التهاب معده ای روده ای استافیلوکوکی

التهاب معده ای روده ای استافیلوکوکی

کاری از آرمین امیرسلیمانی و حامد قبادی نژاد

مقدمه:

مسمومیت غذایی استافیلوکوکی اولین بار توسط دنیس در سال 1894 مورد مطالعه قرار گرفت و پس از آن باربر در سال 1914 با مصرف شیر آلوده شده به یک کشت استافیلوکوکوس اورئوس علایم و نشانه های بیماری را در خود ایجاد نمود. بالاخره در سال 1930 داک و همکاران به طور قطعی ثابت نمودند که برخی از سویه های استافیلوکوکوس اورئوس قادر به ایجاد مسمومیت غذایی در انسان می باشند. این افراد نشان دادند که با مصرف پالیده ی کشت استافیلوکوکوس اورئوس، علایم مسمومیت ظاهر می شوند. در حالی که برخی از پژوهشگران بیماری های غذایی را که به این گروه نسبت داده می شود بیشتر به عنوان Food intoxication نام می برد تا Food poisoning، اما بیماری خواه مسمومیت و خواه عفونت باشد از اصطلاح التهاب معده ای روده ای استفاده می شود.

التهاب معده ای روده ای استافیلوکوکی در نتیجه ی مصرف ماده ی غذایی که حاوی یک یا چند نوع انتروتوکسین (سمی که روی سیستم گوارشی اثر می گذارد) می باشد ایجاد می گردد. این انتروترکسین ها تنها توسط برخی از گونه ها و سویه های استافیوکوکوس اورئوس مولد کوآگولاز و نوکلئاز مقاوم به حرارت (TNase) صورت می گیرد، این توکسین به این علت که در غشای گوارشی ایجاد تورم یا التهاب روده ای معده ای می کند، انترتوکسین نامیده می شود، اما مشخص شده است که بسیاری از گونه های استافیلوکوکوس که کوآگولاز و TNase تولید نمی کنند نیز قادر به تولید انتروتوکسین می باشند.

خانواده استافیلوکوکاسه

جنس استافیلوکوکوس:

این جنس متعلق به رشته ی باسلیلاس و خانواده ی استافیلوکوکاسه می باشد. این جنس شامل گونه های متعددی نیست. سلول ها کروی شکل به قطر 0/5 – 1/5 میکرومتر به صورت تک، دوتایی، چهار تایی و یا این که به فرم نامنظم که بیشتر شبیه خوشه انگور می باشند، دیده می شوند. این باکتری ها گرم مثبت، غیر متحرک، غیر اسپورزا، هوازی تا بی هوازی اختیاری، کاتالاز مثبت، معمولا اکسیداز منفی بوده و برای رشد و تکثیر احتیاج به مواد آلی ازت دارند. شیمیوارگانوتروف بوده و دارای هر دو نوع متابولیسم تنفسی و تخمیری می باشند. پرگنه های آن ها معمولا مات و کدر بوده و یا ممکن است سفید یا کرمی و گاهی اوقات زرد تا نارنجی باشند. استافیلوکوکوس معمولا در حضور 10 درصد نمک طعام قادر به رشد می باشند. دمای بهینه ی آن 30-37 درجه سنتی گراد می باشد. مهم ترین گونه این جنس استافیلوکوکوس اورئوس می باشد که ایجاد یک رنگدانه زرد طلایی رنگی می نماید و موجب انعقاد پلاسمای خون می گردد. در حالی که استافیلوکوکوس اپیدرمیدیس یک گونه قابل ذکر دیگر که تولید رنگدانه نمی کند و ضمنا کوآگولاز منفی نیز می باشد.

هر دو گونه استافیلوکوک ها معمولا در حفرات بینی انسان و بعضی از حیوانات و هم چنین بر روی پوست و مخاط ها و قسمت های دیگر بدن یافت می شوند. استافیلوکوکوس اورئوس عامل ایجاد جوش و کورک و یک مسمومیت غذایی مهم در بدن انسان می باشد. به طور کلی می توان باکتری هایی که بتاهمولیتیک و کوآگولاز مثبت هستند و ژلاتین را هیدرولیز می کنند و غالبا از لاکتوز و مالتوز تولید اسید می نمایند و به عنوان بیماریزا تلقی نمود. حضور تعداد زیادی استافیلوکوک در مواد غذایی غیر مطلوب می باشد.

در میان گونه های کوآگولاز مثبت، استافیلوکوکوس اینترمدیوس به عنوان یک سویه مولد انتروتوکسین به خوبی شناخته شده است. این گونه ها در حفرات بینی و بر روی پوست حیوانات گوشتخوار و اسب ها مشاهده می شوند.

بعضی از کوکوس های توکسین زا نسبت به نمک بسیار مقاوم اند و نیتریت ها را نیز نسبتا به خوبی تحمل می کنند، بنابراین در صورت مناسب بودن سایر شرایط محیطی در محلول های عمل آوری، در گوشت های عمل آوری شده رشد می کنند. این ارگانیزم ها نسبت به قندهای محلول نیز نسبتا مقاوم اند. استافیلوکوکوس ها، پروتئولیتیک هستند ولی معمولا در اکثر مواد غذایی ظاهر نامطلوب به وجود نمی آورند. استافیلوکوکوس اورئوس نظر سرولوژیکی شش نوع انتروتوکسین (A،B،C₁،C₂،D،E) تولید می کند که میزان سمی بودن آن ها با یکدیگر متفاوت است و اکثر مسمومیت های غذایی ناشی از نوع A هستند.

محل زندگی و انتشار استافیلوکوکسی ها:

گونه های استافیلوکوکوس سازگار با میزبان بوده و حدود نیمی از گونه های شناخته شده منحصرا انسانی هستند یا متعلق به انسان و سایر حیوانات می باشند. مشخص شده است که بیشترین تعداد این ارگانیزم ها نزدیک سطوح باز بدن نظیر سوراخ های بینی و مجاری تناسلی مشاهده می شوند. در نقاط مرطوب تعداد آن ها به 10³-10⁶ عدد در هر سانتی متر مربع و در نقاط خشک به 10-10³ عدد می رسد. دو منشا بسیار مهم انتقال این میکروب ها به مواد غذایی عبارتند از: آب بینی و اشخاصی که دست ها و بازوانشان دارای جراحات، کورک و دمل های بزرگ باشد و در ضمن با مواد غذایی هم سرو کار دارند.

اکثر حیوانات اهلی ناقل استافیلوکوکوس اورئوس می باشند. ورم پستان استافیلوکوکی در بین حیوانات شیرده مرضی ناشناخته نیست و در صورت مصرف شیر گاو های آلوده و یا استفاده از این شیر در پنیر سازی، امکان ابتلا به مسمومیت غذایی استافیلوکوکوی بسیار زیاد می باشد.

انتشار استافیلوکوکسی ها در مواد غذایی:

به طور معمول در فراورده های غذایی که منشاء حیوانی داشته یا به طور مستقیم با اعضای انسانی سروکار دارند، احتمال وجود استافیلوکوکسی ها حداقل به تعداد کم انتظار می رود، مگر این که از فرایند های حرارتی جهت نابودی آن ها استفاده شود. بسیاری از پژوهشگران این باکتری ها را در تعداد زیادی از مواد غذایی تجاری مشاهده نموده اند.

اکولوژی رشد استافیلوکوکوس اورئوس:

به طور معمول استافیلوکوکسی ها، به خوبی با فلور میکروبی طبیعی اکثر مواد غذایی قادر به رقابت نیستند و این امر به ویژه در مورد آن دسته از مواد غذایی که حاوی تعداد زیادی یاکتری های اسید لاکتیک می باشند و شرایط موجود در آن ها به باکتری های مذکور اجازه رشد می دهد،مشاهده می گردد. تعداد زیادی از پژوهشگران با بررسی مواد غذایی تازه و منجمد نشان داده اند که استافیلوکوکوس اورئوس قادر به رقابت با فلور میکروبی آن ها نمی باشند. در حرارت هایی که برای رشد استافیلوکوکسی ها مناسب می باشد، میکروارگانیزم های ساپروفیت که در فلور طبیعی ماده غذایی وجود دارند به طریق آنتاگونیسم، رقابت برای مواد غذایی و تغییر محیط (به طوری که شرایط برای استافیلوکوکوس اورئوس نامساعد شود)، از رشد و تکثیر استافیلوکوکسی ها ممانعت به عمل می آورند.

باکتری هایی که به عنوان آنتاگونیست در رشد استافیلوکوکوس اورئوس شناخته شده اند، عبارتند از:

اسنیتوباکتر، ایرومناس، باسیلوس، سودومناس، استافیلوکوکوس اپیدرمیدیس، خانواده انتروباکتریاسه، خانواده لاکتوباسیلاسه،  انتروکوکسی ها و ...

استافیلوکوکوس نوع A به بسیاری از تنش های محیطی مقاوم می باشد، اما رشد برخی از باکتری های اسید لاکتیک باعث کاهش مقاومت آن می شود و نظریه دیگری وجود دارد که کاهش توکسین ممکن است در نتیجه ی آنزیم های خاص یا سایر متابولیت های باکتری های اسید لاکتیک باشد.

انتروتوکسین های استافیلوکوکی:

پروتئین های ساده ای با وزن مولکولی 26000 تا 30000 دالتون هستند. زنجیره های پل پپتیدی منفرد توسط یک پلی دی سولفید به یک دیگر متصل شده و حلقه ی سیستین ویژه ای به وجود می آورند. به علت تشابه بسیاری از اسید های آمینه موجود در این حلقه در انواع انترتوکسین ها، تصور می شود که این حلقه قسمت سمی مولکول باشد. از بین انتروتوکسین های مختلف، نوع A و D اغلب عامل مسمومیت های غذایی هستند. برای تولید مقدار قابل توجهی انترتوکسین، استافیلوکوکوس ها باید به مقدار زیادی رشد کنند و معمولا تعداد آنها در هر گرم یا میلی لیتر از ماده ی غذایی باید حداقل به چند میلیون برسد. بنابراین بهترین شرایط رشد استافیلوکوکوس، برای تولید توکسین نیز مناسب است. بهترین دما برای تولید آن 40 درجه سانتی گراد است. در بهترین شرایط پس از چهار تا شش ساعت انترتوکسین مشاهده می شود. هر چه درجه حرارت به هنگام رشد کمتر باشد، زمان لازم برای تولید انترتوکسین ها طولانی تر خواهد بود. در صورت کمبود یا نبود میکروارگانیزم های رقیب، احتمال تولید انترتوکسین توسط استافیلوکوکوس ها بیشتر است.

مسلما نوع ماده ی غذایی بر میزان انتروتوکسین تولید شده موثر است، به عنوان مثال در ماهی قزل آلا به مقدار کمی . در فراورده های گوشتی و محصولات نانوایی پرشده با فرنی به مقدار بیشتری تولید می شود. تصور می رود استافیلوکوکوس ها در حضور مقادیر قابل توجهی نشاسته و پروتئین، توکسین بیشتری تولید می کنند.

پایداری در برابر حرارت از جمله ویژگی های مهم انتروتوکسین هاست. در مورد پایداری حرارتی انتروتوکسین ها با توجه به عوامل زیر مشکل تر می شود:

·     متغیر بودن تعداد اولیه ی هر یک از این انترتوکسین ها در مواد غذایی

·     محیطی که در آن حرارت نبیند

·     دمای حرارت دادن

بر اساس بعضی از مشاهدات، دماهای پایین نسبت به دماهای بالا اثر بیشتری در غیرفعال کردن انتروتوکسین دارند.به طور کلی فرایند های حرارتی پاستوریزاسیون و حرارت UHT برای غیر فعال کردن انتروتوکسین ها کافی نیستند. تعداد اولیه و محیطی که در آن قرار دارند در غیرفعال شدن حرارتی موثرند. انتروتوکسین نوع B بیشترین مقاومت حرارتی را دارد. پختن معمولی مواد غذایی توکسین تولید شده قبل از انجام فرایند حرارتی را از بین نخواهد برد. چنین مواد غذایی ممکن است مسمومیت ایجاد کنند، اگر چه هیچ استافیلوکوکوس زنده ای در آن مشاهده نشود.

عارضه التهاب معده ای روده ای استافیلوکوکی:

شیوع مسمومیت غذایی با توجه به نوع ماده غذایی ناقل، کوتاه بودن دوره ی کمون و احتمالا اثبات حضور استافیلوکوکوس ها در مواد غذایی، بیشتر به استافیلوکوکوس ها نسبت داده می شود. البته تشخیص واقعی مسمومیت به جدا سازی استافیلوکوکوس ها و اثبات تولید انتروتوکسین توسط آن ها یا جداسازی و تشخیص انتروتوکسین بستگی دارد.

علایم:

علایم این مسمومیت به طور معمول پس از 4 ساعت از مصرف ماده ی غذایی آلوده ظاهر می شوند، هر چند که زمان پیدایش علایم مسمومیت بین 1-6 ساعت گزارش شده است. علایم بیماری عبارتند از: تهوع، استفراغ، گرفتگی عضلات و درد های شکمی (که به طور معمول شدید می باشد)، اسهال، عرق کردن، سر درد، سستی و گاهی اوقات کاهش دمای بدن، ضعیف بودن ضربان نبض و ضعیف بودن تنفس. در موارد شدید مسمومیت، در مدفوع و استفراغ، خون و مخاط مشاهده می شود. این علایم غالبا بین 24-48 ساعت، به طول   می انجامند و ضریب مرگ خیلی کم و یا صفر است.

درمان:

معالجه ی معمولی برای بازیافت سلامتی عبارتند از استراحت و حفظ تعادل مایعات بدن. با برطرف شدن نشانه های بیماری، شخص مبتلا هیچ گونه مصونیت قابل توجیهی در برابر ابتلای مجدد به بیماری ندارد هر چند که حیوانات پس از مصرف دز های خوراکی تکراری به انترتوکسین مقاوم می شوند. از آن جا که پیدایش علایم بیماری مربوط به مصرف انترتوکسینی است که قبلا در ماده غذایی تشکیل شده است، بنابراین قابل تصور است که کشت میکروبی مدفوع منفی باشد، هر چند که این حالت نادر است. مسمومیت غذایی استافیلوکوکی با شناسایی استافیلوکوکسی های مولد انترتوکسین در غذای استفراغ شده و نیز کشت های میکروبی مدفوع فرد مبتلا به اثبات می رسد. مبادرت به استخراج انتروتوکسین از مواد غذایی مشکوک امری ضروری است، به ویژه هنگامی که تعداد سلول های زنده شناسایی شده کم باشد.

مواد غذایی ناقل:

از بین مواد غذایی از بین مواد غذایی مختلفی که در مسمومیت غذایی استافیلوکوکی دخالت دارند، محصولات نانوایی پر شده با فرنی و خامه، گوشت ران و طیور شیوع های بیشتری را سبب شده اند. حدود 75 درصد از کل مسمومیت های غذایی استافیلوکوکی به علت سرد نکردن کافی مواد غذایی است. انواع گوشت و فراورده های گوشتی، ماهیان و فراورده ای آن ها، شیر و فرآورده ای آن، سس های خامه ای، سالادها، پودینگ ها، فرنی ها، پای ها و سس های سلاد نیز در ایجاد این مسمومیت غذایی دخالت دارند.

شرایط لازم برای شیوع:

·     ماده غذایی باید حاوی استافیلوکوکوس های تولید کننده ی توکسین باشد.

·     ماده غذایی باید محیط مناسبی برای رشد استافیلوکوکوس تولید کننده ی توکسین باشد.

·     درجه حرارت باید برای رشد کوکوس ها مناسب بوده و زمان کافی برای تولید انترتوکسین فراهم شود.

·     ماده غذایی حامل انترتوکسین باید مصرف شود.

جلوگیری از شیوع:

·     جلوگیری از آلوده شدن ماده غذایی به استافیلوکوکوس ها

·     جلوگیری از رشد استافیلوکوکوس ها.

·     از بین بردن استافیلوکوکوس ها در ماده غذایی

با استفاده از روش های کلی بهداشت، استفاده از ترکیبات غذایی فاقد کوکوس ها (مثلا استفاده از شیر پاستوریزه به جای شیر خام) و دور نگهداشتن کارگران مبتلا به سرماخوردگی، دمل، کورک و ... از مواد غذایی، می توان آلودگی مواد غذایی را کاهش داد. با سرد کردن کافی مواد غذایی و گاهی اوقات کاهش PH مواد غذایی از رشد کوکوس ها جلوگیری می شود. افزون مواد باکتریوستاتیک مثل سرین یا آنتی بیوتیک نیز برای جلوگیری از مسمومیت پیشنهاد شده است. بعضی از مواد غذایی را قبل از قرار گرفتن در دمای محیط پاستوریزه می کنند تا استافیلوکوکوس ها نابود شوند.

وانکومایسین درمان موثر در عفونت استافیلوکوکی مقاوم به پنی سیلین:

در موارد محدودی از جمله پیشگیری و درمان آندوکاردیت و سایرعفونتهای جدی ناشی از کوکسی های گرم مثبت ( مانند استافیلوکوک مقاوم به پنی سیلین ها ) مصرف می شود . وانکومایسین علیه باکتریهای گرم مثبت هوازی وبی هوازی موثر است . این آنتی بیوتیک با اثر بر روی ساخت دیواره سلول بر روی اغلب باکتریها اثر باکتریسید دارد .

منابع:

اطلس میکوبیولوژی مواد غذایی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد

میکروبیولوژی غذایی مدرن (جی-2000)، جلد دوم، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد

میکروبیولوژی مواد غذایی فریزیر، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد

www.sahand2724.parsiblog.com

استفاده از مواد نگهدارنده

آزمون MPN

آزمون MPN


آزمون IMVIC

آزمون تکمیلی MPN (آزمون IMVIC)

آزمون تکمیلی MPN (آزمون IMVIC):

پس از انجام آزمون تاییدی MPN در صورت واکنش مثبت بودن این آزمون انجام می شود. این آزمون برای تشخیص   کلیفرم ها از انتروباکتر انجام می شود و از 4 تست تشکیل شده است.

تست اول: ایندول (Indole)

در محیط کشت گلوکز پپتون، آمینو اسیدی به نام تریپتوفان وجود دارد که بوسیله ی تولید آنزیم تریپتوفاناز به ایندول تبدیل می شود و توسط معرف کواکس از خود رنگ قرمز نشان می دهد. در صورت ایجاد نشدن تریپتوفاناز، ایندولی تولید نخواهد شد و در این صورت تغییر رنگی هم نخواهد بود.

روش:

·   یک آنس حلقوی استریل را وارد نمونه کشت داده شده ی واکنش مثبت در آزمون MPN (محیط کشت LB) می کنیم.

·   آنس را از LB خارج کرده و در محیط کشت گلوکز پپتون براث وارد کرده و تکان می دهیم.

·   نمونه را در انکوباتور در شرایط دمایی 37 درجه سانتیگراد و به مدت 24 ساعت قرار می دهیم.

·   پس از انکوباسیون چند قطره از معرف کواکس به نمونه اضافه می کنیم و پس از چند لحظه نتیجه ی آزمایش مشخص    می شود.

نتیجه:

·   در صورتی که پس از اضافه کردن معرف کواکس در قسمت بالای محیط کشت حلقه ی قرمز رنگ تشکیل شود واکنش مثبت و در غیر این صورت منفی خواهد بود. نتایج در یک جدول ثبت می شود.

تست دوم: متیل رد (Methyl red)

محیط کشت MRVP دارای گلوکز است که در صورت تخمیر و ایجاد اسید PH آن کمتر از 4/5 خواهد بود که معرف    متیل رد با تاثیر یر شرایط اسیدی آن موجب تغییر رنگ نمونه می شود. در صورتی که تخمیری انجام نشود، اسیدی هم نخواهد بود و معرف متیل رد تاثیری نخواهد داشت.

روش:

·   یک آنس حلقوی استریل را وارد نمونه کشت داده شده ی واکنش مثبت در آزمون MPN (محیط کشت LB) می کنیم.

·   آنس را از LB خارج کرده و در محیط کشت  MRVP Broth وارد کرده و تکان می دهیم.

·   نمونه را در انکوباتور در شرایط دمایی 37 درجه سانتیگراد و به مدت -4824 ساعت قرار می دهیم.

·   پس از انکوباسیون چند قطره از معرف متیل رد به نمونه اضافه می کنیم و پس از چند لحظه نتیجه ی آزمایش مشخص   می شود.

نتیجه:

·   در صورتی که پس از اضافه کردن معرف متیل رد نمونه ی آزمایش به رنگ قرمز تبدیل شود واکنش مثبت و در غیر این صورت و ثابت باقی ماندن رنگ نمونه نتیجه منفی خواهد بود. نتایج در یک جدول ثبت می شود.

تست سوم: وژز پروسکوئر (Vogesproskaure)

در محیط کشت MRVP گلوکز وجود دارد که در صورت تخمیر استوئین (استیل متیل کربونیل) ایجاد می شود که توسط معرف قلیایی VP دی استیل ایجاد شده به رنگ قرمز در می آید و در صورت ایجاد نشدن تخمیر استوئینی ایجاد نمی شود و رنگ قرمزی نیز تشکیل نمی شود.

روش:

·   یک آنس حلقوی استریل را وارد نمونه کشت داده شده ی واکنش مثبت در آزمون MPN (محیط کشت LB) می کنیم.

·   آنس را از LB خارج کرده و در محیط کشت  MRVP Broth وارد کرده و تکان می دهیم.

·   نمونه را در انکوباتور در شرایط دمایی 37 درجه سانتیگراد و به مدت -4824 ساعت قرار می دهیم.

·   پس از انکوباسیون چند قطره از معرف VP (این معرف از دو معرف تشکیل شده است و با هم در نمونه ترکیب می شوند که از 0/6 میلی لیتر معرف آلفانفتول 5 % و 0/2 میلی لیتر معرف پتاس 40 % تشکیل شده است) به نمونه اضافه می کنیم و نمونه را به مدت 10-20 دقیقه در انکوباتور در دمای 37 درجه سانتی گراد قرار می دهیم.

نتیجه:

·   در صورتی که پس از انوکوباسیون پس از اضافه کردن معرف VP در نمونه آزمایش رنگ قرمز مشاهده شود واکنش مثبت و در صورت ایجاد نشدن رنگ قرمز مجددا نمونه را به مدت 30-45 دقیقه در انکوباتور قرار می دهیم و حال اگر رنگ قرمز مشاهده شد، واکنش مثبت است و در غیر این صورت نتیجه ی منفی برای نمونه ثبت می شود. نتایج در یک جدول ثبت می شود.

تست چهارم: سیترات

محیط کشت SC دارای بروموکروزول سبز است که از مصرف سیترات تغییر رنگ را ایجاد می کند.

روش:

·   یک آنس سوزنی استریل را وارد نمونه کشت داده شده ی واکنش مثبت در آزمون MPN (محیط کشت LB) می کنیم.

·   آنس را از LB خارج کرده و در محیط کشت  SC Agar(سیمول سیترات) در یک لوله ی آزمایش به صورت سطح شیب دار می دهیم، به این صورت که آنس را مستقیم وارد نمونه کرده و سپس در همان راستا خارج کرده و بر روی سطح به صورت زیگزاگ کشت می دهیم.

·   نمونه را در انکوباتور در شرایط دمایی 37 درجه سانتیگراد و به مدت 24 ساعت قرار می دهیم.

نتیجه:

·   در صورتی که پس از انوکوباسیون محیط کشت نمونه ی آزمایش دچار تغییر رنگ به آبی شد واکنش مثبت ثبت می باشد و در غیر این صورت و سبز ماندن محیط کشت نتیجه منفی ثبت می شود. نتایج در یک جدول ثبت می شود.

جدول ثبت نتایج:

C	VI	M	I
-	-	+	+	E.coli
+	+	-	-	Entrobacter

« نتیجه ی مشاهده شده توسط این گروه برابر نتایج جدول بالا می باشد و به این صورت حضور کلیفرم ها در نمونه ی آب آزمایش شده تایید می شود»

جلسه ی نهم: 20/9/90

کلر و ترکیبات آن: عمل ضد میکروبی کلر و ترکیبات آن بر اساس عمل قوی اکسید کنندگی و اتصال پروتئین ها می باشدو هر دو واکنش در متابولیسم آنزیمی سلولی میکروب دخالت دارد. عمل کلر با حضور مواد آلیمختل می شود زیرا به طور شیمیایی با آن ترکیب شده و بی اثر می شود. واکنش کلر با آمونیاک و ترکیبات آمونیومی نیز قدرت آن را کاهش می دهد. حرارت به طور قابل ملاحظه ای اثر کلر را افزایش می دهد. اسید هیپوکلریت بیشترین اثر ضد میکروبی را در میان اشکال متلف کلی دارد در PH حدود 5-4 غالب کلر به صورت HClO است. هیپوکلریت ها به عنوان ضد میکرب ارگانیزم هایی مانند ویروس ها، باکتری ها، اسپور باکتری ها، قارچ ها و مخمرها شناخته شده اند. فرم رویشی باکتری ها به کلر حساس تر است. میزان کلر برای نابودی کپک ها 10 برابر بیشتر از میزان کلر برای نابئدی باکتری هاست.

پراکسید هیدروژن (H₂O₂): این ماده ی شیمیایی یک ضد عفونی کننده است تا یک ممانعت کننده، عمل آن پایدار نیست زیرا به محض این که روی ماده ای اثر کرد، تجزیه می شود. عمل ضد میکروبی آن به علت خاصیت اکسید کنندگی آن است و باعث تغییرات برگشت ناپذیر به خصوص در سیستم آنزیمی می شود. اثر نابودکنندگی پرکسید هیدروژن اساسا روی     باکتری هاست. در حالی که مخمرها و کپک ها برای نابودی نیاز به غلظت بالایی از پراکسید هیدروژن دارند. پراکسید هیدروژن برای استریلیزاسیون کاغذ بسته بندی در روش استریلیزاسیون UHT و در مواردی برای نابودی میکروب های شیر مورد استفاده قرار می گیرد. این ترکیب دارای اثرات سوء در مواد غذایی از جمله ایجاد بوی بد در غذا ست که به علت اکسیداسیون مواد غذایی می باشد. هم چنین سبب تخریب ویتامین C می شود.

لیزوزیم: یک آنزیم تجزیه کننده است که در بسیاری از سیستم های طبیعی مانند شیر، تخم مرغ و ... وجود دارد. لیزوزیم باکتری ها را در اتصال β(1-->4) بین N-استیل مورامیک اسید و N-استیل گلوکز آمین لایه ی پپتیدوگلیکان دیواره ی سلولی لیز (تجزیه) می کند. بنابراین باکتری های G- که دارای لایه ی مقاوم لیپو پروتئین و لیپو پلی ساکارید هستند نسبت به این آنزیم از بکتری های G+ مقاوم ترند. البته چنان چه این لایه در باکتری های G- با هر روشی آسیب ببیند، انزیم به لایه ی موکوپپتید (موکو: چسبندگی( نفوذ کرد و باعث لیز کردن کامل یا نسبی دیواره ی سلولی می شود. در بین مواد ضد میکروبی طبیعی شاید لیزوزیم بیشترین کاربرد را دارد و برای جلوگیری از یک فلور نامناسب در کره، شیر و پنیر مثلا جلوگیری از تولید باد کردگی دیررس توسط کلستریدیوم تایروبوتیریکم در پنیر به کار می رود.

کلرید سدیم: قرن ها نمک به عنوان معروف ترین ماده ی نگهدارنده برای گوشت، ماهی و سبزیجات مورد استفاده قرار گرفته است ولی امروزه بیشتر همراه با سایر مواد یا روش های ممانعت کنندگی میکروبی به کار می رود. غلظت نمک لازم برای جلوگیری از رشد میکروبی بستگی به PH، میزان آب، نوع میکروارگانیزم (از نظر هالوفیل یا هالوفوب بودن)، درجه حرارت، ترکیب شیمیایی محصول و حضور سایر مواد نگهدارنده دارد. دلایل متعددی برای جلوگیری از رشد میکروبی توسط نمک های طعام پیشنهاد شده است. اولین دلیل، اثر پلاسمولیتیک است. گرفتن آب، خروج اکسیژن، مداحله با آنزیم ها، تغییر PH و تولید یون های سدیم و کلر در غلظت های بالا که سمی هستند، از دلایل دیگر است.

شکر: مقدار کم شکر به عنوان منبع انرژی توسط بسیاری از میکروارگانیزم ها مصرف می شود ولی مقدار زیاد آن ممکن است روی میکروارگانیزم ها اثر ممانعت کنندگی داشته باشد چرا که ساکاروز باعث کاهش فعالیت آبی می شود. بنابراین عمل ممانعت کنندگی آن بستگی به چگونگی رشد ارگانیزم ها در رطوبت مختلف دارد. مکانیزم اثر نگهدارندگی قند ها از جمله ساکاروز، مشابه نمک است ولی تفاوت در غلظت نسبی مورد استفاده است. طوری که برای اثر مهارکنندگی یکسان، باید غلظت ساکاروز 6 برابر نمک طعام باشد. باکتری ها در برابر میزان ساکاروز از کپک ها و مخمرها حساس ترند.             (اسموفیل ها میکروارگانیزم هایی هستند که قادر به رشد در غلظت های زیاد قندی هستند مثل زیگوساکارومایسس روکسی. هالوفیل ها میکروارگانیزم هایی هستند که قادر به رشد در غلظت های زیاد نمک هستند. اسمودیوریک قادر به رشد در غلظت زیاد قندی نمی باشند اما این غلظت را تحمل می کنند. هالودیوریک قادر به رشد در غلظت زیاد نمک نمی باشند اما این غلظت را تحمل می کنند.)

دی اکسید سولفور و سولفیدها: این ترکیبات وقتی در آب حل می شوند به سه صورت اسیدسولفورو (H₂SO₃)، سولفید هیدروژن (HSO₃) و یون سولفید (SO₃^2-) در تعادل هستند. در PH=1/7 مولکول غالب اسیدسولفورو می باشد. در PH حدود 1/7-5/1 سولفید هیدروژن و در PH بالای 5/1 یون سولفید فرم غالب است. بیشترین عمل ضد میکروبی مربوط به گاز محلول SO₂ و اسید سولفورو تجزیه نشده است بنابراین هر چه PH کم تر باشد قدرت ضد میکروبی افزایش می یابد. اثر ضد میکروبی این ترکیبات بر روی باکتری ها بیش تر از قارچ هاست. از SO₂ و سولفید برای نگهداری میوه و سبزیجات قبل و بعد از خشک کردن، هم چنین در محصولات گوشتی استفاده می شود. لازم به ذکر است که مصرف زیاد این ترکیبات می تواند اثر سمی بر روی انسان داشته باشد.

نیترات و نیتریت: نیترات منحصرا روی باکتری های غیر هوازی اثر ضد میکروبی دارد ولی رشد باکتری های هوازی را تقویت می کند. نیترات در پنیر، شیر و فراورده ای گوشتی مصرف می شود. عمل ضد میکروبی نیترات به تنهایی کم است و با تبدیل به نیتریت خاصیت ضد میکروبی را ایفا می کند. نیتریت معمولا به صورت نیترات سدیم استفاده می شود، عمل ضد میکروبی نیتریت بر اساس تولید اسید نیترو می باشد. هم چنین به علت تولید اکسید ازت از اسید نیترو عمل ضد میکروبی این ترکیب صورت می گیرد. این ترکیبات با مختل کردن سیستم دهیدروژناز باعث عمل ممانعت کنندگی می شوند. خاصیت ضد میکروبی نیتریت با کاهش PH افزایش می یابد. قارچ ها و مخمرها تحت تاثیر نیتریت قرار نمی گیرند و عمل آن ها منحصرا ضد باکتریایی است. لازم به ذکر است که واکنش نیتریت با آمین ها تولید نیتروز آمین می کند که سرطان زا و جهش زاست لذا استاندارد بسیاری از کشور ها مصرف نیتریت را مجاز نمی دانند.

آنتی بیوتیک ها: انتی بیوتیک ها متابولیت های ثانویه ی تولید شده به وسیله ی میکروارگانیزم ها هستند مه اثر بازدارندگی یا کشندگی روی طیف وسیعی از میکروارگانیزم های دیگر را دارند. اکثریت انواع مفید این ترکیبات توسط کپک ها و باکتری های جنس استرپتومایسس تولید می شود. به طور کلی آنتی بیوتیک ها ترکیبات ضد باکتری بوده و فعالیت آن ها به PH بستگی ندارد، آنتی بیوتیک هایی که در مواد غذایی استفاده می شوند باید رخصوصیات زیر را داشته باشند:

1.   حتما باکتری ها را از بین ببرند.

2.   به وسیله ی ترکیبات غذایی غیر فعال شوند.

3.   باعث ایجاد میکروارگانیزم مقاوم نشود.

4.   خاصیت سمی نداشته باشد.

از آنتی بیوتیک های مهمی که در مواد غذایی استفاده می شوند:

·      تتراسایکلین ها (شامل الترا تتراسایکلین و کلرو تتراسایکلین) که جهت به تاخیر انداختن فساد در مواد غذایی گوشتی استفاده می شود. مشکل کاربرد این آنتی بیوتیک ها این است که علی رغم از بین بردن این باکتری ها محیط را برای رشد و تکثیر قارچ ها مناسب می سازند و لذا بایستی همراه این آنتی بیوتیک از یک ترکیب ضد قارچی نظیر سوربات ها استفاده شود.

·      نایسین که توسط باکتری استرپتوکوکوس لاکتیس تولید می شود، آنتی بیوتیکی است که برای مصرف ماده ی غذایی مجاز شناخته شده و بیشتر در پنیر و فراورده های نان برای جلوگیری از فساد کلستریدیوم ها استفاده می شود.

·      سوبتیلین آنتی بیوتیک دیگری است که در کنسرو ها استفاده می شود. این آنتی بیوتیک ساختمان پلی پپتیدی مشابه نایسین داشته و در جلوگیری از فساد و تشکیل توکسین توسط کلستریدیوم بوتولینوم موثرتر از نایسین است. سوبتیلین در کنسرو هایی که حرارت ملایم می بینند، استفاده می شود. در غذاهای اسیدی حرارت دیده، نایسین موثرتر است.

·      تایروزین نیز در کنسرو ها کاربرد دارد و موثرتر از نایسین است. آنتی بیوتیک های نایسین و سوبتیلین در مرحله ی ظهور سلول های رویشی از اسپورها عمل می کند اما تایروزین بر اسپورها موثر است.

·      پیمارسین آنتی بیوتیک دیگری است که اولین بار توسط استرپتومایسس ناتالنسیس (Streptomyces natalansis) جدا شده و پیمارسین دارای عمل ضد میکروبی روی کپک ها و مخمرها و باکتری هاست و بر روی غشای سلولی اثر می کند. به علت عمل قوی آن بر روی کپک ها به صورت سوسپانسیون بر روی سطح پنیر به کار می رود. هم چنین رشد کپک ها در سوسیس خام را می توان با فرو بردن آن در محلول 0/1-0/25% پیمارسین جلوگیری کرد.

نگهداری مواد غذایی با استفاده از پرتودهی:

به طور کلی اشعه های مورد استفاده در صنایع غذایی به دو صورت اشعه های حرارتی و اشعه های یویزه کننده هستند که تشعشعات یونیزه کننده از بیشترین اهمیت در صنایع غذایی برخوردارند. از اشعه های حرارتی نظیر ماکروویو و مادون قرمز برای گرم کردن مواد غذایی استفاده می شود، هر چند اشعه فرابنفش که آن هم غیر یونیزه کننده است سبب مرگ میکروارگانیزم ها می شود. اشعه های یونیزه کننده نظیر ایکس و گاما نیز اصولا جهت استریلیزاسیون و نگهداری مواد غذایی استفاده می شود.

راحت ترین و ارزان ترین اشعه برای استفاده در صنایع غذایی اشعه ی گاماست که برای تهیه آن از کبالت و سزیم استفاده می شود. یون هایی که در اثر تابش در مواد غذایی تولید می گردند، بلافاصله از طریق تغییر ساختمان دیواره ی سلولی و تاثیر روی فعالیت آنزیم های متابولیکی میکروارگانزم ها آن را زخمی کرده یا از بین می برند. به هر حال مهم ترین تاثیر روی مولکول های DNA یا RNA سلول می باشد که برای رشد و تکثیر لازم هستند.

هنگام بررسی اثر اشعه بر روی میکروارگانیزم ها چند فاکتور باید مد نظر قرار بگیرد که عبارتند از:

1.   نوع میکروارگانیزم: ویروس ها نسبت به پرتودهی مقاوم هستند و با سطوح دزهای قابل استفاده در عمل آوری تجاری تحت تاثیر قرار نمی گیرند. در مورد باکتری ها به طور کلی باکتری های اسپورزا مقاوم تر از باکتری های بدون اسپور هستند، هم چنین باکتری های G+ نسبت به باکتری های G- در مقابل اشعه مقاوم ترند. سودومناس و فلاووباکترها حساس ترین باکتری ها نسبت به اشعه هستند. در مقایسه با باکتری ها کپک ها و مخمرها نسبت به اشعه حساس ترند. حشرات و انگل ها حساس ترین موجودات به اشعه اندو پایین ترین دز مورد استفاده در تجارت را نیاز دارند.

2.   تعداد ارگانیزم ها: هنگام استفاده از میزان مشخصی از اشعه با افزایش تعداد سلول ها اثر اشعه کاهش می یابد. پس هر چه بار میکروبی بیشتر باشد، دز مورد استفاده نیز باید بیشتر باشد.

3.   ترکیب ماده ی غذایی: به طور کلی وقتی میکروارگانیزم ها به صورت سوسپانسیون در محلول های بافر قرار بگیرند در مقایسه با حالتی که در محیط حاوی پروتئین قرار داشته باشند، نسبت به اشعه حساس ترند. پروتئین ها اثر محافظت کنندگی در مقابل اشعه دارند.

4.   حضور یا عدم حضور اکسیژن: مقاومت میکروارگانیزم ها نسبت به اشعه در غیاب اکسیژن بیشتر از حالتی است که اکسیژن حضور داشته باشد. افزودن مواد احیا کننده نظیر ترکیبات سولفیدریل اثر مشابهی در افزایش اثر مقاومت سلول نسبت به اشعه در یک محیط هوازی دارند.

5.   حالت فیزیکی ماده غذایی: به طور کلی مقاومت سلول های خشک نسبت به اشعه بیشتر از سلول های مرطوب می باشد. هم چنین مقامت سلول های منجمد در مقابل اشعه بیشتر از سلول های غیر منجمد است.

6.   سن ارگانیزم: باکتری های در فاز تاخیری و دقیقا قبل از تقسیم سلولی بیشترین مقاومت را نسبت به اشعه از خود نشان  می دهند. حساسیت سلول ها با ورود آن ها به فاز لگاریتمی افزایش می یابد و در انتهای این فاز، مقاومت آن ها به حداقل   می رسد.

برای مواد غذایی سه سطح پرتوافکنی وجود دارد که عبارتند از:

1.   Radappertization: هدف از این سطح اشعه نابودی اسپور های کلستریدیوم بوتولینوم در مواد غذایی کم اسید است و مقدار دز لازم از اشعه برای این منظور حدود 4/1 مگاراد (MRad) یا 41 کیلو گری (KGray) است (راد و گری از جمله واحدهای اندازه گیری اشعه هستند). به این نوع استریلیزاسیون به دلیل عدم تولید حرارت در طی فرایند استریلیزاسیون سرد گفته می شود.

2.   Radurization: معادل پاستوریزاسیون بوده و مقدار دز لازم از اشعه حدو 0/25-1 MRad می بشاد.

3.   Radicidation: این سطح از تشعشع برای نابود کردن برخی میکروارگانیزم های خاصی استفاده می شود. مقدار دز لازم از اشعه برای این سطح 0/75-2/5 KGray می باشد.

لازم به ذکر است که پرتو افکنی مواد غذایی علی رغم اثرات مفید زیاد آن دارای یک سری اثرات سوء نیز می باشد مثلا در اثر تشعشع پروتئین ها به پپتیدها و در نهایت به H₂S و آمین ها تبدیل می شود که مواد تولید شده علاوه بر نامطلوب کردن طعم، ضررهای دیگری نیز دارند. هم چنین پرتوافکنی باعث تجزیه ی رنگ ریزه ها و ویتامین های موجود در غذاها شده و در این بین ویتامین های مخلوط در چربی ها حساس ترند به طور کلی تشعشع باعث یونیزه شدن اسید های چرب و تولید رادیکال های آزاد اسید های چرب شده و در نتیجه سبب اکسیداسیون چربی ها و تند شدن آن ها می شود.

نگهداری مواد غذایی با استفاده از دمای پایین:

استفاده از دماهای پایین جهت نگهداری مواد غذایی بر این اساس استوار است که فعالیت میکروارگانیزم های موجود در مواد غذایی در حرارت های بالای انجماد کند و به طور عمومی در حرارت های پایین تر از انجماد متوقف می گردند چرا که تمامی واکنش های متابولیکی ارگانیزم ها توسط آنزیم کاتالیز می شود و سرعت واکش های آنزیمی نیز به درجه حرارت وابسته است. به طوری که با کاهش هر 10 درجه سانتی گراد، سرت واکنش آنزیمی نصف می شود، تاثیر دمای پایین بر روی همه ی میکروارگانیزم ها یکسان نیست، همان طور که می دانید میکروارگانیزم ها بر اساس اپتیمم درجه حرارت مورد نیاز و حداقل و حداکثر دمای رشد و زندمانی آن ها تقسیم بندی می شوند. به طوری که میکروارگانیزم های سرمادوست و سرمازی در دمای پایین زنده مانده یا آن را تحمل می کنند. در حالی که دمای پایین، رشد اکثر میکروارگانیزم های مزوفیل و ترموفیل را متوقف نموده یا آن ها را از بین می برد. از جماه عواملی که سبب زنده ماندن و تحمل ارگانیزم های سرمادوست و سرمازی در دمای پایین می شود، میزان بیشتر اسید های چرب غیر اشباع در دیواره ی سیتوپلاسمی آن ها می باشد. چرا که اسید های چرب غیر اشباع باعث فعال نگهداشتن غشای سلولی شده و حیات سلول میکروبی نیز به طور کلی بستگی به عملکرد غشاء دارد. در مقابل از جمله عللی که باعث می شود میکروارگانیزم های مزوفیل و ترموفیل در دماهای پایین متوقف شوند عبارتند از:

1.   در دمای پایین تعداد پیوند هیدروژنی افزایش یافته و بدین ترتیب پیچیدگی پروتئین ها بیشتر می شود و این پیچیده تر شدن پروتئین ها باعث کاهش فعالیت می شود.

2.   در دماهای پایین فعالیت آنزیم های چنین میکروارگانیزم هایی مختل شده و لذا نمی توانند رشد بکنند و هم چنین در دمای پایین تولید ATP کاهش می یابد.

3.   ساختار غشای سلولی میکروارگانیزم های مزوفیل و ترموفیل در دماهای پایین آسیب دیده و باعث ایجاد اشکال می شود.

نگهداری مواد غذایی با استفاده از حرارت:

علت ستفاده از حرارت در نگهداری مواد غذایی اثر تخریبی آن بر روی میکروارگانیزم هاست. منظور از درجه حرارت های بالا دماهایی بیش از دمای محیط اطراف است. به طور معمول برای نگهداری مواد غذایی از دو نوع فرایند حرارتی پاستوریزاسیون و استریلیزاسیون استفاده می شود. هدف از پاستوریزاسیون از بین بردن کلیه ی میکروارگانیزم های     بیماری زا و از بین بردن یا کاهش تعدادی از میکروارگانیزم های عامل فساد در برخی از مواد غذایی است. استریلیزاسیون به معنی تخریب تمام ارگانیزم های زنده ای است که قابل اندازه گیری  هستند. برای مواد غذایی کنسرو شده اصطلاح استریلیزاسیون تجاری استفاده می شود. این اصطلاح بیان گر این نکته است که هیچ ارگانیزم زنده ای با روش های کشت معمول قابل اندازه گیری نیست و یا اینکه تعداد ارگانیزم های زنده آن به قدری کم است که تحت شرایط کنسرو کردن و نگهداری ماده ی غذایی در انبار هیچ اهمیتی ندارد.

عموما مقاومت حرارتی میکروارگانیزم ها به دمای اپتیمم رشدشان بستگی دارد. سایکروفیل ها حساس ترین میکروارگانیزم ها به حرارت هستند و پس از آن ها به ترتیب مزوفیل ها و ترموفیل ها قرار دارند. مقاومت حرارتی میکروارگانیزم های اسپورزا بیشتر از میکروارگانیزم های بدون اسپور است. باکتری های G+ مقاوم تر از باکتری های G- هستند. هم چنین کوکسی ها (باکتری های کروی) از میله ای های غیر اسپورزا مقاوم ترند و حساسیت کپک ها و مخمرها به حرارت، در حد متوسط است.

نگهداری مواد غذایی با استفاده از فرایند خشک کردن:

طولانی کردن زمان نگهداری مواد غذایی به روش خشک کردن بر اساس نیاز میکروارگانیزم ها و آنزیم ها به آب برای فعالیت استوار است. در نگهداری مواد غذایی با این روش رطوبت آن ها تا حدی کم می گردد که از میکروارگانیزم های عامل فساد و مسمویت غذایی جلوگیری شود اگر چه برخی میکروارگانیزم ها طی فرایند خشک کردن از بین می روند. ولی اندوسپور باکتری ها، اسپور مخمرها و کپک ها و برخی از باکتری های G- و G+ زنده باقی می مانند. برخی از انگل های آلوده کننده نیز در طی فرایند خشک کردن ماده ی غذایی زنده می مانند. به طور کلی سلول های جوان نسبت به سلول های پیر حساسیت بیشتری نسبت به خشک کردن دارند.

جلسه ی هشتم: 19/9/90

ج) هوازی اجباری: این دسته به دو گروه تقسیم می شوند:

1. ترموفیل: سردسته ی این گروه کلستریدیوم ترموساکارولیتیکم (Cl.thermosaccharolyticum) است که روی کروبوهیدرات ها رشد کرده و مقدار زیادی CO₂ و H₂ تولید می کند، بنابراین مشخصه ی این نوع فساد بادکردگی بسته هاست. دمای مناسب رشد این گروه 55 درجه سانتی گراد است و در حرارت حدود 30 درجه سانتی گراد قادر به رشد نیستند. بنابراین در هوای معتدل و سرد این گروه، عامل فساد نمی باشند. این گروه اسپورزا هستند و مقاومت حرارتی اسپور آن ها بالاست. گونه ی دیگر در این دسته کلستریدیوم نیگریفیکانس (Cl.nigrificans) که از پروتئین ها استفاده کرد و H₂S تولید می کند و چون این گاز در محتوی بسته، محلول است تورم کمتر مشاهده می شود. اما به دلیل وجود H₂S، بدنه ی داخلی قوطی و محتوی آن سیاه رنگ می شود. از این گروه گونه های دیگری مانند کلستریدیوم پوتریفاشنس، کلستریدیوم اسپورژنس (Cl.sporengenes) و کلستریدیوم هیستولیتیکم (Cl.histolyticum) را نیز می توان نام برد که پروتولیتیک هستند. هم چنین کلستریدیوم پرفرینژنس (Cl.perfrigenes)، کلستریدیوم پاستوریانوم (Cl.pastuerianum) و کلستریدیوم بوتیریکم (Cl.botyricoum) گونه های ساکارولیتیک بی هوازی و اسپورزا هستند که مقاومت حرارتی بیشتری در مقایسه با گونه های پروتئولیتیک دارند. در کنسرو و فراورده های گوشتی و ماهی مهمترین عامل فساد کلستریدیوم پرفرینژنس است.

2. مزوفیل: مهمترین و خطرناک ترین گونه ی این گروه کلستریدیوم بوتولینوم (Cl.botulinum) است که مقاومت حرارتی زیادی ندارد اما اسپور ان از مقاومت حرارتی بالایی برخوردار است.

د) مخمر ها، کپک ها و باکتری های غیراسپورزا: به دلیل عدم توانایی تولید اسپور و مقاومت حرارتی کم، نقش زیادی در فساد کنسروها ندارند مگر در مواردی که فرایند حرارتی به دلایل خاصی مورد استفاده قرار نگرفته باشد. سودمناس فلوئورسنس با سنتز لیپاز سبب Rancid (تندی) می شود. بایسوکلامایس فولوا، رودوتورولا لاکتی کوندنسی (Rhodotorula lacti condensi) باد کردگی شدید در شیر کندانسی شیرین (محصولی که تغلیظ شده و شیرین می شود) را موجب می شود.

فساد کنسروهای اسیدی و با اسیدیته ی بالا:

در کنسروهای اسیدی ارگانیسم های مختلفی قادر به رشد هستند که می توان به موارد زیر اشاره کرد. باسیلوس کوآگولانس، کلستریدیوم بوتیریکم، کلستریدیوم پاستوریانوم، باسیلوس پلی مگزا، باسیلوس ماسرانس (B.macerans) که دو گونه ی اخیر فساد گاز دار ایجاد می کنند. غیر اسپور زای مزوفیل مثل لاکتوباسل ها و باکتری های اسید لاکتیک و هم چنین انواع مختلف مخمر ها و کپک ها که معمولا در صورت کافی نبودن فرایند حرارتی یا نشت کردن قوطی ها وارد محصول شده و باعث فساد می شوند.

در کنسرو هایی با اسیدیته ی بالا به طور کلی مزوفیل های غیر اسپورزا، نظیر باکتری های اسید لاکتیک و مخمر ها و کپک ها عامل فساد در این فراورده ها هستند. ظاهر قوطی ها تا حدودی مشخص کننده ی پیشرفت فساد خواهد بود. دو سر قوطی در حالت عادی مسطح یا اندکی مقعر است ولی در صورت فعالیت میکروارگانیزم ها و تولید گاز یک سری تغییرات قابل رویت در ظاهر قوطی یجاد می شود.

Fllipper: به حالتی اتلاق می شود که دو سر قوطی عادی است اما پس از حرارت دیدن یا ضربه خوردن به صورت محدب در می آید.

Springer: در این حالت یک طرف قوطی متورم است به طوری که اگر از یک انتها به سمت داخل فشار دهیم، طرف دیگر با تولید صدا محدب می شود.

Soft swell or Hard swell (تورم نرم یا سخت): Soft swell به حالتی اشاره دارد که دو انتهای محدب قوطی با فشار انگشت مقعر می شود ولی چنان چه قوطی های محدب را نتوان با فشار انگشت به حالت اول درآورد، قوطی در حالت  Hard swell  یا تورم سخت خواهد بود.

علائم Flipper و Springer همواره معرف فساد میکروبی نیست بلکه می تواند ناشی از فساد شیمیایی یا فییکی باشد اما تورم های نرم همانند تورم سخت غالبا مشخص کننده ی فساد میکروبی می باشند.

H₂ و CO₂ و H₂S : گازهایی هستند که به فراوانی در کنسرو های فاسد شده رویت می شوند، این گازها تحت تاثیر فعالیت متابولیکی میکروارگانیزم ها تولید می شوند. گاز های H₂S را به واسطه ی بوی مشخص آن می توان تشخیص داد اما گاز های CO₂ و H₂ فاقد چنین مشخصه ای بوده و آن ها را از طریق آزمایش زیر شناسایی می کنند:

لوله ی آزمایش را با محلول KOH رقیق پر کرده، آن را به صورت وارونه روی منفذی که روی سطح قوطی ایجاد کرده ایم، قرار می دهیم. گاز های درون قوطی جایگزین KOH رقیق داخل لوله خواهد شد سپس قبل از خارج کردن لوله از بشر انتهای آن را توسط انگشت شصت مسدود می کنم. حال برای شناسایی گاز CO₂ لوله را تکان می دهیم که در اثر خلاء بوجود آمده (به دلیل حل شدن CO₂ در محلول KOH) انگشت به داخل لوله مکیده می شود. برای شناسایی گاز H₂ کبریت روشنی را نزدیک انتهای لوله نگهداشته و به سرعت انگشت شصت را بر میداریم، صدای انفجار ضعیفی مشخص کننده ی گاز هیدروژن است. برخی از کنسروهای فاسد ممکن است حاوی هر دو نوع گاز یاد شده باشند.

روش های نگهداری مواد غذایی از دیدگاه میکروبیولوژی:

نگهداری مواد غذایی با استفاده از ترکیبات شیمیایی:

به طور کلی مواد شیمیایی که در نگهداری مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرند، باید دارای خصوصیات زیر باشند:

1.    خاصیت مهار کنندگی میکروب ها

2.    عدم ایجاد حساسیت یا آسیب برای انسان

3.    قابلیت تعیین و شناسای با روش های جدید

4.    داشتن قدرت نگهداری مواد غذایی در حد مجاز

GRAS (Generally Recognized As Safe): در مورد مواد شیمیایی اصطلاحی به نام GRAS وجود دارد که به معنی آن به طور خلاصه سالم و مجاز بودن یک ماده شیمیایی برای سالم بودن در یک ماده غذایی است. از جمله ی این نگهدارنده ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

اسید بنزوییک، بنزوات و پارابن ها: بنزوات سدیم اولین ماده شیمیایی است که مصرف آن به عنوان نگهدارنده ی مواد غذایی از طرف اداره ی کنترل دارو و مواد غذایی آمریکا مجاز شناخته شد. فعالیت ضد میکروبی اسید بنزوییک و نمک های آن به PH محیط بستگی دارد، چرا که فعالیت ضد میکروبی اسید بنزوییک مربوط به مولکول تفکیک نشده ی آن است. این ترکیبات حداکثر فعالیت خود را در پایین ترین PH مواد غذایی نشان می دهند و اساسا در PH خنثی غیر موثرند. این امر سبب محدود شدن استفاده از این اسید و نمک آن در مواد غذایی اسیدی مانند آب سیب، نوشابه های الکلی، سس گوجه فرنگی و سس های سالاد شده است. بنزوات در مواد غذایی اسیدی به طور معمول به عنوان بازدارنده ی کپک ها و مخمرها عمل می کند. البته این ماده در دامنه ی 50 تا 500 ppm روی برخی از باکتری ها نیز موثر است. برای غذاهایی که دارای PH حدود خنثی (6-7) هستند، می توان از نمک های پاراهیدروکسی بنزوییک اسید (پارابن) استفاده کرد که مشتقات مختلفی از جمله متیل پارابن و پروپیل پارابن و ... را شامل می شود. این ترکیبات نسبت به تغییرات PH حساسیت کمتری نشان می دهند و در PH حدود خنثی قدرت میکروب کشی نسبت به سایر اسید ها دارند و به نظر می رسد پارابن ها بر روی کپک ها بیش از مخمر ها موثر است. پارابن ها از رشد برخی باکتری های G- و G+ نیز جلوگیری می کند. اما به طور معمول     باکتری های G+ بیش از باکتری های G- نسبت به پارابن ها حساسند. بنزوات ها و نمک های آن از طریق جلوگیری از جذب سلولی مولکول های سوبسترا مانع رشد میکروارگانیزم ها می شوند.

اسید استیک: ترش کردن مواد غذایی در سرکه که از روش های نگهداری مواد غذایی است. در مقایسه با سایر اسید های ممانعت کننده ی میکروبی، غلظت لازم اسید استیک برای این منظور خیلی بالاست و تنها در غلظت های بالای 0/5 % عمل ضد میکروبی ظاهر می شود. اسید استیک در حالت یونیزه شده می تواند به راحتی داخل سلول نفوذ نموده و عمل سمی خود را انجام دهد. این به علت قدرت حلالیت اسید استیک در لیپید می باشد. دامنه ی فعالیت اسید استیک اساسا روی باکتری هاست و روی قارچ ها کم تر اثر دارد. باکتری های مقاوم به اسید مانند لاکتوباسیل ها تحت تاثیر قرار نمی گیرند. گونه های باسیلوس و باکتری های G- در مقایسه با باکتری های اسید لاکتیک، کلستریدیوم ها و دیگر باکتری های G+، کپک ها و مخمرها بیشتر تحت تاثیر اسید استیک قرار می گیرند.

اسید سیتریک: اگر چه این اسید به عنوان عامل ضد میکروبی محسوب می شود ولی به اندازه ی سایر اسید ها و مواد نگهدارنده موثر نیست. این اسید بر روی باکتری های فاسد کننده ی آب گوجه فرنگی موثر است. عمل باکتریواستاتیکی (مهار کنندگی (Bacteriostatic) این اسید در PH=5 کم بوده و با کاهش PH عمل ضد میکروبی افزایش می یابد.

اسید لاکتیک: عمل ضد میکروبی این اسید توسط کاهش PH تا حدی است که باکتری ها قادر به رشد نباشند. اسید لاکتیک در PH=5 یک ممانعت کننده ی عالی برای باکتری های مولد اسپور است ولی روی کپک ها و مخمرها بدون تاثیر است.

اسید پروپیونیک: عمل ضد میکروبی اسید پروپیونیک این است که در سلول جمع شده و با ممانعت آنزیم، متابولیسم را بلوکه می کند. اسید پروپیونیک هم چنین با رقابت با سایر مواد لازم برای رشد میکروارگانیزم مانع رشد می شود. طیف عمل این اسید و نمک های آن ابتدا روی کپک هاست. این اسید و نمک های آن برای نگهداری نان و محصولات مشابه استفاده        می شود. چون عمل پروپیونات ها روی مخمر نسبتا اندک است، در نان پزی مانع عمل مخمر های مفید در تولید نان        نمی شود.

اسید سوربیک: عمل ضد میکروبی اسید سوربیک و نمک های آن در ایتدا روی مخمر ها و کپک هاست و اثر آن روی باکتری ها محدود به بعضی از باکتری ها می شود. باکتری های کاتالاز مثبت بیشتر از باکتری های کاتالاز منفی ممانعت   می شوند. بیشترین اثر روی باکتری های هوازی اجباری و کمترین اثر روی باکتری های اسید لاکتیک و کلستریدیوم هاست. غلظت موثر ضد میکروبی سوربات ها در اغلب مواد غذایی حدود 0/05 یا 0/3 درصد است. عمل ضد میکروبی اسید سوربیک بر اثر ممانعت آنزیم های متعدد در سلول میکروبی است. اسید سوربیک قادر است که به صورت غیر یونیزه از دیواره ی سلولی عبور کرده و سبب از بین رفتن ارگانیزم ها می شود. در PH پایین مقدار بیشتری از این اسید به صورت غیر یونیزه باقی می ماند. در محصولات لبنی، نان ها، میوه ها و سبزی ها و بعضی از محصولات گوشتی، ماهی و    شیرینی جات از سوربات استفاده می شود.

ltr/span) هستند، می توان از نمک های پاراهیدروکسی بنزوییک اسید (پارابن) استفاده کرد که مشتقات مختلفی از جمله متیل پارابن و پروپیل پارابن و ... را شامل می شود. این ترکیبات نسبت به تغییرات dir=

مشاهده ماکروسکوپی کپک و مخمر در آرد

مشاهده ماکروسکوپی کپک و مخمر در آرد:

روش:

·     نمونه ی آرد را به وسیله ی ترازو به میزان 10 گرم وزن می کنیم و در یک ظرف می ریزیم.

·     مقدار 90 میلی لیتر آب مقطر را با استوانه مدرج اندازه گرفته و به ظرف اضافه می کنیم.

·     با یک همزن شیشه ای آرد و آب مقطر را هم می زنیم

·     5-10 دقیقه صبر کرده تا دو تشکیل ایجاد شده که یک فاز رسوب ایجاد شده و دیگری مایعی شفاف می باشد.

·     از مایع شفاف ایجاد شده یک میلی لیتر برداشته و در پلیت می ریزیم و سپس 10-15 میلی لیتر محیط کشت YGC به آن اضافه می کنیم و دوران می دهیم.

·     در انکوباتور با شرایط دمایی 20-25 درجه سانتی گراد به مدت 5 تا 7 روز قرار می دهیم.

مشاهده ی میکروسکوپی کپک و مخمر

مشاهده ی میکروسکوپی کپک و مخمر در آرد:

مشاهده ی میکروسکوپی به سه روش با استفاده از معرف های رنگی مختلف انجام می شود که این سه معرف عبارتند از پتاس 30%، پتاس گلایسین 20% و لاکتوفنول کاتن بلو. از آن جایی از قلیا و پتاس برای مشاهده استفاده می شود که باعث می شوند ساختار قارچ بهتر دیده شود.

با مشاهده میکروسکوپی قارچ ها، بر اساس ساختمان قارچ می توان نوع قارچ را تعیین کرد. مثلا با وجود میسیلیوم یا عدم وجود آن و این که میسیلیوم دیواره عرضی دارد یا خیر می توان نوع قارچ ها را تشخیص داد.

روش:

·     ابتدا یک لام برداشته و سپس یک قطره KOH 30% بر روی آن می ریزیم.

·     با استفاده از یک آنس حلقوی، از محیط کشت داده شده ی کپک و مخمر، یک ذره ی کوچک از کپک یا مخمر برداشته و در پتاس موجود بر روی لام پخش می کنیم.

·     یک لامل را بر روی نمونه قرار می دهیم و نمونه را روی شعله فیکس می کنیم.

·     حال نمونه را در زیر میکروسکوپ مشاهده می کنیم.

کاربرد افزودنی های ضد میکروبی و حداکثر مقدار مجاز

کاربرد افزودنی های ضد میکروبی در مواد غذایی مختلف:

نوع محصول غذایی	اسید بنزوییک و بنزوئات سدیم	متیل و پروپیل پرابن	سوربات ها	پروپیونات ها	سولفیت ها	استات ها و دی استات ها	نیتریت و نیترات	اکسید اتیلن	اکسید پروپیلن
نوشابه های گازدار شربت های نوشیدنی نوشیدنی های میوه ای آب میوه ها آبجو پنیر مارگارین کلوچه ها پرکننده های کلوچه سوسیس ماهی انواع سالاد و سس سالاد میوه ها و سبزی های خشک میوه ها و سبزی های تازه خیار شور و ترشی لیته زیتون و کلم ترش ادویه جات نشاسته	+ + + + + + + +	+ + + + + + + + + + +	+ + + + + + + + + + + + + + +	+ + +	+ + + + +	+ + + +	+ +	+	+ +

حداکثر مقدار مجاز ترکیبات ضد میکروبی در مواد غذایی

ماده نگهدارنده	غلظت مجاز
اسید بنزوییک متیل پاربن پروپیل پاربن اتیل پاربن نیترات سدیم نیتریت سدیم سوربات ها استات ها اکسید پروپیلن اکسید اتیلن سولفیت ها ناتامایسین	0/1 % تحت پوشش ضوابط تولید (GMPs) 0/1 % تحت پوشش  GMPs 0/1 % تحت پوشش  GMPs غیر مجاز 500 ppm 200 ppm تحت پوشش GMPs تحت پوشش GMPs  با غلظت های بین 0/25 – 9 % 300 ppm در کاکائو، صمغ ها، نشاسته، ادویه جات، مغز های آجیلی (به غیر از بادام زمینی) بقایای آن از 50 ppm تجاوز نکند تحت پوشش GMPs 200 تا    300 ppm به صورت غوطه وری، پاششی یا محلول

مواد نگهدارنده

مواد نگهدارنده

مقدمه:

افزودنی های غذایی به هر ماده یا مخلوطی از مواد گفته می شود که به هنگام تولید، فراورده، نگهداری یا بسته بندی به مواد غذایی افزوده می شوند. یعنی افزودنی غذایی به یک ماده افزودنی عمدی گفته می شود. آن دسته از افزودنی های غذایی که اختصاصا برای جلوگیری از فساد یا تجزیه ی یک ماده غذایی افزوده می شوند، نگهدارنده ی شیمیایی نامیده می شوند. یکی از اهداف اصلی استفاده از نگهدارنده های شیمیایی جلوگیری از از رشد و فعالیت میکروارگانیزم هاست. مواد نگهدارنده با دخالت در غشای سلولی، فعالیت آنزیمی یا ساختار ژنتیکی، بر میکروارگانیزم ها اثر بازدارندگی دارند.

معرفی برخی از نگهدارنده ها:

بنزوات ها: نمک سدیم اسید بنزوئیک با کاربردی گسترده در مواد غذایی که در PH خنثی تقریبا بی اثر است و با افزایش اسیدیته، اثر آن افزایش می یابد و بهترین PH برای تاثیر بنزوات سدیم 2/5 تا 4 است که از رشد باکتری ها جلوگیری می کند اما ممانعت از رشد بعضی از مخمر ها و کپک ها در PH های دیگری صورت می گیرد. دو استر پاراهیدروکسی بنزوییک اسید (متیل پارابن و پروپیل پارابن) و استر های بوتیل و اتیل در PH های بالاتر نسبت به بنزوات ها اثر بیشتری دارند.

سوربات ها: اسید سوربیک به صورت نمک های کلسیم، سدیم یا پتاسیم به عنوان یک افزودنی ضد میکروبی مستقیما در مواد غذایی و یا به صورت اسپری، غوطی وری یا پوشش روی مواد بسته بندی مورد استفاده قرار می گیرد. بر کپک ها و مخمر ها اثر بازدارندگی دارد ولی اثر آن بر باکتری ها کمتر است. بیشترین تاثیر در PH های پایین است و حداکثر مقدار مورد استفاده در PH های حدود 6/5 است. در PH های بالاتر از 4 از بنزوات ها موثرترند.

نیتریت ها و نیترات ها: ترکیبات مختلف این نمک ها در محلول ها و مخلوط های عمل آوری گوشت استفاده می شود. استفاده از نیترات ها محدود است. نیتریت ها به علت واکنش با آمین های نوع دوم و سوم و تشکیل نیتروزآمین سرطان زا می باشند. خاصیت بازدارندگی نیتریت ها بر کلستریدیوم بوتولینوم در فراورده های گوشتی تاکید شده است. نیترات ها بر تعداد محدودی از میکروارگانیزم ها تاثیر می گذارد و نگهدانده ی خوبی محسوب می شود.

اسید پروپیونیک: این اسید جزء بی‌ ضررترین اسیدهای آلی بوده چون در بدن به راحتی تجزیه شده و هیچ خطری را ایجاد نمی ‌کند. این اسید در نوعی خاص از پنیرها به نام پنیر سوئیس توسط پروپیونی باکتریوم تولید می شود. از نظر کاربردی در فرآورده‌های نانوایی انواع کیک‌ها به عنوان ضد کپک کاربرد دارد. مقدار مجاز مصرف آن در انواع کپک‌ها 1/0 % و در انواع پنیر 2/0 تا 5/0 درصد تعیین شده است. در عین حال با توجه به آن که در فرآورده‌های نانوایی کاربرد وسیعی دارد می ‌توان دریافت که بر مخمرها تاثیر نخواهد گذاشت.

قند و نمک: این ترکیبات aw را کاهش می دهند و ثر شدیدی بر میکروارگانیزم ها دارند.

الکل: اتانل موجب انعقاد و دناتوره شدن پروتئین های سلولی می شود و بیشترین اثر میکروب کشی را در غلظت های بین 70 و 95 % دارد.

فرمالدئید: افزودن این ترکیب در مواد غذایی مجاز نیست مگر غلظت های کمی که در اثر دود دادن وارد مواد غذایی        می شود. در برابر کپک ها، باکتری ها و ویروس ها موثر است.

اسید سیتریک: اگرچه این اسید به عنوان عامل ضد میکروبی محسوب می شود ولی به اندازه ی سایر اسید ها یا مواد نگهدارنده موثر نیست. این اسید بر روی باکتری های فاسد کننده ی آب گوجه فرنگی موثر است. عمل باکتریواستاتیکی این اسید در PH=5 کم بوده و با کاهش PH عمل ضد میکروبی افزایش می یابد.

اسید لاکتیک: عمل ضد میکروبی این اسید توسط کاهش PH تا حدی است که باکتری ها قادر به رشد نباشند. اسید لاکتیک در PH=5 یک ممانعت کننده ی عالی برای باکتری های مولد اسپور است ولی روی کپک ها و مخمر ها بدون تاثیر است.

منبع:

کتاب میکروبیولوژی مواد غذایی مدرن (جی – 2000)، جلد دوم

کتاب میکروبیولوژی مواد غذایی فریزر-دنیس