Stabilitatea produselor alimentare

Factorii care influenţează stabilitatea produselor alimentare  

Principalii factori care influenţează stabilitatea produselor alimentare sunt:

•  enzimele, aflate în materiile prime sau induse în procesul de prelucrare; acestea pot acţiona nu numai în momentul prelucrării ci şi mai târziu;
• microorganismele, asupra cărora trebuie să se instituie un control permanent (să nu fie nutrite, să li se blocheze mecanismul de înmulţire prin mijloace bacteriostatice; se se utilizeze agenţi fizici şi chimici care să distrugă microorganismele nedorite).

Atât în procesul de fabricare, cât şi în cele de păstrare şi comercializare a multor produse alimentare, sunt implicate microorganisme dintre cele mai diferite, fie cu acţiune pozitivă, fie negativă pentru proprietăţile, respectiv pentru calitatea produselor.

În acest sens, microorganismele pot fi grupate în:

• microorganisme saprofite de cultură, folosite pentru transformări utile ale alimentelor şi care fac parte din tehnologiile curente în panificaţie, vinificaţie, la fabricarea brânzeturilor etc.;
• microorganisme saprofite de degradare (mucegaiuri, drojdii, bacterii), care provoacă procese microbiologice nedirijate, care se soldează cu modificări nedorite sau chiar alterări ale produselor alimentare;
• microorganisme condiţionat patogene şi patogene, care prin toxinele produse la nivelul alimentelor (tipul toxic) sau la nivelul organismului omenesc (tipul infecţios) provoacă îmbolnăviri grave, câteodată mortale.

Datorită compoziţiei lor chimice, produsele alimentare prezintă un mediu de nutriţie prielnic pentru dezvoltarea microorganismelor, fiind o sursă excelentă pentru procurarea energiei şi desfăşurarea activităţii lor metabolice.

Temperatura este un factor extern care contribuie într-o măsură mare la diversitatea şi variabilitatea microorganismelor.

Microorganismele care pot habita produsele alimentare se clasifică în funcţie de temperatură, în:

• microorganisme cu optimul la temperatura camerei 20-30⁰C;
• microorganisme cu optimul la temperatura corpului omenesc (37⁰C), inclusiv microorganismele patogene;
• microorganisme cu optimul la temperatura curentă de coagulare a substanţelor proteice (adică la peste 50⁰C), numite microorganisme termofile.

Astfel, în funcţie de temperatura la care sunt active, bacteriile pot fi clasificate în: psihrofile, mezofile şi termofile; nivelurile minime, optime şi maxime de temperatură la care acestea activează, sunt redate în tabelul 1.

Mucegaiurile se înmulţesc în condiţii naturale la temperaturi joase (10-20⁰C); unele preferă temperaturi ceva mai mari, aşa cum sunt speciile parazitare care preferă temperatura corpului omenesc. Drojdiile tolerează variaţii termice mai largi.

Microorganismele criofile se dezvoltă în general în jurul temperaturii de 0-10⁰C.

Lumina este un factor extern ce poate influenţa în mare măsură activitatea microorganismelor; astfel dacă radiaţiile portocaliu şi galben din spectrul electromagnetic sunt indiferente, radiaţiile verzi sunt stimulatoare, în timp ce radiaţiile ultraviolete (UV) sunt distrugătoare pentru microorganisme (motiv pentru care se practică decontaminarea cu ajutorul lămpilor cu UV).

Nivelul pH-ului produselor alimentare influenţează activitatea diferitelor tipuri de microorganisme, ţinând seama de faptul că majoritatea bacteriilor se dezvoltă la un pH de 6,5­7,5; pe măsură ce valoarea pH-ului se deplasează de la aceste limite, dezvoltarea se încetineşte, pentru ca la valori unui pH<4 sau pH>8 să stagneze. Nu la fel se comportă drojdiile şi mucegaiurile, care preferă mediile mai acide, unele putând să se dezvolte chiar la un nivel al pH-ului foarte scăzut (2-3).

Dintre alţi factori externi cu influenţă asupra activităţii microorganismelor enumerăm: electricitatea, presiunea osmotică, tensiunea superficială, radiaţiile ionizante etc.

Modificări microbiologice ale calităţii produselor alimentare

Modificările microbiologice se produc datorită acţiunii microorganismelor(bacterii, drojdii şi mucegaiuri) şi enzimelorasupra unor substanţe componente ale produselor alimentare (glucide, lipide), pe care le transformă în cadrul proceselor de fermentaţie, mucegăire şi putrefacţie. Ca urmare a acestor procese, compoziţia chimică a produselor alimentare suferă modificări, uneori, foarte accentuate, care pot merge până la distrugerea completă a substanţelor nutritive, produsele devenind improprii consumului.

Fermentaţia

Procesele de fermentaţie sunt foarte răspândite şi sunt produse de enzimele microorganismelor anaerobe. Aceste microorganisme produc transformări chimice substratului asupra căruia acţionează (de obicei glucide), cu formarea unui produs principal (în cantitate mai mare) şi produse secundare (în cantitate mai redusă).

Denumirea fermentaţiei provine de la cea a produsului principal rezultat, astfel că, poate fi: alcoolică (alcool etilic), acetică (acid acetic), lactică(acid lactic), butirică (acid buturic) etc. Fiecare tip de fermentaţie este legat de activitatea unor enzime specifice. Procesele fermentative sunt însoţite de degajare de energie sau după caz, de anumite gaze.

O parte redusă din energia degajată este folosită de microorganisme, iar restul trece în mediul înconjurător provocând încălzirea substratului la cereale, legume şi fructe proaspete, carne proaspătă etc. care, aşezate în grămezi se încing sau se carbonizează.

Industria alimentară dirijează procesele enzimatice fermentative prin procedee tehnologice specifice, în scopul obţinerii unor produse precum: alcool, bere, acid citric etc.

Fermentaţia alcoolică constă în transformarea zaharurilor simple, fermentescibile (glucoza, manoza, galactoza, fructoza etc.) în alcool etilic şi bioxid de carbon (si altele...).

Bioagenţii care provoacă fermentaţia alcoolică şi care produc în diferite proporţii alcool etilic sunt: drojdiile din genul Saccharomyces, mucegaiuri (Mucoraceae, Penicillium glaucum), bacterii (Bacillus acetono-etilicus) şi altele.

Fermentaţia alcoolică apare în timpul păstrării unor produse alimentare (legume şi fructe proaspete, dulceţuri, gemuri, siropuri, sucuri etc.) în condiţii de depozitare necorespunzătoare, sau ca urmare a unei pregătiri defectuoase a produselor pentru păstrare (ex: fierbere insuficientă, conţinut insuficient de zahăr etc.).

În industria alimentară fermentaţia alcoolică este dirijată prin diferite procese tehnologice care stau la baza fabricării vinurilor, berii, alcolului, diferitelor produse de panificaţie etc.

Fermentaţia acetică este produsă de enzimele bacteriilor acetice (din genul acetobacteriilor) şi constă în oxidarea alcoolului conţinut de produse în acid acetic, produsele căpătând un gust acru, înţepător (de oţet).

Ca şi în cazul fermentaţiei alcoolice şi fermentaţia acetică stă la baza obţinerii unor produse alimentare; în cele mai multe cazuri însă, este un fenomen nedorit, contribuind la deprecierea unor produse alimentare păstrate în condiţii improprii (oţetirea vinului, alterarea berei, produselor lactate acide etc.) Factorii favorizanţi sunt oxigenul (acest tip de fermentaţie are loc în prezenţa oxigenului) şi temperatura de 25-30^oC.

Fermentaţia lactică are loc sub acţiunea bacteriilor lactice şi constă în transformarea unor glucide (glucoza, lactoza, fructoza, manoza, galactoza, glicogen etc.) din produse în acid lactic.

Bacteriile lactice sunt de două tipuri:

• Bacterii lactice adevărate (genul Termobacterium din care fac parte Bacillus lactis, B. helveticum, B. casei, B. yogurti ş.a., cu optimul de activitate la 30⁰C);
• Bacterii lactice false (Bacterium aerogenes etc) producătoare şi de gaze (bioxid de carbon şi hidrogen), care degradează produsele.

Bacteriile lactice au un rol important în industria alimentară, acţiunea favorabilă a acestei fermentaţii fiind aplicată în mod dirijat la obţinerea a numeroase produse lactate (iaurt, lapte acru, smântână, brânzeturi) precum şi la conservarea legumelor prin murare etc. Prezenţa acidului lactic într-o anumită concentraţie în produsele lactate acide sau în produsele murate împiedică dezvoltarea microorganismelor de alterare şi în special a celor de putrefacţie.

Aceste produse nu pot fi păstrate însă o perioadă de timp îndelungată, deoarece mediul acid favorizează dezvoltarea şi a unor drojdii şi mucegaiuri care consumă acidul lactic, mediul devenind alcalin şi facilitând dezvoltarea microflorei de putrefacţie.

Fermentaţia butirică are loc în absenţa aerului, sub acţiunea bacteriilor butirice (din grupa Granulobacter) şi constă în transformarea zaharurilor în acid butiric. Bacteriile butirice sunt foarte răspândite în natură (sol, apa murdară etc.) şi se dezvoltă intens la temperaturi cuprinse între 35 şi 40^oC.

Fermentaţia butirică apare în timpul păstrării în condiţii necorespunzătoare a produselor murate, brânzeturilor, laptelui etc., care capătă gust amar şi miros neplăcut.

Brânzeturile cu balonare butirică se recunosc după coaja puternic umflată, consistenţa moale, gustul dulceag şi mirosul puternic de acid butiric. Laptele atacat de bacteriile butirice capătă gust amar.

Putrefacţia

Putrefacţia este un proces microbiologic provocat de bacteriile de putrefacţie (aerobe şi anaerobe) şi mai rar de acţiunea unor mucegaiuri. Principalele bacterii de putrefacţie aerobe (şi facultativ anaerobe) sunt: Bacillus mesentericus, B. proteus, B. fluorescens, B. subtilis, E. coli, iar dintre bacteriile de putrefacţie anaerobe se menţionează: Bacterium putrificus, Bact. sporogenes şi Clostridium perfringens. Dezvoltarea acestor bacterii este favorizată de temperatura mare şi umiditatea ridicată.

Bacteriile de putrefacţie atacă îndeosebi substanţele proteice provocând transformări profunde ale aminoacizilor. Ca urmare a acestor transformări, apar în produse diferiţi acizi alifatici (oxiacizi, acizi polibazici), acizi aromatici, amine, ptoamine, indol, scatol, fenoli, mercaptani, diverse gaze (CO2, NH3, H2S, CH4, H2N2). Multe dintre aceste substanţe sunt toxice sau foarte toxice: putresceina, cadaverina, indolul, scatolul, mercaptanii, amine (histamina, tiramina etc). Foarte toxice sunt ptoaminele: marcitina, viridina, putrina, sepsina şi altele care se găsesc în cărnurile şi produsele de carne alterate. Produsele alimentare putrezite au un miros respingător şi sunt otrăvitoare.

Peştele este foarte sensibil la declanşarea proceselor de putrefacţie, deoarece mucusul care acoperă corpul peştelui fixează cu uşurinţă microorganismele, constituind un mediu prielnic dezvoltării acestora; de asemenea, bacteriile pot pătrunde cu mai multă uşurinţă în ţesutul muscular al peştelui care este mai puţin dens decât la animalele cu sânge cald şi conţine mai puţin ţesut conjunctiv.

Ouăle intrate în putrefacţie prezintă un conţinut tulbure, opac sau colorat în roşu, verde sau negru. Mirosul urât al verzei murate, indică un proces de putrefacţie înaintat.

Toate produsele alimentare alterate prin putrefacţie au miros respingător şi sunt considerate otrăvitoare.

Mucegăirea

Mucegăirea este o formă de alterare microbiologică a produselor alimentare. Agenţii biologici sunt mucegaiurile ale căror colonii colorează în mod specific (după specie) suprafaţa infectată a produselor, în alb, galben, verzui, cafeniu şi negru.

Acţiunea mucegaiurilor constă în hidroliza polizaharidelor (pentru a-şi asigura nutriţia), proteinelor, lipidelor, precum şi în diverse transformări chimice şi biochimice (oxidări, fermentaţii etc). Produsele alimentare mucegăite conţin micotoxine şi ca atare sunt eliminate din consumul uman.

Mucegăireaapare pe mărfurile cu un conţinut mare de apă (brânză, legume, fructe etc.) sau chiar la produse cu o umiditate mai redusă dar păstrate într-un mediu umed.

De exemplu, mucegăirea pâinii are loc atunci când aceasta se depozitează în condiţii de umiditate relativă a aerului de peste 80%; mucegaiul se dezvoltă pe suprafaţa pâinii, apoi pătrunde în interior prin crăpăturile cojii, făcând-o improprie consumului.

Mezelurilepăstrate în condiţii de umiditate ridicată se acoperă cu mucegaiuri, care pătrund şi în interiorul produsului dacă acesta prezintă goluri de aer.

Ouălemucegăiesc într-un mediu cu o umiditate de peste 85%, căpătând aspect de ou pătat şi miros de mucegai.

Brânzeturile mucegăiesc de regulă sub coajă, mai ales dacă aceasta este crăpată. La unele brânzeturi mucegăirea nu este un defect, aceasta fiind dirijată prin utilizarea în timpul maturării a unor "mucegaiuri nobile" (Penicillium roqueforti la brânza tip Roquefort şi Penicillium camemberti la brânza tip Camembert).