Home Μικροοργανισμοί Τί πρέπει οπωσδήποτε να γνωρίζω για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών – Μέρος...

Τί πρέπει οπωσδήποτε να γνωρίζω για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών – Μέρος 1ο

54
0
πρωτοσέλιδο - Τί πρέπει οπωσδήποτε να γνωρίζω για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών – Μέρος 1ο

Γιατί εμένα με ενδιαφέρει η ανάπτυξη, των μικροοργανισμών, στο γάλα? Τί είναι ο ρυθμός ανάπτυξης, και τί είναι ο χρόνος γενεάς των μικροοργανισμών?

Η ανάπτυξη των μικροοργανισμών, στο γάλα, γίνεται με γεωμετρική πρόοδο

Ο όρος, ανάπτυξη, αναφέρεται στην αύξηση, του πληθυσμού, δηλαδή, στον πολλαπλασιασμό των μικροοργανισμών.

Οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι, εμάς, μάς απασχολούν, στην γαλακτοκομία, και γενικότερα, στην παρασκευή γαλακτοκομικών προϊόντων, είναι τα βακτήρια.

Μην ξεχνάμε!

Οι γαλακτοκομικές καλλιέργειες τυροκόμησης αποτελούνται, κυρίως, από βακτήρια, και συγκεκριμένα, από, οξυγαλακτικά βακτήρια.

Ένα βακτήριο χωρίζεται σε 2 βακτήρια, (1η γενεά), μετά σε 4 βακτήρια, (2η γενεά), μετά σε 8 βακτήρια, (3η γενεά), μετά σε 16 βακτήρια, (4η γενεά), κ.ο.κ.

Δείτε: Οξυγαλακτικά Βακτήρια? Ποιά είναι τελικά?

Τα βακτήρια πολλαπλασιάζονται με διχοτόμηση.

Ένα βακτήριο χωρίζεται, και, έτσι, προκύπτουν 2 νέα βακτήρια.

Αυτά, τα 2 βακτήρια χωρίζονται, και, έτσι, προκύπτουν 4 νέα βακτήρια, κ.ο.κ.

Ο πολλαπλασιασμός, αυτός, των βακτηρίων, ακολουθεί γεωμετρική πρόοδο.

20 = 1    21 = 2   →   22 = 4   →   23 = 8…  →  2n

Γαλακτοκομικές καλλιέργειες τυροκόμησης με την μορφή DVS. Στην περίπτωση αυτή, εμείς, θέλουμε την ταχεία ανάπτυξη, όλων, εκείνων, των ωφέλιμων μικροοργανισμών, τους οποίους,  περιέχουν αυτές, οι γαλακτοκομικές καλλιέργειες εκκίνησης.

Κάθε μία νέα διαίρεση δημιουργεί, ακολούθως, και μία νέα γενιά μικροοργανισμών.

Για να δούμε, λοιπόν, το τί γίνεται.

Έστω ότι, αρχικά, υπάρχουν N0 μικροβιακά κύτταρα ανά 1 ml γάλακτος.

Τότε, μετά από n διαιρέσεις, (ή, κατά την n ιοστή γενιά), ο πληθυσμός N θα είναι :

N = N0 x 2n (1)

Ας δούμε ένα παράδειγμα
Οι (υψηλές) θερμοκρασίες, (κοντά στους 25 ℃), ευνοούν πολύ την ανάπτυξη των μεσόφιλων μικροοργανισμών. Οι θερμόφιλοι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται, καλύτερα, σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Αλλά, επίσης, οι θερμόφιλοι μικροοργανισμοί έχουν πολύ μικρό χρόνο γενεάς.

Για να δούμε, αυτήν, την σχέση (1), στο παρακάτω παράδειγμα.

Εμείς έχουμε ένα γάλα.

Μετράμε τον πληθυσμό, των βακτηρίων, αυτού, του γάλακτος.

Δείτε: Πώς μετράμε τους μικροοργανισμούς στο γάλα

Έστω ότι, αρχικά, στο 1 ml, αυτού, του γάλακτος υπάρχουν 10.000 βακτήρια.

Στην 1η διαίρεση, ο πληθυσμός, αυτών, των βακτηρίων, θα είναι: N = 10.000 x 21 = 10.000 x 2 = 20.000 βακτήρια.

Μετά από 5 διαιρέσεις, ο πληθυσμός, αυτών, των βακτηρίων, θα είναι: N = 10.000 x 25 = 10.000 x 32 = 320.000 βακτήρια

Το φρεσκοαμελγμένο γάλα θα πρέπει, όσο το δυνατόν, γρηγορότερα, να ψυχθεί.  Δηλαδή, εμείς, προσπαθούμε να αυξήσουμε το χρονικό διάστημα του χρόνου γενεάς. Όσο καθυστερούμε, τόσο, ο χρόνος γενεάς παραμένει μικρός. Μικρός χρόνος γενεάς σημαίνει γρήγορη αύξηση, του πληθυσμού, των μικροοργανισμών.

Εάν, εμείς λογαριθμήσουμε την (1), θα πάρουμε: logN = logN0 + nlog2 ή logN = logN0 + 0.3n (2), γιατί log2 = 0.3

Τί πρέπει οπωσδήποτε εγώ να γνωρίζω για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα? Ποιός είναι ο Ρυθμός ανάπτυξης ή Ρυθμός αύξησης (growth rate) των μικροοργανισμών

Ο ρυθμός ανάπτυξης εκφράζει τον αριθμό των γενεών, (των μικροοργνισμών), οι οποίες δημιουργούνται στη μονάδα του χρόνου.

Ο ρυθμός ανάπτυξης υπολογίζεται ως: μ = n / t

Όπου, το n συμβολίζει τον αριθμό των γενεών.

Ας δούμε το προηγούμενο παράδειγμα.

Απαιτείται σχολαστικός καθαρισμός του γαλακτοκομικού εξοπλισμού. Γενικά, η επικράτηση κακών συνθηκών υγιεινής κατά την άμελξη, των ζώων, θα έχει, ως συνέπεια την λήψη, ενός φρεσκοαμελγμένου γάλακτος, με υψηλό αρχικό πληθυσμό N0. Ήδη, εμείς έχουμε χάσει την μάχη.

Έστω, ότι, χρειαζόταν 2 ώρες (120 λεπτά), για να γίνουν, αυτές, οι 5 διαιρέσεις, ή για να φτάσουν τα βακτήρια στην 5η γενιά.

Τότε, ο ρυθμός ανάπτυξης, αυτών, των βακτηρίων, θα είναι μ = 5 / 120 = 1 γενεά ανά 24 λεπτά.

Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Ποιός είναι ο Χρόνος γενεάς (generation time) των μικροοργανισμών?

Ο ρυθμός ανάπτυξης εκφράζεται και ως χρόνος γενεάς (g).

Ο χρόνος γενεάς αντιπροσωπεύει το χρονικό διάστημα, το οποίο απαιτείται για μια πλήρη κυτταρική διαίρεση,

Ή, το χρονικό διάστημα, το οποίο απαιτείται για να διπλασιασθεί ένας κυτταρικός πληθυσμός.

Ο χρόνος γενεάς υπολογίζεται ως: g = t / n = 1 / μ

Σε μία παγολεκάνη το νωπό γάλα μπορεί να διατηρηθεί για χρονικό διάστημα το οποίο φθάνει και τις 5 ημέρες. Παρόλα αυτά, οι ψυχρόφιλοι μικροοργανισμοί καθώς και οι ψυχρότροποι μικροοργανισμοί συνεχίζουν να αναπτύσσονται, μέσα στο γάλα, ακόμα και σε αυτές τις χαμηλές θερμοκρασίες. Έτσι, πολλοί παρασκευαστές, αρχικά, υποβάλλουν το νωπό γάλα σε θέρμισμα (thermization). Με τον τρόπο αυτό ελαττώνοται σημαντικά ο πληθυσμός (N0) όλων εκείνων των μικροοργανισμών οι οποίοι έχουν μικρό χρόνο γενεάς σε θερμοκρασίες ψύξης. .

Δηλαδή, στο προηγούμενο παράδειγμα, εμείς έχουμε: g = 24 λεπτά.

Για να δούμε τη σχέση (2).

logN = logN0 + nlog2 = logN0 + 0.3n

Μπορεί να γραφεί ως: logN = logN0 + 0.3 t / g (3)

Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Παράδειγμα 1ο

Έστω, ότι, εμείς, στο γάλα, είχαμε έναν αρχικό πληθυσμό, N0 = 10.000 = 104  βακτήρια.

Παρατηρήστε αυτό το γιαούρτι. Οι αποικίες των μικροοργανισμών είναι εμφανείς. Μικροοργανισμοί υπάρχουν παντού γύρω μας. Όμως σε αυτό το γιαούρτι δημιουργήθηκαν ευνοϊκές συνθήκες ώστε αυτοί οι αλλοιογόνοι μικροοργανισμοί να πολλαπλασιαστούν πολλές φορές και να δημιουργήσουν αποικίες. Μπορώ να καταναλώσω ένα τέτοιο γιαούρτι?

Εμείς, μετρήσαμε ότι ο χρόνος γενεάς, αυτών, των μικροοργανισμών, είναι 30 λεπτά.

Δηλαδή, κάθε 30 λεπτά, ο μικροβιακός πληθυσμός διπλασιάζεται.

Μετά από 10 ώρες, ο πληθυσμός, των μικροοργανισμών, θα γίνει:

logN = logN0 + 0.3 t / g ή logN = log104 + 0.3 t / g ή logN = 4   + 0.3 x (10 ώρες) / (30 λεπτά) ή logN= 4 + 6 ή N = 1010 = 10.000.000.000 βακτήρια.

Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Παράδειγμα 2ο
Εμείς αφήσαμε το γάλα εκτός ψυγείου. Εμείς βλέπουμε τιμή pH 4.55 στο γάλα. Είναι φανερό, ότι, αυτό, το γάλα ξίνισε. Σε αντίθεση, με τα ζυμωμένα γάλατα, (κεφίρ, ξινόγαλα, κ.α.), εμείς δεν πρέπει να καταναλώσουμε, αυτό, το γάλα.

Έστω ότι εμείς, στο γάλα, είχαμε έναν αρχικό πληθυσμό N0 = 1.000 = 103  βακτήρια.

Ο χρόνος γενεάς, αυτών, των μικροοργανισμών, παραμένει, όπως και στο προηγούμενο παράδειγμα, στα 30 λεπτά.

Μετά από 10 ώρες, ο πληθυσμός, των βακτηρίων, θα γίνει:

logN = logN0 + 0.3 t / g ή logN = log103 + 0.3 t / g ή logN = 3   + 0.3 x (10 ώρες) / (30 λεπτά) ή logN= 3 + 6 ή N = 109 = 1.000.000.000 βακτήρια.

Εμείς παρατηρούμε μια, σχετικά, μικρή διαφορά, μεταξύ, των μεγεθών των δύο πληθυσμών.

Καμπύλες όξυνσης του γάλακτος από καλλιέργεια εκκίνησης (starter cultures) η οποία περιέχει μεσόφιλους μικροοργανισμούς. Τί συμπεράσματα μπορούμε εμείς να εξάγουμε από αυτό το γράφημα?
Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Παράδειγμα 3ο

Έστω, ότι, εμείς, στο γάλα, είχαμε έναν αρχικό πληθυσμό, N0 = 10.000 = 104  βακτήρια.

Ο χρόνος γενεάς, αυτών, των μικροοργανισμών, παραμένει, όπως και στα προηγούμενα παραδείγματα, στα 30 λεπτά.

Όμως, εμείς φροντίσαμε να ψύξουμε, ή, να επεξεργαστούμε το γάλα σε 5 ώρες, αντί σε 10 ώρες.

Τότε, ο πληθυσμός, αυτών, των βακτηρίων, θα αυξηθεί σε:

Τί σημαίνει ότι εμείς διατηρούμε τα γαλακτοκομικά μας στο ψυγείο? Σημαίνει, ότι, εμείς ελαττώνουμε τον χρόνο γενεάς στους μικροοργανισμούς.

logN = logN0 + 0.3 t / g ή logN = log104 + 0.3 t / g ή logN = 4   + 0.3 x (5 ώρες) / (30 λεπτά) ή logN= 4 + 3 ή N = 107 = 10.000.000 βακτήρια.

Εμείς παρατηρούμε μια μεγάλη διαφορά, σε σχέση, με τους πληθυσμούς, των βακτηρίων, των προηγουμένων περιπτώσεων.

Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Παράδειγμα 4ο

Έστω, ότι, εμείς, στο γάλα, είχαμε έναν αρχικό πληθυσμό N0 = 10.000 = 104  βακτήρια.

Ο χρόνος γενεάς, αυτών,  των μικροοργανισμών, είναι, τώρα, στα 60 λεπτά, διότι, εμείς φροντίσαμε να τοποθετήσουμε, αυτό, το γάλα, σε ψυχρότερο περιβάλλον.

Ρίχνω την γιαουρτομαγιά στο γάλα. Δηλαδή? Εγώ μεταφέρω τους επιθυμητούς μικροοργανισμούς, από το γιαούρτι, στο γάλα. Αυτό, το οποίο, εγώ θέλω, τώρα, είναι να επιτύχω την ταχεία  αύξηση του πληθυσμού, αυτών, των μικροοργανισμών. Πώς θα γίνει αυτό? Εγώ θα επωάσω το γάλα, σε μια τέτοια θερμοκρασία, ώστε, να επιτευχθεί η ελαχιστοποίηση του χρόνου γενεάς.

Δείτε: Πώς η θερμοκρασία επιδρά καίρια στους μικροοργανισμούς του γάλακτος

Μετά από 10 ώρες, ο πληθυσμός, αυτών,  των μικροοργανισμών, θα γίνει:

logN = logN0 + 0.3 t / g,

ή logN = log104 + 0.3 t / g,

ή logN = 4   + 0.3 x (10 ώρες) / (1 ώρα),

ή logN = 4 + 3,

ή N = 107 = 10.000.000 βακτήρια.

Εμείς παρατηρούμε και εδώ μια μεγάλη διαφορά, σε σχέση, με τον πληθυσμό, των βακτηρίων, στο 1ο Παράδειγμα.

Ο πληθυσμός των μικροοργανισμός, μέσα στο γάλα, είναι πολύ υψηλός. Αυτοί οι μικροοργανισμοί ζυμώνουν τα σάκχαρα του γάλακτος και παράγουν γαλακτικό οξύ. Αυτό το γαλακτικό οξύ θα οξινίσει το γάλα. Εάν, εμείς σε δεύτερο χρόνο παστεριώσουμε το γάλα, τότε, η μεγάλη πλειοψηφία των μικροοργανισμών θα θανατωθεί. Παρόλα αυτά, η υψηλή οξύτητατου γάλακτος θα παραμείνει!
Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Παράδειγμα 5ο

Έστω, ότι εμείς, στο γάλα, είχαμε έναν αρχικό πληθυσμό, N0 = 10.000 = 104  βακτήρια.

Ο χρόνος γενεάς, αυτών των μικροοργανισμών, είναι στα 60 λεπτά, διότι, και εδώ, φροντίσαμε να τοποθετήσουμε το γάλα σε ψυχρότερο περιβάλλον.

Μετά από 5 ώρες, ο πληθυσμός, των βακτηρίων,  θα γίνει:

logN = logN0 + 0.3 t / g ή logN = log104 + 0.3 t / g ή logN = 4   + 0.3 x (5 ώρες) / (1 ώρα) ή logN = 4 + 1.5 ή N = 105.5 = 316.000 βακτήρια.

Η διαφορά, εδώ, σε σχέση, με τους πληθυσμούς, των βακτηρίων, των προηγουμένων περιπτώσεων, είναι τεράστια.

Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Τί εμάς, μάς λέει, λοιπόν, η σχέση (3)?
Στάδιο στράγγισης τυριών άλμης μέσα σε καλούπια τυροκομίας. Μετά από 12 ώρες, η τιμή pH είναι μόλις 5.56. Αυτή τη στιγμή το τυρί δεν έχει αναπτύξει την κανονική οξύτητα. Τί θα πρέπει εγώ να κάνω? Εγώ θα πρέπει να επιταχύνω την παραγωγή του γαλακτικού οξέος. Εγώ, λοιπόν, θα πρέπει να αυξήσω την θερμοκρασία του χώρου στράγγισης.

Το χρονικό διάστημα (t), και ο χρόνος γενεάς (g), αποτελούν τους κρίσιμους παράγοντες για το μέγεθος, του τελικού πληθυσμού, των μικροοργανισμών, μέσα σε ένα τρόφιμο.

Απαιτείται, λοιπόν, εμείς να κινούμαστε γρήγορα, και να μην αφήνουμε το γάλα εκτεθειμένο, για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Επίσης, εμείς θα πρέπει να φροντίσουμε, ώστε, να αυξάνουμε, όσο το δυνατόν, τον χρόνο γενεάς, των μικροοργανισμών.

Η αύξηση, του χρόνου γενεάς, επιτυχάνεται με την πτώση της θερμοκρασίας του γάλακτος, ή των γαλακτοκομικών.

Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Από τί εξαρτάται ο χρόνος γενεάς?

Ο χρόνος γενεάς, των μικροργανισμών, εξαρτάται από πολλούς παράγοντες.

Σε ποιά θερμοκρασία θα γίνει η επώαση του κεφίρ μου? Κάθε είδος μικροοργανισμών έχει διαφορετική ιδανική θερμοκρασία ανάπτυξης. Όσο μακρύτερα γίνεται η επώαση, από την ιδανική θερμοκρασία ανάπτυξης, τόσο, αυξάνει και ο χρόνος γενεάς του μικροοργανισμού. Άρα, τόσο μικρότερη θα είναι και η αύξηση του πληθυσμού, αυτού, του μικροοργανισμού. Κατά την ωρίμανση και την αποθήκευση διατηρούμε το ποτό κεφίρ σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Σε αυτές τις θερμοκρασίες ευνοείται η ανάπτυξη των ζυμομυκήτων αλλά και γενικότερα των ψυχρότροφων μικροοργανισμών.

Το ύψος, της θερμοκρασίας, θα παίξει καθοριστικό ρόλο στον χρόνο γενεάς, των μικροργανισμών.

Δείτε: Τί πρέπει οπωσδήποτε να γνωρίζω για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών – Μέρος 2ο

Επίσης, παράγοντες, όπως, είναι η τιμή του pH, η συγκέντρωση του οξυγόνου, η ύπαρξη και η δράση παρεμποδιστών, η παρουσία θρεπτικών στοιχείων κ.α.,  θα επηρεάσουν τον χρόνο γενεάς των μικροργανισμών.

Ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο γάλα – Τί θα πρέπει εγώ να θυμάμαι?

Η ανάπτυξη, των μικροοργανισμών, θα πρέπει να αποτελεί ένα ιδιαίτερο σημείο ενδιαφέροντος,

ΠΡΩΤΟΣΕΛΙΔΟ - Πώς η θερμοκρασία επιδρά καίρια στους μικροοργανισμούς του γάλακτος
Το φρέσκο παστεριωμένο γάλα έχει διάρκεια ζωής 7 ημέρες. Όταν, όμως, εμείς αφήνουμε, αυτό, το γάλα εκτός ψυγείου, ιδιαίτερα, κατά την θερινή περίοδο, τότε, αυτός, ο χρόνος ζωής ελαττώνεται.

—είτε πρόκειται, για αλλοιογόνους μικροοργανισμούς, οι οποίοι θα υποβαθμίσουν την ποιότητα του γάλακτος, και των γαλακτοκομικών μας,

—είτε πρόκειται, για ωφέλιμους μικροοργανισμούς, τους οποίους, εμείς, συνειδητά, εμπλέξαμε στο γάλα, μέσω, της ”Μαγιάς”, ώστε, να φτιάξουμε τα επιθυμητά γαλακτοκομικά προϊόντα.

Αντιλαμβανόμαστε, ότι, στην περίπτωση, των ωφέλιμων μικροοργανισμών,  επιζητούμε την ταχεία ανάπτυξη αυτών.

Συνεπώς,

-1) εμείς θέλουμε έναν υψηλό,  αρχικό πληθυσμό N0, και,

-2) εμείς θέλουμε έναν σύντομο χρόνο γενεάς

έτσι ώστε, ο αριθμός, αυτών, των ωφέλιμων μικροοργανισμών να φθάσει σε πολύ υψηλά νούμερα, μέσα, σε σύντομο χρονικό διάστημα.

Δείτε περισσότερα:

Effect of low-temperature storage on the bacteriological quality of raw milk. Griffiths, M.W., J.D. Phillips and D.D. Muir. 1987. Food Microbiol. 4: 285–291.

Modeling the relation between bacterial growth and storage temperature in pasteurized milks of varying hygienic quality. Griffiths, M.W. and J.D. Phillips. 1988. J. Soc. Dairy Technol. 41: 96–102.

 The microbiology of raw milk. Chambers, J.V. 2002. pp. 39–85. In: R.K. Robinson [ed.]. Dairy Microbiology Handbook, 3rd edition. John Wiley and Sons Inc, Ames, Iowa, USA.

Influence of raw milk quality on fluid milk shelf life. Barbano, D.M., Y. Ma and M.V. Santos. 2006. J. Dairy Sci. 89 Suppl. 1: E15–19.

Previous articleΤί είναι η άλμη? Πώς φτιάχνω την άλμη πού θέλω?
Next articleΠαραδοσιακό τυρί Χαλούμι και τυρί Αναρή από την κα. Πόπη στη Σίμου

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here