المقررات التعليمية
- المحاضرة الخامسة ميكروبيولوجيا الأغذية Food Microbiology أولاً : تلوث الغذاءContamination of Food يحدث التلوث الميكروبى للمواد الغذائية سواء كانت نباتية أو حيوانية سائلة أو صلبة سواء كانت على حالة مواد خام أو أثناء مراحل الإنتاج والتصنيع كما قد يحدث أيضا بعد الإنتاج وخلال عمليات النقل والتداول أو التخزين . وعموما تختلف أنواع الميكروبات الملوثة وأعدادها تبعا لنوع المادة وطريقة إنتاجها وتداولها وكذلك درجة العناية الصحية خلال كل هذه المراحل. ومن أهم الشروط الواجب مراعاتها للحصول على ناتج غذائى جيد يحتفظ فيه الغذاء بصفاته الطبيعية والكيماوية والغذائية فإنه لابد من أن تبدأ عمليات الحفظ أيا كانت بمادة خام جيدة من الناحية الميكروبيولوجية. حيث أن استخدام مواد خام تالفة أو بدأ فيها الفساد يتسبب فى إضافة أعداداً كثيرة من الميكروبات وهذه تستوجب معاملات إضافية مثل زيادة درجات الحرارة إذا ما كانت الحرارة وسيلة الحفظ أو إطالة التعريض للتسخين وهذا يؤثر قطعاً على نوع المنتج النهائى وأيضاً زيادة التكلفة . كما يجب تجنب استعمال مواد خام ملوثة بمياه المجارى والخضروات المزروعة فى أراضى تروى بمياه مجارى غير معاملة . أو ثمار عليها كميات من التربة أو الطين قبل أن يتم غسيلها جيداً عدة مرات بما يضمن إزالة هذا التلوث . هذا وتتعرض الأغذية بمختلف أنواعها للتلوث الميكروبى من مصادر عديدة منها الطبيعي ومنها ما يصلها عن طريق التداول والتصنيع كما يأتي : أ : المصادر الطبيعية للتلوث الغذائى Natural sources of food contamination تحمل النباتات والحيوانات ميكروبات موجودة طبيعياً على سطوحها Natural flora الخارجية وكذلك قد تتعرض للتلوث بميكروبات أخرى مفسدة أو ممرضة من مصادر متعددة وفقا للوسط المحيط . وهذا للتلوث يشكل خطراً جسيماً حينما يمتد إلى الأنسجة الداخلية للمادة الغذائية التى غالباً ما تكون خالية تماماً من الميكروبات إذا كانت من أصل غير مصاب وبذلك تسبب تغيرها وفسادها ويمكننا ذكر هذه المصادر الطبيعية على سبيل المثال لا الحصر كالآتي : 1- التلوث من المياه Contamination from water لقد تلوث الماء عندما تدخل الإنسان فى قوانين البيئة التى سنها خالق الكون عز وجل وكان ذلك أحد نتائج الثورة الصناعية العلمية والطفرة الحضارية وما لها من آثار مدمرة على البيئة كلها. ويختلف المحتوى الطبيعي الميكروبي للماء حسب مصدره ، ويتراوح فى تركيزه من أعداد قليلة فى المياه الجوفية إلى عدة مئات/سم3 في المياه الجارية كالأنهار. ونتيجة التلوث بالمجارى أو بالتربة أو بالحيوانات النافقة فإن هذا المحتوى الميكروبى يزداد كثيراً . والمقصود بتلوث الماء هو إحداث تلف أو إفساد لنوعية المياه حيث تصبح ضارة ومؤذية غير صالحة للإنسان أو الحيوان أو النبات أو الأحياء المائية . وللأهمية العظمى للمياه فى التصنيع الغذائى والحفظ فإن محتواها الميكروبى يؤثر تأثيراً كبيراً على الأغذية حيث ينتقل كثير من الأمراض الخطيرة عن طريق المياه الملوثة بمياه الصرف الصحي مثل البكتريا المسببة للإسهال والحمى والدوسنتاريا والكوليرا ومسببات التهاب الكلى والكبد والجهاز العصبى المركزي لذلك فإنه يجب حماية مصدر الماء المستعمل من التلوث بمياه المجارى ثم معاملة المياه وتنقيتها بحيث تصبح صالحة للاستهلاك الآدمي سواء الاستخدام المباشر أو فى التصنيع الغذائى . 2- التلوث من التربة Contamination from soil تحتوى التربة على أنواع وأعداد وفيرة من الأحياء الدقيقة تلوث أسطح النباتات الموجودة بها وكذلك تلوث أجسام الحيوانات الراعية عليها . ومن مجاميع الأحياء الدقيقة الموجودة بالتربة ، البكتريا الحقيقية والراقية مثل الأكتينوميسيتات وبكتريا الحديد والخميرة والفطريات والطحالب وعند التداول أو التصنيع تغسل الأغذية جيداً للتخلص مما بها من أتربة وأحياء دقيقة على أن يتجنب تلويثها مرة أخرى بعد ذلك بقدر الإمكان. وتزداد خطورة التلوث من التربة إذا كانت قد وصلها مياه المجارى غير المعاملة والتى بالتأكيد تحتوى على ميكروبات ممرضة خطيرة . 3- التلوث من مياه المجارى Contamination from sewage تشكل مياه المجارى غير المعاملة خطورة بالغة الأهمية إذا ما استخدمت فى تسميد النباتات خاصة الخضر منها خاصة تلك التى تؤكل بدون طهى فإنها تلوثها بالميكروبات التى قد تكون من بينها ميكروبات معوية ممرضة كما أن مياه الأنهار والبحار يلقى بها ماء مجارى مما يلوث الأسماك والأغذية البحرية الموجودة بها . 4- التلوث من الحيوانات Contamination from animals الميكروبات الطبيعية الموجودة على جسم حيوانات اللحم ليست بذات أهمية إذا ما قورنت بتلك الموجودة بالأمعاء أو بالأحشاء أو بالشعر أو بريش الطيور التى تحتوى على أعداد كبيرة من ميكروبات التربة والأسمدة العضوية ومواد العلف والماء وقد يكون من بينها ميكروبات ممرضة . وتحمل السطوح الخارجية للأسماك والأغذية البحرية ميكروبات طبيعية ذات أهمية فى فسادها 5- التلوث من الهواء Contamination from air الهواء العادى لا يحتوى عادة على ميكروبات طبيعية Natural flora ولكن الميكروبات الموجودة به تأتى من المواد المعلقة والأتربة وقطرات الماء ومن الرذاذ المتناثر أثناء الكلام والعطس . ومن جراثيم الفطريات النامية على الحوائط والأرضيات كما يتلوث الهواء من المنتجات الغذائية ومصانعها فمصانع إنتاج الخميرة يكون الجو حولها محملاً بالخميرة ومصانع المنتجات اللبنية يحتوى الجو المحيط بها على البكتريوفاج وميكروبات البادئات المستعملة فى إنتاج المواد الغذائية المختلفة . وأنواع الميكروبات العادية التى توجد بالهواء هى الأنواع صغيرة الحجم والمتحملة للجفاف مثل جراثيم الفطريات والبكتريا الكروية والجراثيم البكتيرية وبعض العصويات والخمائر خاصة التى لا تكون جراثيم Asporogenous yeast وعندما يثار التراب أو المواد الأخرى فإن الهواء يتحمل بميكروبات المواد المثارة مثل ميكروبات الأراضى والمياه والنباتات الخ بالإضافة إلى الميكروبات الممرضة التى تنتقل عن طريق الجهاز التنفسى بالعطس . ويتوقف عدد الميكروبات الموجودة بالهواء فى وقت ما على عوامل عديدة منها مقدار الحركة وضوء الشمس والرطوبة والحرارة وكمية المواد المعلقة من أتربة ورذاذ وخلافه وكذلك الموقع ويقل عدد الميكروبات بالهواء بتأثير ضوء الشمس وعقب مطر غزير وفى الجو الساكن ترسب المواد العالقة بما عليها من ميكروبات فيقل عددها وبالعكس فإن تحريك الهواء نتيجة لحركة الناس أو بالتهوية والتنفس يزيد من عدد الميكروبات ، كما أن الأماكن المزدحمة بالناس وغير المهواة يزيد عدد الميكروبات بها مما يشكل خطورة على الصحة العامة . لذلك فإن الأغذية خاصة المكشوفة عرضة للتلوث من الهواء خاصة إذا كان الهواء محملا بعدد كبير من الميكروبات وقد يكون من بينها ميكروبات ممرضة خاصة التنفسية . 6- التلوث الإشعاعى للغذاء Contamination from radiation يتلوث الغذاء بالمواد المشعة نتيجة تساقط الغبار الذرى على النبات والتربة الزراعية . كما يتلوث الغذاء أيضاً بسبب تلوث الهواء والماء بالإشعاع الناتج من الانفجارات أو التجارب النووية . وتدخل المواد المشعة إلى جميع أجزاء النبات ثم تنتقل إلى الإنسان عبر سلسلة الغذاء . وتتلوث الحيوانات والأسماك والأحياء المائية أيضاً بالإشعاع نتيجة المخلفات النووية فى الهواء والمسطحات المائية . 7- التلوث الكيمائى Contamination from chemicals لقد فسد الغذاء وأصبح سبباً للعلل والأمراض بدلاً من أن يكون مصدراً للطاقة والصحة . وأصبح الناس يتناولون طعاماً بدون مذاق وتعددت الأسباب التى ساهمت فى تلوث الغذاء الكيميائى ومنها : أ- استخدام المبيدات الحشرية السامة على نطاق واسع وتمتص النباتات هذه المبيدات الحشرية مع الماء وتتركز فى جميع أجزائها وثمارها ومن ثم تصبح الثمار سامة لمن يتناولها من الإنسان أو الحيوان . ب- استخدام المواد الكيماوية الحافظة فى التعليب والصناعات الغذائية . ج- استخدام الألوان والصبغات ومكسبات الطعم والرائحة فى الصناعات الغذائية مثل صبغة النعناع الأخضر وصبغة رقائق البطاطس والألوان المشابهة للون البرتقال . ولقد ثبت بما لا يدع مجالاً للشك دور هذه المواد فى إحداث الأورام السرطانية الخبيثة كما ثبت أيضاً أن مادة 4 ثانى ميثيل أمينوازوبنزول التى تستخدم لصنع السمن الصناعى من أكثر المواد فاعلية فى إحداث الأورام فى الإنسان . د- استخدام الأسمدة الكيماوية فى الأراضى الزراعية . هـ- استخدام الهرمونات لتسمين الدواجن والحيوانات علاوة على أقراص منع الحمل التى يثبت علاقتها الوطيدة بالأورام السرطانية كذلك حقن الدواجن بالمضادات الحيوية أو إضافتها إلى عليقة الماشية . و- رش الفواكه بالمواد الكيماوية الحافظة لحمايتها من التلف عند نقلها من مكان الإنتاج إلى مكان الاستهلاك . ب : التلوث الغذائي أثناء التداول والتصنيع Food contamination during handling and processing بالإضافة إلى مصادر التلوث سابقة الذكر ، فإن الأغذية قد تتلوث أثناء عمليات التداول غير الواعية وأيضاً خلال عمليات التصنيع غير المراعى فيها الشروط الصحية بدقة ، ولذلك فإنه ينصح الصانع دائماً بتنظيف وتطهير الأجهزة والأوانى المستعملة وكذلك المكان والأرضيات وكذلك القائمين على عمليات التصنيع المختلفة وخلال المراحل المختلفة وذلك للإقلال من التلوث بقدر الإمكان ويمكن ذكر هذه الأمثلة كالآتى : 1- الفواكه والخضروات Fruits and vegetables تتعرض الفواكه والخضر بعد جمعها مباشرة للتلوث بالميكروبات من الأوعية التى تجمع فيها أو من بعضها البعض ويزيد تأثير هذه الميكروبات إذا ما تعرضت الخضر والفاكهة للضرر الميكانيكى Mechanical damage أثناء الجمع والنقل لذلك فإن فرز وإبعاد الخضر والفواكه الفاسدة والغسيل بمطهرات والعناية أثناء النقل يقلل من عدد الأحياء الدقيقة ومن احتمالات التلوث. وفى التصنيع تتعرض هذه الأغذية للتلوث بدرجة أكبر خلال عمليات التقشير والتقطيع وفى ملامسة أدوات وأجهزة المصنع المختلفة لذلك فإن العناية بعمليات التصنيع مع تنظيف وتطهير الأجهزة والأدوات يقلل من التلوث . ونظراً لأهمية ذلك تحت ظروفنا وأن مصر من الدول المصدرة للخضروات والفاكهة فإنه من الأهمية بمكان ذكر الآتى باختصار : أ- تلوث الفاكهة الطازجة Contamination of fresh fruits تحمى القشرة الخارجية للفاكهة الأنسجة الداخلية من الميكروبات الموجودة على السطح الخارجى فإذا ما خدشت هذه القشرة تسربت الميكروبات إلى داخل الثمرة حيث توجد المركبات التى يسهل على الميكروبات مهاجمتها كالسكريات مثلاً ويكون نتيجة ذلك تلفها . لذلك فإنه يجب المحافظة بقدر الإمكان على بقاء القشرة سليمة ومن المعروف أن الثمار السليمة الصحيحة يكون داخلها خالياً من الميكروبات حتى ولو كانت القشرة الخارجية ملوثة. وغالباً ما تنتمي الميكروبات الموجودة على قشرة الفاكهة إلى أنواع عديدة منها ميكروبات نافعة مثل الخميرة الموجودة على قشور العنب والتى تساعد فى عملية التخمر المطلوبة عند صناعة النبيذ وميكروبات ضارة ينتج عنها فساد أثناء التداول أو النقل والتصنيع وهذه الميكروبات يجب التخلص منها وميكروبات أخرى ممرضة نتيجة التلوث بمياه المجارى . ولتلافى حدوث الأمراض التى تسببها هذه الميكروبات الممرضة فإنه يجب غسيل سطوح الفاكهة بمحلول مطهر لمدة كافية ثم تغسل جيداً بعد ذلك بالماء النظيف الجارى ومن المحاليل المستعملة CaCl2 بتركيز 0.2 – 2 % وتغمس فيها الفاكهة لمدة 1/2 ساعة . وكذلك يستعمل الخل كوسيلة شائعة فى المنازل خاصة للثمار التى تؤكل بدون طهى ولقد أوضحت التجارب البحثية أن الأجزاء الفاسدة أو المعطوبة من الثمار من الصعب تطهيرها من البكتريا الموجودة بها وذلك لصعوبة وصول المحلول المطهر إلى جميع الخلايا الفاسدة وكذلك لتجنيب تأثير المطهر المستخدم على الصحة العامة للمستهلك . ولذلك يجب قطع الجزء المصاب تماماً من هذه الثمار واستعمال الأجزاء المتحللة من الفاكهة فى تحضير العصير يؤدى إلى زيادة المحتوى الميكروبى وبالتالى الإسراع فى الفساد. والفواكه التى ليس لها قشرة سميكة تحميها مثل البلح الرطب والتين البرشومى والتوت أو الخضر مثل الفراولة يخشى منها فى نقل الأمراض حيث أنه لا يمكن معالجتها بالمحاليل المطهرة إذا لوثت وفى هذه الحالة تعدم وهذه الفواكه أيضاً عرضة للتلوث السريع بواسطة البائعين ومن الذباب والهواء وخلافه . والميكروبات التى توجد بكثرة على سطح الفواكه هى الفطر كما فى الموالح مثل فطريات Penicillium spp والخميرة Saccharomyces cerevisiae كما فى العنب لأن الفواكه عموماً حامضية . ب- تلوث الخضروات الطازجة Contamination of fresh vegetables يختلف تلوث الخضروات عن ما سبق ذكره فى الفاكهة حيث أن الخضروات تنمو بالقرب من سطح الأرض بعكس الفاكهة التى توجد بعيداً عن الأرض ، وبذلك فهى تحمل ميكروبات عديدة مختلفة كما أنها عرضة للتلوث الشديد بالميكروبات الممرضة حيث يستعمل السماد البلدى ومخلفات المجارى غير المعاملة فى تسميدها أو تغسل بعد جمعها فى مياه راكدة ملوثة فتصبح عاملاً كبيراً فى نقل الأمراض وكثيراً ما يحدث هذا فى الريف المصرى . والخضروات السليمة غير الممزقة أو المجروحة تكون خالية من الداخل من الميكروبات حتى ولو كان السطح الخارجى ملوثاً وذلك كما فى حالة الفاكهة ولقد وجد أنه ليس من السهل إزالة البكتريا العالقة بسطح الخضروات بالغسيل أو بماء محتوى على خل ومن الخضروات التى يجب التأكد من خلوها من الميكروبات الممرضة قبل تناولها الخضروات التى تؤكل طازجة بدون طهى مثل أنواع السلاطة والكرفس والبقدونس والفجل والجرجير والخس والبصل الأخضر والخيار والطماطم . كذلك أثبتت التجارب البحثية أن نقع الخضروات فى الماء يعمل على توزيع الميكروبات على جميع أجزائها ولا يقلل هذا التلوث إلا استخدام المواد المطهرة فى ماء الغسيل . 2- الحبوب Cereals تحتوى السطوح الخارجية للحبوب على بعض الميكروبات الطبيعية منذ نموها بالإضافة إلى ما وصل إليها من تلوث من التربة والمصادر الأخرى . وإذا ما خزنت الحبوب تحت ظروف رطبة فإن الفطريات تنمو ، ويلاحظ أنه أثناء عملية الطحن فإن عدد الميكروبات يقل لخروجها مع القشرة الخارجية للحبوب ، ولكن قد يحدث التلوث بعد ذلك نتيجة للتداول السئ . وللفطريات دوراً كبيراً فى تلوث الحبوب والبذور أثناء التخزين حيث ينتج بعضها سموم خطيرة من الأفلاتوكسينات التى ينتجها فطر Aspergillus flavus وسطح الرغيف الطازج المخبوز يخلو تقريباً من الميكروبات ذلك عقب خروجه من الفرن مباشرة ولكنه يتعرض للتلوث بجراثيم الفطريات من الهواء الجوى ومن السكاكين المستعملة فى التقطيع ومن العبوات المستعملة إذا كانت غير نظيفة ومن أشهر هذا التلوث نمو فطر Rhizopus nigricans 3- السكر والعسل Sugar and honey قد يصبح المحتوى الميكروبى للعصير الخام عالياً خاصة إذا ترك فترة طويلة قبل تصنيعه حين يكون التلوث من قصب السكر نفسه والذى يكون مصدره أساساً من التربة . هذا وأثناء عملية التصنيع وما يتخللها من ترشيح وترويق وحرارة وتركيز وبلورة ، فإن عدد الميكروبات قد يقل ولا يبقى سوى الميكروبات المتجرثمة المحبة للحرارة المرتفعة Thermophilic bacteria ، ومصدر هذه الميكروبات هو المادة الخام ومعدات التصنيع الغير نظيفة. وتمثل الخميرة Yeast المصدر الرئيسى لتلوث عسل النحل وكذلك بعض أنواع البكتيريا التى تتحمل تركيز السكر العالى Osmophilic bacteria ، ويرجع مصدر هذا التلوث أساساً إلى رحيق الأزهار وحشرات النحل والهواء وكذلك التربة وأثناء التداول
- الأهمية الإقتصادية للكائنات الحية الدقيقة - الفيروسات - شكل وتركيب الخلية البكتيرية - حركة وتجرثم البكتيريا - تغذية ونمو البكتيريا - ميتابولزم وإنزيمات البكتيريا - العوامل البيئة المؤثرة على البكتيريا - ميكروبيولوجيا الهواء والمياه - ميكروبيولوجيا اللبن ومنتجاته - ميكروبيولوجيا الأغذية - ميكروبيولوجيا الأراضى - الخمائر - الفطريات
- الفساد الميكروبى للأغذية - مسببات الفساد الميكروبى للأغذية (البكتيريا - الفطريات - الخمائر – الفيروسات) - التغيرات الطبيعية التي تحدث للمواد الغذائية بسبب الفساد الميكروبى - التغيرات الكيماوية التي تحدث للمواد الغذائية بسبب الفساد الميكروبى - الاختبارات الميكروبيولوجية للمواد الغذائية - الطرق التقليدية المستخدمة فى الكشف عن فساد الأغذية - الطرق الحديثة المستخدمة فى الكشف عن فساد الأغذية - التسمم الغذائي الميكروبي والطرق الحديثة المستخدمة فى الكشف عن السموم الميكروبية - معايير الجودة والمواصفات الميكروبيولوجية للمواد الغذائية - الاحتياطات الواجب مراعاتها للحد من التلوث الميكروبى - طرق التحكم في التلوث الميكروبى
- علم التخمرات الصناعية - الأغذية المتخمرة في العالم و علاقتها بالنموالميكروبي – طرق التنمية الميكروبية – طرق قياس النمو - الطرق المختلفة للتخمرات الميكروبية- التغيرات الكيماوية أثناء عملية التخمر الميكروبى– تجهيز البادئ الميكروبى والمحافظة عليه – إنتاج الخميرة (خميرة الخباز) - إنتاج الاغذية المتخمرة - إنتاج الكحول– إنتاج الأسيتون -إنتاج الخل - إنتاج البروتين وحيد الخلية- إنتاج الدهون الميكروبية -إنتاج الأحماض العضوية - إنتاج الفيتامينات - إنتاج الإنزيمات الميكروبية - إنتاج البوليمرات الميكروبية - إنتاج المضادات الحيوية – تدوير المخلفات بالتخمير
- يقوم الطلاب بتحليل عينات الماء والألبان والأغذية والتربة من الناحية الميكروبيولوجية كذلك يتم تدريب الطلاب على زراعة عيش الغراب المحارى