Пищевая микробиология

Пищевая микробиология – это изучение микроорганизмов , населяющих, создающих или загрязняющих пищу . Сюда входит изучение микроорганизмов, вызывающих порчу пищевых продуктов; болезнетворные микроорганизмы , которые могут вызвать заболевание (особенно если пища неправильно приготовлена или хранится); микробы, используемые для производства ферментированных продуктов, таких как сыр , йогурт , хлеб , пиво и вино ; и микробы, выполняющие другие полезные функции, например, производящие пробиотики . ^[1]^[2]^[3]^[4]

Подгруппы бактерий, влияющих на пищу

При изучении бактерий в пищевых продуктах важные группы были подразделены на основе определенных характеристик. Эти группировки не имеют таксономического значения: ^[5]

Молочнокислые бактерии – это бактерии, которые используют углеводы для производства молочной кислоты. Основные роды — Lactococcus , Leuconostoc , Pediococcus , Lactobacillus и Streptococcus thermophilus .
Уксуснокислые бактерии, такие как Acetobacter aceti, производят уксусную кислоту .
Бактерии, такие как Propionibacterium freudenreichii , которые производят пропионовую кислоту , используются для ферментации молочных продуктов.
Некоторые виды Clostridium . Clostridium Butyricum продуцирует масляную кислоту .
Протеолитические бактерии гидролизуют белки, продуцируя внеклеточные протеиназы . В эту группу входят виды бактерий из родов Micrococcus , Staphylococcus , Bacillus , Clostridium , Pseudomonas , Alteromonas , Flavobacterium и Alcaligenes , а также более ограниченные виды из Enterobacteriaceae и Brevibacterium .
Липолитические бактерии гидролизуют триглицериды путем образования внеклеточных липаз . В эту группу входят виды бактерий из родов Micrococcus , Staphylococcus , Pseudomonas , Alteromonas и Flavobacterium .
Сахаролитические бактерии гидролизуют сложные углеводы . В эту группу входят виды бактерий из родов Bacillus , Clostridium , Aeromonas , Pseudomonas и Enterobacter .
Термофильные бактерии способны процветать при высоких температурах выше 50 градусов Цельсия. , включая роды Bacillus , Clostridium , Pediococcus , Streptococcus и Lactobacillus , Термодурические бактерии , включая споры, могут пережить пастеризацию . Бактерии, которые растут при температуре ниже 5 градусов по Цельсию, называются психотропными и включают виды бактерий из многих родов, включая Alcaligenes , Serratia , Leuconostoc , Carnobacterium , Brochothrix , Listeria и Yersinia .
Галотолерантные бактерии могут выдерживать высокие концентрации соли, превышающие 10%. Сюда входят некоторые виды Vibrio и Corynebacterium . Кислотные бактерии выживают при низком pH.
Осмофильные бактерии, хотя и менее осмофильны, чем дрожжи и плесени, могут переносить относительно более высокую осмотическую среду. Аэробам необходим кислород, а анаэробам он угнетает. Факультативные анаэробы могут расти как с кислородом, так и без него.
Некоторые бактерии могут выделять газы при метаболизме питательных веществ, другие производят слизь, синтезируя полисахариды.
Спорообразующие бактерии подразделяются на подгруппы аэробных, анаэробных, плоскокислых, термофильных и сульфидпродуцирующих.
Колиформы, включая фекальные колиформы (такие как кишечная палочка), используются в качестве меры санитарии. Кишечные патогены могут вызывать желудочно-кишечные инфекции и могут быть включены в эту группу.

Безопасность пищевых продуктов

Безопасность пищевых продуктов является одним из основных направлений пищевой микробиологии. Многочисленные возбудители болезней и патогены легко передаются через пищу, включающую бактерии и вирусы . Микробные токсины также могут загрязнять пищу; Однако микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности также можно использовать для борьбы с этими болезнетворными микробами. Пробиотические бактерии, в том числе те, которые производят бактериоцины, могут убивать и подавлять патогены . Альтернативно, очищенные бактериоцины , такие как низин, можно добавлять непосредственно в пищевые продукты. Наконец, бактериофаги , вирусы, которые заражают только бактерии, могут использоваться для уничтожения бактериальных патогенов . ^[6] Тщательная подготовка пищи, в том числе ее правильное приготовление , уничтожает большинство бактерий и вирусов. Однако токсины, вырабатываемые загрязняющими веществами, не могут превращаться в нетоксичные формы при нагревании или приготовлении загрязненной пищи из-за других условий безопасности. ^{[ нужна ссылка ]}

Ферментация

Ферментация — один из методов сохранения продуктов питания и изменения их качества. Дрожжи , особенно Saccharomyces cerevisiae , используются для закваски хлеба , варки пива и изготовления вина . Определенные бактерии , в том числе молочнокислые , используются для приготовления йогурта , сыра , острого соуса , солений , ферментированных колбас и таких блюд, как кимчи . Общим эффектом этих ферментаций является то, что пищевой продукт становится менее восприимчивым к другим микроорганизмам , включая болезнетворные микроорганизмы и микроорганизмы, вызывающие порчу пищевых продуктов , что продлевает срок хранения . Некоторым сортам сыра также требуется плесень для созревания и развития характерного вкуса . ^{[ нужна ссылка ]}

Микробные биополимеры

Некоторые биополимеры, полученные микробным путем, используются в пищевой промышленности . ^[7]

Альгинат

альгинаты можно использовать В качестве загустителей . ^[8]Хотя коммерческие альгинаты перечислены здесь в категории «Микробные полисахариды », в настоящее время они производятся только путем экстракции из бурых морских водорослей , таких как Laminaria Hyperborea или L. japonica .

Поли-γ-глутаминовая кислота

Поли-γ-глутаминовая кислота (γ-PGA), продуцируемая различными штаммами Bacillus, имеет потенциальное применение в качестве загустителя в пищевой промышленности. ^[9]

Тестирование пищевых продуктов

Для обеспечения безопасности пищевых продуктов микробиологические тесты, такие как тестирование на наличие патогенов необходимы и организмов, вызывающих порчу. Таким образом, можно оценить риск загрязнения при нормальных условиях использования и пищевых отравлений предотвратить вспышки . Тестирование пищевых продуктов и ингредиентов важно на протяжении всей цепочки поставок , поскольку возможные дефекты продукции могут возникнуть на каждом этапе производства. ^[10] Помимо выявления порчи, микробиологические тесты также позволяют определить содержание микробов, выявить дрожжевые и плесневые грибки, а также сальмонеллу . В отношении сальмонеллы ученые также разрабатывают быстрые и портативные технологии, способные идентифицировать уникальные варианты сальмонеллы . ^[11]

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — это быстрый и недорогой метод создания количества копий фрагмента ДНК на определенной полосе («ПЦР (Полимеразная цепная реакция)», 2008). По этой причине ученые используют ПЦР для обнаружения различных видов вирусов и бактерий, таких как ВИЧ и сибирская язва, на основе их уникальных образцов ДНК. В продаже имеются различные наборы, помогающие в экстракции нуклеиновых кислот пищевых патогенов. ^[12] ПЦР-обнаружение и дифференциация. ^[13] Обнаружение бактериальных цепочек в пищевых продуктах очень важно для каждого человека в мире, поскольку оно помогает предотвратить возникновение болезней пищевого происхождения. Таким образом, ПЦР считается детектором ДНК, позволяющим амплифицировать и отслеживать наличие патогенных нитей в различных обработанных пищевых продуктах. ^{[ нужна ссылка ]}

См. также

Ссылки

^ Фратамико ПМ (2005). Бэйлс Д.О. (ред.). Патогены пищевого происхождения: микробиология и молекулярная биология . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-00-4 .
^ Таннок Г.В., изд. (2005). Пробиотики и пребиотики: научные аспекты . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-01-1 .
^ Люнг А., Вадстрем Т., ред. (2009). Молекулярная биология лактобактерий: от геномики к пробиотикам . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-41-7 .
^ Мэйо, Б. (2010). ван Синдерен, Д. (ред.). Бифидобактерии: геномика и молекулярные аспекты . Кайстер Академик Пресс . ISBN 978-1-904455-68-4 .
^ Рэй, Б. Фундаментальная пищевая микробиология, 3-е изд. (2005), стр. 29-32.
^ Силланкорва, Санна М.; Оливейра, Хьюго; Азередо, Джоана (2012). «Бактериофаги и их роль в безопасности пищевых продуктов» . Международный журнал микробиологии . 2012 : 863945. doi : 10.1155/2012/863945 . ПМЦ 3536431 . ПМИД 23316235 .
^ Рем БХА, изд. (2009). Микробное производство биополимеров и полимерных предшественников: применение и перспективы . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-36-3 .
^ Реммингхорст и Рем (2009). «Микробное производство альгината: биосинтез и применение». Микробное производство биополимеров и полимерных предшественников . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-36-3 .
^ Ши и Ву (2009). «Биосинтез и применение поли(гамма-глутаминовой кислоты)». Микробное производство биополимеров и полимерных предшественников . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-36-3 .
^ «Лаборатории тестирования пищевых продуктов» . Архивировано из оригинала 20 октября 2011 г. Проверено 18 апреля 2012 г.
^ «Быстрое тестирование и идентификация сальмонеллы в пищевых продуктах» . Архивировано из оригинала 27 марта 2022 г. Проверено 18 апреля 2012 г.
^ «Карточка из фильтровальной бумаги для ЭКСТРАКЦИИ ДНК ПИЩЕВЫХ ПАТОГЕНОВ» . Архивировано из оригинала 27 ноября 2021 г. Проверено 11 июля 2014 г.
^ «Наборы для идентификации микробов» . Архивировано из оригинала 15 июля 2014 г. Проверено 11 июля 2014 г.

Внешние ссылки

[FratamicoBayles-1] Фратамико ПМ (2005). Бэйлс Д.О. (ред.). Патогены пищевого происхождения: микробиология и молекулярная биология . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-00-4 .

[Tannockpro3-2] Таннок Г.В., изд. (2005). Пробиотики и пребиотики: научные аспекты . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-01-1 .

[LjunghWadstrom-3] Люнг А., Вадстрем Т., ред. (2009). Молекулярная биология лактобактерий: от геномики к пробиотикам . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-41-7 .

[MayoB-4] Мэйо, Б. (2010). ван Синдерен, Д. (ред.). Бифидобактерии: геномика и молекулярные аспекты . Кайстер Академик Пресс . ISBN 978-1-904455-68-4 .

[5] Рэй, Б. Фундаментальная пищевая микробиология, 3-е изд. (2005), стр. 29-32.

[6] Силланкорва, Санна М.; Оливейра, Хьюго; Азередо, Джоана (2012). «Бактериофаги и их роль в безопасности пищевых продуктов» . Международный журнал микробиологии . 2012 : 863945. doi : 10.1155/2012/863945 . ПМЦ 3536431 . ПМИД 23316235 .

[BerndRehm-7] Рем БХА, изд. (2009). Микробное производство биополимеров и полимерных предшественников: применение и перспективы . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-36-3 .

[2Remminghorst-8] Реммингхорст и Рем (2009). «Микробное производство альгината: биосинтез и применение». Микробное производство биополимеров и полимерных предшественников . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-36-3 .

[5shih-9] Ши и Ву (2009). «Биосинтез и применение поли(гамма-глутаминовой кислоты)». Микробное производство биополимеров и полимерных предшественников . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-36-3 .

[10] «Лаборатории тестирования пищевых продуктов» . Архивировано из оригинала 20 октября 2011 г. Проверено 18 апреля 2012 г.

[11] «Быстрое тестирование и идентификация сальмонеллы в пищевых продуктах» . Архивировано из оригинала 27 марта 2022 г. Проверено 18 апреля 2012 г.

[12] «Карточка из фильтровальной бумаги для ЭКСТРАКЦИИ ДНК ПИЩЕВЫХ ПАТОГЕНОВ» . Архивировано из оригинала 27 ноября 2021 г. Проверено 11 июля 2014 г.

[13] «Наборы для идентификации микробов» . Архивировано из оригинала 15 июля 2014 г. Проверено 11 июля 2014 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]