Микробиологија на храна - биологија

На Микробиологија на храна е гранка на микробиологијата и се занимава со интеракции помеѓу микроорганизмите и храната. Припаѓа на системски ориентирани, применети науки и, како емпириска наука, има многу долга историја на развој, почнувајќи со премин на човечкиот развој од ловци и собирачи во населени општества со потреба соодветно да складираат и подготвуваат храна.

Микроорганизмите може да се сметаат за корисни или штетни во врска со храната. Тие се корисни кога се користат за производство на храна, служат како храна сами или се користат за биотехнологија или анализа на храна. Тие се штетни ако расипуваат храна или патогени микроорганизми се пренесуваат преку храна.

Производство на храна со помош на микроорганизми

Примери на храна што користат микроорганизми во нивното производство:

Млечни производи како јогурт и слични кисело млечни производи, павлака, сирење (млечни киселини бактерии, кефир квасец, Пропионибактериум, Постелнини Бревибактериум (Црвени размаска бактерии), Penicillium camemberti (Бел калап), Penicillium roqueforti (Сина или благородна мувла), и многу повеќе.
Кисела зелка, кисела краставица и друг кисел зеленчук (млечна киселина бактерии)
Оцет (бактерии на оцетна киселина: Ацетобактер, Глуконацетобактер)
Алкохолни пијалоци како пиво (пивски квасец)Saccharomyces cerevisiae), Вино (квасец од вино), пулке (бактерија) Зимомонас мобилис), Саке (Aspergillus oryzae, Саке квасец)
Бели колачи (пекарски квасец)Saccharomyces cerevisiae)
Леб од кисело квасец (млечни киселински бактерии и квасец)
Солено месо (коки кои редуцираат нитрат, бактерии од млечна киселина, Enterococcus faecium, Вибрио-Видови, халоотолерантни квасец)
Сурови колбаси (бактерии на млечна киселина, коки кои редуцираат нитрат (на пр.). Staphylococcus carnosus, Streptomyces griseus, Пеницилиум налгиовенза)

Микроорганизми како храна

Примери на микроорганизми кои се користат како храна:

Микро алги како Сценедесмус и Хлорела се одгледуваат масовно и се користат како диетална храна или како додатоци на храна
Цијанобактерија Спирулина се лови на африканско езеро и се јаде таму, се користи во Европа како диетална храна
Бејкер квасец (Saccharomyces cerevisiae) и хидролизатите ("екстракти") направени од нив се користат како додатоци на витамин Б, исто така како зачини или намази ("Вегемит" и "Мармит (храна)")
Печурки за јадење: Големи плодни тела на многу базидиомикота (печурки) и некои Аскомикота (печурки од црево) се користат како храна.

Храна или расипување специфично за микроорганизми

Примери на расипување на храната што е специфична за одредена храна или за предизвикувачките микроорганизми:

Закиселување на млеко од бактерии на млечна киселина
Расипување на недоволно загреана конзервирана храна како резултат на анаеробни бактерии кои формираат многу отпорни на топлина ендоспори, на пример, родот Клостридиум
Ранцидност на путер од бактерии кои произведуваат липаза, како што се Pseudomonas fragi и P. fluorescens
Зеленчукот се омекнува од бактерии кои формираат пектинази, хемицелулази или целулази и со тоа се раствораат средните ламели на растителното ткиво, на пример Erwinia carotovora
Врзнување на житни производи низ Bacillus subtilis
Формулација на лигите и мирис на мед во пиво Педиококус церевизија („Биерсарцинен“)
Закиселување на виното од бактерии на оцетна киселина
Црвени дамки на печива поради формирање на Serratia marcescens-Колонии („чудо на домаќинот што крвари“)

Труење со микробиолошки храна

За време на метаболичката активност, растот и размножувањето во храната (а понекогаш и само во цревата), некои микроорганизми формираат токсини. Примери на микроорганизми кои произведуваат токсини:

Staphylococcus aureus и други стафилококи (грам-позитивни, сферични бактерии) формираат ентеротоксини, кои доведуваат до повраќање и дијареја по ингестија со храна.
Клостридиум ботулинум (Грам-позитивно, формирање на ендоспори, анаеробна бактерија, предизвикува ботулизам). Ботулинскиот токсин е еден од најсилните познати отрови, но поради неговата функција како инхибитор на нервната спроводливост, тој најде и друга употреба во силното разредување, имено како „лек за подмладување“ ботокс.
Клостридиум перфрингенс (Грам-позитивна, формирање на ендоспори, анаеробна бактерија) може да предизвика гастроентеритис покрај функцијата како предизвикувачки агенс на изгорување на гангрена/гас, при што токсините се формираат само за време на раст и формирање на спори во цревата.
Bacillus cereus (Грам-позитивна, ендоспорна, аеробна бактерија) може да произведе токсин за повраќање (во храната) и токсин за дијареја (во цревата).
Некои калапи формираат токсини (т.н. микотоксини), на пример, високо-токсичен за црниот дроб и канцероген афлатоксин, охратоксин и патулин.
Труење на морски животни што се користат како храна од токсични алги, како што се Gonyaulax катенела и G. tamarensis (Dinophyceae), или со бактерии кои произведуваат токсини

Храната како носител на патогени микроорганизми

Примери на патогени микроорганизми кои се пренесуваат преку храна:

бактерија

Салмонела-Видови, причини за дијареја, тифус, паратифус
Шигела-Видови, предизвикувачки агенси на дизентерија
патогени соеви на цревни бактерии Ешерихија коли како што се EPEC (ентеропатогени), EHEC (ентерохеморагични), EIEC (ентероинвазивни), ETEC (ентеротоксични); (последните две букви EC се залагаат за Ешерихија коли)
Yersinia enterocolitica, Патогени на ентеритис, евентуално артритис како долгорочна последица
Вибрио колера, Патоген на колера
Вибрио елтор, Патоген предизвикувајќи болести слични на колера
Vibrio parahaemolyticus, Патоген предизвикува акутна дијареја, можеби септикемија
Аеромонас, Плесиомонас, Патоген на гастроентеритис
Листерија моноцитогена, Причини за менингитис, енцефалитис, грануломи, спонтани абортуси, предвремено породување и други болести
Кампилобактер јејуни, најчест бактериски патоген што предизвикува гастроентеритис, евентуално оштетување на нервите од автоимуно заболување (синдром Гилаин-Баре, GBS) како долгорочна последица

Протозои

Lamblia intestinalis, Причини за дизентерија
Entamoeba histolytica, Причини за дизентерија

Вируси,

предизвикувајќи разни болести, особено пикорна, рео, арена, арбо, норо и аденовируси

Мерки против штетните ефекти на микроорганизмите

Примери за тоа како да се спречи или одложи микробното расипување на храната:

Стерилизација со загревање, на пример конзервирана храна
Намалување на концентрацијата на микроорганизам со загревање (пастеризација и слични процеси)
Убивање на сите микроорганизми или намалување на концентрацијата на микроорганизам со изложеност на гама зрачење, ултравиолетово зрачење
Зачувување со ладење
Зачувување со сушење (намалување на активноста на водата)
Зачувување преку соли (намалување на активноста на водата)
Зачувување со закиселување (делумно со помош на бактерии)
Зачувување со пушење
Зачувување со додавање на конзерванси кои ја инхибираат активноста на микроорганизмите или дури ги убиваат

Мерки за спречување на контаминација на храна со микроорганизми на патогени, токсични или расипувања на храната:

Чистота во производството и преработката на храна
Држете се подалеку од извори на контаминација
Лична хигиена
Чистење и дезинфекција на простории и уреди