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Template:Fattori che influenzano la crescita batterica negli alimenti Questo libro vuole trattare i Fattori che influenzano la crescita batterica negli alimenti.

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Introduzione

I fattori che influenzano la crescita dei batteri sono molti e agiscono e in sinergia.
Spesso per identificare i batteri si fanno saggi enzimatici, ma capire quali siano le condizioni di crescita è di fondamentale importanza.
Per gli alimenti ciò è fondamentale al fine della scelta di quale metodo di conservazione sia il più idoneo.

Curva di crecita

Fattori che influenzano la crescita batterica negli alimenti/curva di crescita

Per approfondire su Wikipedia, vedi la voce Crescita batterica.

La crescita batterica segue più fasi, che hanno diverse caratteristiche e velocità:

Fase lag o fase di adattamento

La crescita è quasi costante o aumenta molto lentamente.
Il microrganismo si adatta ai fattori di crescita trovati. Ad esempio dovrà sintetizzare enzimi specifici, abituarsi e rispondere all'ambiente trovato.

Fase log o fase esponenziale

Il microrganismo cresce velocemente con una progressione esponenziale.

Fase stazionaria o idiofase

La velocità di crescita è costante, ovvero il numero di cellule che nascono è uguale a quello delle cellule che muoiono.
Almeno uno dei nutrienti presenti comincia ad essere limitante.
I batteri capaci di farlo, potrebbero

- sporificare per darsi la possibilità di trovare in futuro condizioni migliori;

- produrre sostanze tossiche per altri batteri competitori, per guidare la competizione del nutriente limitante a loro favore.

Fase di declino o morte

Il numero di cellule che nascono non riesce più a uguagliare il numero di cellule morte.

Tipo di alimento

Fattori che influenzano la crescita batterica/tipo di alimento.

Il tipo di alimento, oltre alle altre condizioni ambientali, influenza fortemente il tipo e la velocità di riproduzione batterica.
Ad esempio alimenti contenenti lipidi possono formare una specie di patina protettiva che avvolge e protegge le colonie batteriche.
Alimenti glucidici possono fornire substrati ad alta energia ai batteri. Ciò succede ad esempio se volendo conservare con saccarosio se ne utilizza troppo poco. Tale molecola ad alte concentrazioni è in grado di inibire la crescita batterica, ma a basse concentrazioni può favorirla fortemente.

Temperatura

Fattori che influenzano la crescita batterica/temperatura

Per approfondire su Wikipedia, vedi la voce Crescita batterica.

La temperatura influenza la crescita batterica.
Secondo tale criterio i batteri si dividono in:

termofili con range e optima di crescita ad alte temperature.

I batteri termofili potrebbero resistere ai metodi di conservazione con calore come pastorizzazione e sterilizzazione.
Per valutare il tempo e la temperatura da applicare durante i trattamenti termici si utilizzano le Leggi di Bigelow.

mesofili con range e optima di crescita a temperature intermedie.

Essi crescono bene a temperatura ambiente e spesso hanno optima vicini alla temperatura corporea umana.

psicrofili con range e otima di crescita a temperature basse.

I batteri psicrofili potrebbero resistere a trattamenti di conservazione per sottrazione di calore.
Ad esempio Listeria monocytogenes è un batterio in grado di crescere bene alle temperature di refrigerazione +4°C.

Anche le tossine prodotte dai microrganismi si dividono in:

termostabili

Ad esempio la tossina emetica di Bacillus cereus è termostabile ed è necessario un trattamento più drastico per eliminarla.

termolabili

Ad esempio la tossina botulinica è termolabile.
Si tratta di una neurotossina di natura proteica prodotta dal Clostridium botulim.
Anche la tossina diarroica di Bacillus cereus è termolabile.

Carica batterica iniziale

Per approfondire su Wikipedia, vedi la voce Crescita batterica.

La carica batterica si può misurare:

in solido, tramite conte delle unità formanti colonia su piastre di Petri
in liquido, tramite apposite camere per la conta al microscopio oppure misure turbidimetriche allo spettrofotometro

Ad esempio, secondo le leggi di Bigelow, più elevata è la carica batterica iniziale, più drastico deve essere il trattamento termico che subisce l'alimento. In presenza di carica batterica elevata, si può alzare di più la temperatura oppure prolungare l'applicazione di una data temperatura.

Tempo

Più tempo si lascia al microrganismo per crescere, più la carica batterica sarà elevata.
In condizioni ottimali Escerichia coli si replica ogni venti minuti.

Ossigeno

Per approfondire su Wikipedia, vedi la voce Crescita batterica.

I batteri aerobi e anaerobi possono essere identificati attraverso una coltura in sospensione: 1: I batteri aerobi obbligati si raccolgono in testa alla provetta, in modo da assorbire la maggior quantità possibile di O2. 2: I batteri anaerobi obbligati si raccolgono sul fondo, per evitare l'O2. 3: I batteri aerobi facoltativi possono crescere sia in presenza che in assenza di O2, per cui si distribuiscono lungo tutta la provetta concentrandosi in maniera maggiore in prossimità della superficie in quanto crescono meglio in presenza di O2. 4: I microaerofili si raccolgono nella parte superiore della provetta, ma non in testa; essi richiedono infatti O2 a bassa concentrazione. 5: Il metabolismo dei batteri aerotolleranti non è influenzato dalla presenza di O2 e, per tale motivo, sono diffusi lungo tutta la provetta.

La presenza o assenza di ossigeno influenza la crescita batterica.
Secondo tale criterio i batteri si dividono in:

pH

Per approfondire su Wikipedia, vedi la voce Crescita batterica.

Il pH secondo la definizione di Arrhenius, è la concentrazione di ioni H+ in soluzione acquosa.
Secondo il pH i batteri si possono distinguere in:

acidofili
neutrofili
basofili o alcalofili

Un metodo di conservazione basato sul pH è l'acidificazione mediante aggiunta di sostanze naturali acide, come ad esempio l'aceto.
Si può anche utilizzare soluzioni di bicarbonato bastiche, per lavare frutta e verdura.
Attenzione perché in cucina sostanze acide o basiche non garantiscono l'abbattimento o la stabilizzazione della carica batterica, come invece avviene nei processi industriali.

Presenza di inibitori

Alcune sostanze possono essere presenti nel mezzo di coltura.
Sostanze batteriostatiche stabilizzano la carica batterica. Ad esempio l'eugenolo contenuto nell'olio di chiodi di garofano può avere effetto batteriostatico.
In condizioni di stress, come la competizione per il nutrimento, alcuni batteri sono in grado di produrre sostanze antibiotiche. Esse spesso hanno azione battericida, ovvero abbattono la carica batterica.

Presenza di sale o sostanze osmoticamente attive

Per approfondire su Wikipedia, vedi la voce Crescita batterica.

Alcuni sali sono necessari per la sopravvivenza batterica, ma se in eccesso hanno un effetto opposto.
Ad esempio aggiungendo un'elevata concentrazione di sale da cucina (cloruro di sodio) ad un alimento, l'acqua uscirà da esso per osmosi. Diminuirà così la concentrazione di acqua a disposizione per la crescita batterica. Il sale agisce anche direttamente sui batteri, disidratandoli. Un eccesso di sale compromette anche a livello biologico il corretto funzionamento della w:Pompa sodio-potassio, trasportatori cellulari di ioni attraverso le membrane cellulari.
La conservazione per salagione si basa sull'aggiunta di sale ad alte concentrazioni agli alimenti. Tale metodo è usato fin dall'antichità.

Luce e radiazioni

Nel caso di batteri fototrofi, la luce è la fonte di energia della cellula stessa.
Alcuni microrganismi sembrano essere attratti dalla luce (fototassi batterica) a differenza di altri.
Alcune lunghezze d'onda uv, hanno azione germicida, mentre raggi X e raggi gamma possono essere usati industrialmente per la sterilizzazione.

Per approfondire su Wikipedia, vedi la voce Radiazione ultravioletta germicida.

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Pressione e corrente

Attualmente, per non rovinare le caratteristiche organolettiche di latte e altri prodotti che subiscono pastorizzazione e sterilizzazione, si cerca di usare le mild-technologies. Un esempio è la pascalizzazione che prevede l'applicazione di forte pressione, ma anche l'ohmizzazione, ovvero l'utilizzo di corrente elettrica.