102ص ن ع

ميكروبيولوجيا األغذية

محمد نجيب قناوى .د .أ

قسم علوم األغذية

المحاضرة الثامنة

العوامل المؤثرة على النمو البكتيرى

درجة الحرارةوه تحدد الحرارة تحديدا جزيئا معدل نمو الميكروب وكمية نم

على كما تؤثر على عمليات الميتابولزم وذلك من خالل تأثيرهات النمو برتوبالزم الخلية القابل للتأثر بالحرارة، كما أن عمليالوية تعتمد على تفاعالت كيمائية تتم بواسطة االنزيمات الخ

.والتى تتأثر بالحرارة

:لكل نوع وأحياناً لكل ساللة ثالث درجات حرارة

➢Minimum temperatureدرجة الحرارة الدنيا

.الة سكونوتصبح فى حالنمو عندها بعدها تتوقف البكتريا عن النموميكروباتقل درجة حرارة تستطيع الأهى

Optimum temperatureدرجة الحرارة المثلى➢

.وعندها يكون النمو سريعميكروبنسب درجة حرارة لنمو الأهى

Maximum temperatureدرجة الحرارة القصوى➢

وإذا زاد االرتفاع فانبعدها تتوقف عن النموميكروبن تنمو عندها الأعلى درجة حرارة تستطيع أهي .الميكروب يموت

تأثير درجة الحرارة المرتفعة ى حتيضية وسرعة النموسرعة العمليات األ: لىإيؤدى ارتفاع درجة الحرارة

(.درجة الحرارة المثلى ) حد معين من الحرارة

ل البروتينتكتوذلك بسببنخفاضيضية فى اإلبعدها تبدأ سرعة العمليات األ(الدنترة)أو بحدوث تغير فى طبيعة الجزئCoagulation(لتخثرا)الخلوى

Denaturation

وتين لى تعويض البرإيحدث توازن بين العمليات الحيوية التى تؤدى ولكنرتفاع إلبالخلية بمعدل يزيد عن سرعة دنترة البروتين نفسه نتيجةالفاسد

لخاص نزيمى اإن الدنترة للبروتين الخلوى وليست البروتين ادرجة الحرارة وأل.اعيدت للحرارة المثلىإذاالخليةبعملية التعويض واإلصالح لذا تنمو

ن ألوذلك)وتموت الخليةحتى تصل للدرجة القصوى بعدها يتوقف النمو(.فاسدةالكل البروتيناتإلصالح وتعويض صالح والتعويض التكفى اإلعملية

ى تزداد سرعةالنشاط الخلوى بازدياد الحرارة إلى حد ما، وباستمرار الزيادة فة وتموت درجة الحرارةيحدث تلف للبروتين اإلنزيمى وبروتين الخلية الميكروبي

.الخلية

تأثير درجة الحرارة المنخفضة

ة يضى بسرعة عند انخفاض درجيقل النشاط األ: عن الدرجة المثلى للنمو وذلك بسببالحرارة

ادة انخفاض معدل سرعة التفاعالت الكيمائية، زيلزوجة سوائل الجسم، تصلب ما بالخلية من

، ليبيدات

ف عن الدرجة الدنيا يتوقوبزيادة درجة اإلنخفاض.النشاط نهائيا

غير تؤدى عمليةتجميد المواد الغذائية إلى صورةية فى حرة وبالتالى زيادة تركيز المواد الصلبة الكل

دى الغذاء المجمد ، فيرتفع الضغط االسموزى ويؤ.روبيةذلك إلىدنترة البروتين وقتل الخلية الميك

تقسيم البكتريا حسب درجة الحرارة

Psychrophilic bacteria Mesophilic bacteria

(م°55لى إ10)

Thermophilic bacteria

(م°90لى إ25)

:مصطلحات مستخدمة للتعبير عن مقاومة الميكروب للحرارة

Thermal death pointدرجة الحرارة القاتلة

ة أقل درجة بعد العظمى يقتل عندها الميكروب إذا ما تعرض لها لمد

ا عشر دقائق على ان يكون الميكروب ناميا في مزرعة عمره

ساعة24

Death timeت والم

ا هو الوقت بالدقيقة الالزم لقتل كل الميكروبات التابعة لنوع م

حجم معين عند درجة حرارة معينةفىوالموجود

Thermoduric bacteria

م°90كثر من أة تنمو على درجات الحرارة المنخفض*

(م°20لى إ0)

*

اهالميفيالمجموعةهذهتوجدغذيةواالالباردةوالتربةالعميقة

حرارةبدرجاتالمحفوظةفيدوراوتؤديمنخفضه

وتستطيعالحياتيالتأكلالحرارةمننفسهاحماية

كميةبزيادةالمنخفضةغيرهنيةدالالحوامض.اغشيتهافيالمشبعة

الغالبية العظمى من اهاالحياءالدقيقة تقع ضمن

نقطة التعادل ، بينما يدل pH7، ويمثل ال(يدروجينألالتركيز السالب أليون ا)pHيعبرعن

حتى) أن البيئة قاعدية7عن pHأن البيئة حامضية، ويدل ارتفاع ال7عن pHانخفاض ال

pH14.)

-:ويتم تقسيم األغذية على

-:أغذية حامضية ➢

، باإلضافة (ماعدا الزيتون ) ،وتشمل أنواع الفاكهة 4,5عن pHالوهى األغذية التى يقل .إلى الطماطم والفراولة من الخضروات

-:أغذية قليلة الحموضة ➢

،وتشمل اللحوم واألسماك والبقول واأللبان من 4,5عن pHالوهى األغذية التى يرتفع فيها

.والزيتون ( ماعدا الطماطم والفراولة )الخضروات

:تأثيره

ى علاألس األيدروجيني للبيئة النامي بها الميكروبيؤثر❑يستطيع pHالعمليات الحيوية بالخلية الن لكل كائن مجال من ال

، (8-6)تفضل النمو في وسط متعادلالبكتريامثال ان ينمو فيه ،.( 5-3)مضى اوالخمائر والفطريات تفضل النمو في الوسط الح

البيئات شديدة الحموضة والقلوية توقف نمو الخاليا ❑ه خثرنزيمي نتيجة لتالبروتين اإلخثرية لتميكروبال

Coagulation.

األغذية باستخدام األحماض العضوية طريقةpHويعتبر تعديل ❑ة هامة لحفظ األغذية والسيطرة على نمو الميكروبات المسبب

تريك فى للفساد والتسمم الغذائى ويستخدم حامض الالكتيك والس.األغذية pHتعديل

تركيز األس الهيدروجينيتقسيم البكتريا حسب

Acidophilic bacteria Alkalophilic bacteria

: مثال

بكتريا العقد البكترية

•Rhizobium

Neutrophilic bacteria

محبة للحموضةغلب البكترياأ

Halobacter: مثال

acidithiobacillales

الرطوبة والنشاط المائى

لخليةلى داخل اإتحتاج الكائنات الدقيقة لنقل المواد الغذائية في صورة ذائبة.

توى لى خارج الخلية لحفظ المحإليها لنقل الفضالت في صورة مماثلة إتحتاج.المائي لبروتوبالزم الخلية

النشاط المائي ”يستخدم المصطلح(aw )Water activity” للتعبير عن االحتياطات:الرطوبية للكائنات الدقيقة ويعرف بأنه

نفس النسبة بين ضغط بخار الماء للمادة الغذائية وضغط البخار للماء النقي على.درجة الحرارة

تتباين األحياء الدقيقة في قيمة الـaw المثلى لنموها نظرا لتأثر تلكمل تتح،القيمة بعدة عوامل مثل درجات الحرارة وتوافر المادة الغذائية

، والفطريات المحبة 0.8،والخمائر0.9البكتريا نشاط مائي0.65للجفاف

يحدث انخفاض في معدالت نمو األحياء بانخفاض قيم الـaw , بينماعلى درجة awتتمكن تلك الكائنات من النمو على مدى واسع من قيم الـ

.الحرارة المثلى

*تأثير انخفاض قيم درجة النشاط المائي:على األحياء الدقيقة

الفترة يسبب انخفاض قيمة النشاط المائي عن القيمة المثلى زيادة فيلة حجم الزمنية التي يستغرقها الطور التمهيدي مع نقص معدل النمو وق

.الخاليا أثناء أطوار النمو كلها

تتأثر درجةaw بعدد من العوامل األخرى مثل الحموضة ودرجةفيؤدي ارتفاع الحرارة أثناء النمو .الحرارة وجهد األكسدة واالختزال

بينما ترتفع تلك القيمة عند عدم awلى ارتفاع قيمة الحد األدنى لـإ.مالئمة درجة الحرارة والحموضة للنمو

فسادتنقسم األغذية تبعاً تعرضها لسرعة ال:-

أغذية سريعة الفساد❖ك وتتميز بارتفاع محتواها الرطوبى مثل الخضروات والفاكهة واللحوم واألسما.وهى سريعة الفساد،واليمكن تخزينها ألكثر من عدة أيام إلى عدة أسابيع

أغذية متوسطة القابلية الفساد❖

لة وهى األغذية التى يمكن تخزينها لمدة طويس نسبياً دون التعرض للفساد مثل البطاط

والبيض والمكسرات

أغذية بطيئة الفساد❖

ة وتتميز بانخفاض محتواها الرطوبى والقدرمى على البقاءبصورة صالحة لالستهالك اآلدقول لفترات عديدة دون تلف مثلل الحبوب الب

فة الجافة والسكروملح الطعام واألغذية المجف.

( Eh,O\R)جهد األكسدة واالختزال-3Oxidation – reduction potential

كسدة تتباين األحياء الدقيقة في درجة حساسيتها لجهد األكسدة واالختزال في وسط النمو ويمكن تعريف جهد األ

قاس جهد قابلية المادة على اكتساب الكترونات ، بينما يعرف جهد االختزال بقابلية المادة لفقد الكترونات وي:بأنه

.األكسدة واالختزال بجهاز قياس الفولت بالمللى فولت

لكترونات بينما تسمى المادة التي تكتسب اال،ويطلق على العنصر الذي يفقد االلكترونات بأنها مادة قابلة لألكسدة

.بالمادة القابلة لالختزال

رونات لفظ تعد المادة التي تعطي االلكترونات بسهولة عامال مختزال جيدا بينما يطلق على المادة التي تكتسب االلكت

.عامل مؤكسد جيد

اإلشعاع

، يعرف االشعاع بأنه انبعاث وبث وميض للطاقة خالل وسط مادى، وتتميزاالشعاعات ذات الموجة القصيرة بالتأثير المميت على الميكروبات

بارد ويستخدم فى التعقيم دون ارتفاع درجة الحرارة لذا يطلق عليه التعقيم ال-:،ومن أهم أنواع االشعاع مايلى

الضوء المرئى.

الميكروويف

األشعة الفوق بنفسجية.

الضعة المتأينة

تتؤثر األشعة المتأينة على الميكروبا

ة وهو تمتص الخلية الطاقتأثير مباشر -أمباشرة عن طريق زحزحة االلكترونات وتحويلها إلى دقائق ذات شحنات تعمل

.على إحداث تلف فى تركيب الخلية

وهو تمتص جزيئاتتأثير غير مباشر -بالماء داخل وخارج الخلية طاقة اإلشعاع ا أو وتكون شوارد حرة التى ترتبط مع بعضه

جزيئات األكسجين مكونة مواد مؤكسدة تحدث تأثيرات قاتلة للخلية