Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2 PDF

Professore Maria Luisa Savo Sardaro Argomento Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2  Maria Luisa Savo Sardaro FATTORI CHE INCIDONO SULLA CRESCITA DEI MICRORGANISMI NEGLI ALIMENTI pH DEL SUBSTRATO...

Professore Maria Luisa Savo Sardaro Argomento Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2  Maria Luisa Savo Sardaro FATTORI CHE INCIDONO SULLA CRESCITA DEI MICRORGANISMI NEGLI ALIMENTI pH DEL SUBSTRATO Aw INTRINSECI POTENZIALE REDOX E DISPONIBILITÀ DI O2 COMPOSIZIONE ALIMENTO- CONTENUTO DI NUTRIENTI TEMPERATURA ESTRINSECI ATMOSFERA DI CONSERVAZIONE DELL’ ALIMENTO Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2 2 di 13  Maria Luisa Savo Sardaro POTENZIALE REDOX E DISPONIBILITÀ DI O2 Definizione: il potenziale di ossido-riduzione o redox (Eh) può essere definito come una misura (espressa in mVolt) della tendenza di un substrato ad acquisire elettroni (diventando RIDOTTO) o a cedere elettroni (diventando OSSIDATO). Infatti in presenza di O2 atmosferico il potenziale redox assume sempre valori positivi (Eh+) mentre in assenza i valori sono sempre negativi (Eh-). La classificazione dei microrganismi in funzione dell’ossigeno è strettamente correlata al potenziale redox (Eh) richiesto per la moltiplicazione. Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2 3 di 13  Maria Luisa Savo Sardaro Ossigeno - O2 La maggior parte dei microrganismi richiede O2 per il proprio sviluppo come ultimo accettore di elettroni (AEROBI). Tuttavia esistono altri microrganismi per i quali l’O2 è tossico ed in sua presenza pertanto non si sviluppano. Questi microrganismi ricavano l’energia necessaria per il proprio sviluppo dai processi fermentativi ed utilizzano come accettori di elettroni sostanze come l’acido piruvico che viene ridotto (ANAEROBI). Gli aerobi hanno enzimi necessari alla distruzione delle forme tossiche dell’ossigeno (acqua ossigenata e anione superossido) che sono le catalasi e la superossido dismutasi. Anche nei batteri ossigeno-tolleranti (batteri lattici) e anaerobi facoltativi sono presenti alcuni di questi enzimi mentre i batteri anaerobi non possiedono questi enzimi Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2 4 di 13  Maria Luisa Savo Sardaro CLASSIFICAZIONE IN FUNZIONE DELLA RICHIESTA DI OSSIGENO AEROBI STRETTI: richiedono ossigeno per produrre l’energia necessaria per la loro crescita. L’ossigeno funge da accettore finale di elettroni durante la respirazione aerobica che coinvolge la glicolisi, il ciclo di Krebs e il sistema di trasporto degli elettroni. Es: Pseudomonas, micrococchi, muffe MICROAEROFILI: richiedono ossigeno per produrre l’energia necessaria per la loro crescita, ma in concentrazione minore di quello presente nell’aria. Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2 5 di 13  Maria Luisa Savo Sardaro CLASSIFICAZIONE IN FUNZIONE DELLA RICHIESTA DI OSSIGENO ANAEROBI FACOLTATIVI: possono crescere sia in presenza che in assenza di ossigeno. In presenza di sufficienti quantità di ossigeno respirano, in assenza di ossigeno fermentano. Es: Enterobacteriaceae, molti lieviti ANAEROBI OBBLIGATI: crescono solo se non è presente ossigeno libero che risulta tossico per la cellula. Traggono energia da processi di fermentazione o respirazione anaerobia. Es: Clostridium OSSIGENO-TOLLERANTI: Non usano l’ossigeno per trarre energia ma lo tollerano poiché producono alcuni enzimi in grado di detossificare i composti tossici dell’ossigeno (perossidasi). Es: batteri lattici Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2 6 di 13  Maria Luisa Savo Sardaro Il potenziale redox di un alimento è determinato da: composizione chimica dell’alimento concentrazione (tensione) di ossigeno dell’atmosfera circostante grado di accesso dell’atmosfera nell’alimento metabolismo microbico processi di trasformazione a cui l’alimento è sottoposto Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2 7 di 13  Maria Luisa Savo Sardaro POTENZIALE REDOX E DISPONIBILITÀ DI O2 COMPOSIZIONE CHIMICA DELL’ALIMENTO: esistono sostanze negli alimenti che contribuiscono a mantenere l’ambiente riducente (Eh-) Esempi: Acido ascorbico in vegetali e frutta Gruppi -SH associati alle proteine della carne PRESENZA DI OSSIGENO E CAPACITÀ DI PENETRAZIONE: I valori di Eh non sono uniformemente distribuiti su tutto l’alimento. Si hanno valori più elevati (Eh+) in corrispondenza degli strati superficiali, a contatto con l’aria, mentre diventano negativi andando in profondità dell’alimento. Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2 8 di 13  Maria Luisa Savo Sardaro POTENZIALE REDOX E DISPONIBILITÀ DI O2 METABOLISMO MICROBICO: - aerobi stretti (muffe, Bacillus, Pseudomomas,etc.) crescono solo quando l’O2 è disponibile (quindi alla superficie di cibi solidi) e riducono rapidamente l’Eh; -anaerobi facoltativi e gli anaerobi ossigeno tolleranti possono iniziare la crescita quando l’O2 è presente e continuarla anche quando è esaurito, passando alla fermentazione - anaerobi stretti (es: Clostridium) crescono solo quando l’O2 è assente o a livelli molto bassi (Eh basso) e durante la loro crescita possono ridurre ulteriormente l’Eh per produzione di H2; Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2 9 di 13  Maria Luisa Savo Sardaro Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2 10 di 13  Maria Luisa Savo Sardaro POTENZIALE REDOX E DISPONIBILITÀ DI O2 PROCESSI DI TRASFORMAZIONE A CUI L’ALIMENTO È SOTTOPOSTO Omogeneizzazione: la miscelazione di materie prime in presenza di aria aumenta il loro Eh Macinazione: la macinazione aumenta la superficie di esposizione dell’alimento all’aria aumentandone il suo Eh. La carne macinata presenta un Eh di + 200 mV comparata con la carne della carcassa (Eh da -150 a -200 mV) Trattamenti termici: il riscaldamento determina una riduzione dell’Eh (es: gli alimenti in scatola hanno Eh negativo) Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2 11 di 13  Maria Luisa Savo Sardaro POTENZIALE REDOX NEGLI ALIMENTI Questi valori sono fortemente influenzati dalle operazioni tecnologiche a cui l’alimento è sottoposto Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2 12 di 13  Maria Luisa Savo Sardaro CONTROLLO POTENZIALE REDOX Il controllo del potenziale redox avviene generalmente limitando l’accesso dell’ossigeno mediante confezionamento. Il confezionamento permette di controllare l’atmosfera intorno all’alimento utilizzando confezioni impermeabili o parzialmente permeabili ai diversi tipi di gas. L’atmosfera intorno agli alimenti viene modificata in vari modi, ma soprattutto manipolando in modo attivo o passivo la presenza di 3 gas principali: Ossigeno Azoto Anidride carbonica Parametri che influiscono sulla crescita microbica: Eh e O2 13 di 13