Microbiologia Produselor Alimentare

1. OBIECTUL MICROBIOLOGIEI. ISTORICUL MICROBIOLOGIEI. CLASIFICAREA GENERALĂ A MICROORGANISMELOR

1.1. OBIECTUL MICROBIOLOGIEI

Microbiologia este o ştiinţă fundamentală care studiază morfologia, fiziologia şi sistematica microorganismelor, originea şi evoluţia lor, fenomenele de ereditate şi variabilitate microbiană. Etimologia cuvântului provine din limba greacă: micros = mic; bios = viaţă; logos = ştiinţă.

Microorganismele sunt sisteme cu organizare complexă, monocelulare sau pluricelulare, cu metabolism propriu şi continuitate genetică, cu o infinită diversitate a caracterelor morfologice şi fiziologice. În sensul acestei definiţii din imensul grup al microorganismelor fac parte fungii (drojdii – levuri şi mucegaiuri – fungi filamentoşi), bacterii, alge microscopice, protozoare etc.

În funcţie de natura microorganismelor şi caracterul lor aplicativ, s-au dezvoltat în timp, următoarele ştiinţe microbiologice independente:

Microbiologia generală studiază legile de dezvoltare a tuturor grupelor de microorganisme şi a rolului lor în circuitul substanţelor în natură. Fiind o ştiinţă de sinteză, în funcţie de natura microorganismelor studiate s-au desprins următoarele discipline:

Virusologia (inframicrobiologia) studiază virusuri – entităţi acelulare cu dimensiuni submicroscopice, agenţi ai bolilor virale la om, animale, plante, insecte, microorganisme (bacterii, fungi).

Bacteriologia studiază bacteriile, celule monocelulare de tip procariot, care pot produce îmbolnăviri ale omului, animalelor, plantelor.

Micologia studiază fungi cu celule monocelulare sau pluricelulare de tip eucariot.

Dintre ştiinţele microbiologice cu caracter aplicativ fac parte:

- microbiologia chimică – este o ramură a microbiologiei generale care s-a dezvoltat în ultimii 50 de ani, are ca obiect de studiu chimia şi biochimia microorganismelor (compoziţia chimică, structura, topologia, funcţia moleculelor libere şi asociate, metabolismul substanţelor în celula microbiană;

- microbiologia solului, a apei, microbiologia geologică, fitopatologia, microbiologia sanitară, agricolă, ecologică, cosmică, genetica microbiană, biologia moleculară;

- microbiologia produselor alimentare are drept obiect de studiu cunoaşterea naturii şi activităţii metabolice a microorganismelor care pot contamina întregul lanţ alimentar, de la materiile prime la produsele finite, în scopul prevenirii alterării lor şi pierderea valorii alimentare sau a îmbolnăvirii prin consum de alimente, contaminate cu microorganisme patogene-toxicogene;

- microbiologia industrială (tehnică) reprezintă ştiinţa de investigare şi control al fermentaţiilor, respectiv de folosire a microorganismelor în calitate de reactivi, în scopul obţinerii industriale a unor produse cu valoare economică. Prin dezvoltarea microbiologiei industriale, cu ajutorul microorganismelor se obţin avantajos aproximativ 200 de produse, printre care: alcoolul etilic şi butanolul, acetona, acidul citric, acidul lactic, aminoacizi, enzime, proteine, vitamine, insecticide biologice, produse de biosinteză ce se obţin pe plan mondial în cantităţi mari (milioane tone per an) sau vaccinuri, vitamine şi enzime purificate, hormoni de creştere, interferonul, antibiotice, în cantităţi mici. Primul patent înregistrat pentru un produs de biosinteză microbiană datează din 1882 pentru enzime proteolitice folosite la tăbăcirea pieilor;

- biotehnologia reprezintă un domeniu multidisciplinar al ştiinţei, tehnicii, tehnologiei şi al producţiei industriale ce se bazează pe potenţialul microorganismelor rezultate prin tehnici de inginerie genetică şi a enzimelor microbiene, în scopul obţinerii de bunuri industriale, energetice, agricole, farmaceutice, alimentare şi protecţia mediului.

1.2. ISTORICUL MICROBIOLOGIEI

Dacă apariţia vieţii pe pământ se aproximează că a avut loc cu 3,8-4 miliarde de ani în urmă, cele mai vechi celule aparţinând bacteriilor metanogene şi bacterii ale genului Clostridium descoperite în lave vulcanice pietrificate, au existat de cel puţin 2 miliarde de ani. Celulele eucariote s-au transformat cu 1500 milioane de ani în urmă şi diversificarea acestora acum 400 milioane de ani, a condus la apariţia într-o lungă perioadă de timp a strămoşilor plantelor de astăzi.

În contrast cu dimensiunile atât de mici ale microorganismelor, rolul lor în natură este imens. Implicate direct în uriaşele transformări ale materiei organice nevii, prin procese de putrefacţie-putrezire, fermentaţii etc., microorganismele asigură în natură un circuit al principalelor elemente universale ce intră în structura organismelor vii şi au rol vital în menţinerea ecosistemelor, deoarece fără activitatea lor „pământul s-ar transforma într-un uriaş cimitir”.

Deşi procesele microbiene sunt cunoscute de la începutul omenirii, explicaţia ştiinţifică a cauzelor care le determină, a fost posibilă numai odată cu descoperirea microscopului. Cel care a utilizat pentru prima dată microscopul pentru studiul microorganismelor a fost Anthonie van Leeuwenhoek.

Microbiologia apare ca ştiinţă în a doua jumătate a secolului XVII şi debutează cu o perioadă lungă de observaţii morfologice când se acumulează un material vast privind caracterele şi răspândirea în natură a microorganismelor.

Cea de a doua perioadă în dezvoltarea microbiologiei este perioada fiziologică, inaugurată de lucrările marelui savant, chimist şi medic, Louis Pasteur care a stabilit principiile de bază ale microbiologiei prin descoperiri de importanţă fundamentală.

Louis Pasteur studiază condiţiile de distrugere a microorganismelor stabilind procedee de sterilizare. Studiază bolile microbiene ale vinului şi berii produse de microorganisme – agenţi ai fermentaţiei lactice şi butirice şi care pot să trăiască şi în absenţa aerului. Pasteur stabileşte modalitatea de tratare a vinului prin încălzire la 60°C care îi asigură conservabilitatea, operaţie denumită în prezent pasteurizare şi este pe drept cuvânt, considerat părintele microbiologiei industriale. Visul lui Pasteur era să descopere microorganismele care provocau îmbolnăviri ale omului şi animalelor. A studiat boli ca holera găinilor, infecţia cărbunoasă, rabia etc. şi a realizat vaccinurile antiholeric şi antirabic, dovedind că unul şi acelaşi microb este cel care poate produce moartea, în schimb după un tratament adecvat poate da doar forme uşoare de boală şi concomitent o imunitate organismului vaccinat. Până în ultima clipă a vieţii a muncit neobosit pentru binele omenirii. Impresionant este crezul vieţii lui, exprimat simplu în cuvintele: „Voinţa, munca şi succesul sunt cuprinsul vieţii omeneşti. Voinţa deschide porţile