), en la que el óptimo es de 25-37 °C (bacterias patógenas, levaduras); termofílico(amantes del calor), que tienen un óptimo de 50 ° C (bacterias del ácido láctico).
Humedad. El aumento de la humedad aumenta la cantidad de nutrientes solubles, por lo tanto, promueve la nutrición y el desarrollo de microbios. Por lo tanto, los productos alimenticios que contienen una gran cantidad de humedad (leche, carne, pescado, verduras, frutas) se deterioran rápidamente.
El límite inferior de humedad ambiental para el desarrollo de bacterias es del 20% y hongos de moho: 15%. Por lo tanto, una forma confiable de preservar los productos para que no se echen a perder es secarlos hasta un contenido de humedad por debajo del límite especificado.
Ambiente con alta concentración de sustancias. Como ya se mencionó, los microbios viven en un ambiente con una baja concentración de sustancias solubles. Con un aumento en la concentración de sal (hasta 10-20%) y azúcar (hasta 60-70 %) muchos microbios detienen por completo su desarrollo (putrefacción, ácido láctico) como resultado de la deshidratación de las células microbianas. La acción de una alta concentración de sal en los microbios se usa al salar pescado, carne y azúcar, en la preparación de mermelada, mermelada.
La reacción del entorno. La mayoría de los microbios se desarrollan en un entorno neutro (pH = 7) o ligeramente alcalino (pH = 8), mientras que los mohos y las levaduras se desarrollan en un entorno ligeramente ácido (pH = 3-6). Al cambiar la reacción del medio ambiente, es posible influir en el curso del desarrollo de los microorganismos. Esta es la base de los métodos de conservación de verduras y frutas por fermentación (con la ayuda del ácido láctico formado) y decapado (con la ayuda de ácido acético añadido), durante los cuales se suprime la actividad vital de los microbios putrefactos.
Luz. La luz solar directa destruye los microbios, incluidos los patógenos. Los rayos ultravioleta del sol y las lámparas BUV especiales que se utilizan para desinfectar el agua, el aire y las instalaciones son destructivos.
Sustancias químicas. Muchos compuestos químicos tienen un efecto perjudicial sobre los microbios y se utilizan para destruirlos. Se llaman antisépticos o desinfectantes. Así, la lejía en hostelería se utiliza para desinfectar manos, utensilios y equipos (0,2%), el ácido sórbico se utiliza para conservar los zumos. La presencia de ácido benzoico en los arándanos rojos los protege del deterioro.
factores biológicos. Los microbios en el proceso de la vida pueden influir entre sí, contribuyendo al desarrollo o la opresión. El hombre utiliza la última propiedad de los microbios en la lucha contra los microbios patógenos. Muchas bacterias, hongos de moho liberan sustancias en el medio ambiente - antibióticos, perjudicial para el desarrollo de otros microbios. La penicilina, la estreptomicina, la gramicidina y la biomicina son antibióticos ampliamente utilizados en medicina.
Otras sustancias cercanas a los antibióticos en cuanto a su acción sobre los microbios son fitoncidios. Estas sustancias, secretadas por muchas plantas (cebollas, ajos, rábanos picantes, cítricos, etc.), matan los microbios patógenos de la disentería, bacilos putrefactos, etc.