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Les aliments réfrigérés et congelés

La reproduction et la mort des micro-organismes à des températures basses.

                     La reproduction et la mort des micro-organismes à des températures basses.
Reproduction de micro-organismes. Le développement des micro-organismes passe par plusieurs étapes (Fig. 6). L'étape initiale - la phase de latence - est caractérisée par le fait que lorsque les organismes pénètrent dans un nouvel environnement, leur nombre reste au niveau initial pendant un certain temps, voire diminue quelque peu avec une forte baisse de température.
Ensuite, le processus de reproduction commence. Pendant une certaine période, la reproduction se déroule à un rythme constant. C'est la phase de croissance logarithmique. La dépendance du logarithme du nombre de bactéries dans le temps peut être représentée graphiquement par une ligne droite.
En tant qu'indicateur du taux de reproduction (division) des bactéries en phase logarithmique, la durée de génération est généralement prise, c'est-à-dire le temps nécessaire à la division d'une bactérie par 2. 2
1

Où k- vitesse divisant les bactéries.
Figure: 6. Courbe de croissance bactérienne: 1 - phase de latence, 2 - phase logarithmique, 3 - phase stationnaire maximale, 4 - phase de dépérissement
La durée de la phase de latence à chaque température n'est pas constante et peut varier dans de larges limites. Cela dépend de la composition qualitative et quantitative de la microflore et des conditions dans lesquelles se trouvaient les micro-organismes avant leur arrivée sur un autre produit (environnement) ou dans d'autres conditions.
La durée de la génération de bactéries en phase logarithmique à chaque température (en supposant le même milieu pour chaque espèce ou des espèces étroitement apparentées de bactéries) est presque constante. A cette température, il peut être calculé selon la formule suivante:
3où t est le temps pendant lequel le nombre initial de bactéries b augmente dans le même volume ou poids du milieu jusqu'à la valeur B.
 Après la phase logarithmique, la phase stationnaire maximale commence - la croissance du nombre de microbes s'arrête et, enfin, la phase de dépérissement - le nombre de microbes diminue. Le nombre maximum de cellules que les bactéries atteignent dans un produit alimentaire est 10-10ⁱ⁰ 1 en g / ml de milieu.
4 Fig. 7. La croissance bactérienne Asgopyuas1eg ep. (G 1 sur) à différentes températures
L'effet de la température a un effet significatif sur la durée de la phase de latence et sur le taux de croissance en phase logarithmique (Fig. 7). Plus la température est basse, plus longues, toutes choses étant égales par ailleurs, deviennent des sections plus longues des courbes en phase de latence et les sections plus plates en phase logarithmique.
Extension de la phase de latence avec une température décroissante peut être vu à partir du tableau. 7.
L'effet de la température sur la durée de la phase de latence de la microflore mixte est indiqué dans le tableau. huit.
La température à laquelle les microorganismes ont été conservés avant le stockage réfrigéré a une grande influence sur la durée de la phase de latence. S'ils se développent à des températures élevées, alors dans des conditions de températures plus basses, leur croissance sera inhibée, même si les bactéries sont psychrophiles. Alors, la croissance de la culture
 Ps. fluorescens dans la viande hachée, qui avant l'expérience a été cultivée à température ambiante, a commencé à 8,6 ° après environ un jour et à –1,6 ° après 7 jours.
Tableau 7. La durée de la phase de latence de cultures pures de bactéries à différentes températures [23, 24, 25)
 
Température, ° C

bactéries

-2

0

2

4

10

20

Pseudomonas sp. N ° 99 (en heures) ...

50

45

42

1

1

1

Ps. fluorescens (en jours)

14

8

3,5

1,5

-1


Tableau 8. Lagphase (en heures) de la microflore mixte à différentes températures

produit

température

С

0

2,5

6

10

Farce     

24

18

2

0

Escalopes  

28

15

2

0

Si les bactéries étaient déjà à basse température et étaient dans un état actif, leur croissance lorsqu'elles ont frappé un nouveau substrat dans les mêmes conditions commence après un très court délai (voir Fig. 7). Ainsi, pendant le stockage réfrigéré, le produit frais ne doit pas être autorisé à entrer en contact avec des récipients et des outils contaminés par le froid et, par conséquent, ensemencés par la multiplication active de micro-organismes.
 La décélération de l'activité de croissance (allongement de la durée de génération) avec la température décroissante des cultures pures et mixtes de bactéries psychrophiles est illustrée à la Fig. 8, 9 et dans le tableau. 9 et 10.
  La valeur de la durée de génération sur différents produits à différentes températures selon les données d'autres chercheurs est donnée aux pages 38, 56, 57.
 La croissance de chaque groupe de micro-organismes se produit dans certaines plages de températures. Par exemple, les limites de croissance de Bact. coli de 10 à 49 °, c'est-à-dire dans une plage de température de ~ 40 °. Les bactéries Pseudomonas et Achromobacter croissent de -5 ° à 35 °; la plage de température a été déplacée vers des températures plus basses, mais elle est à peu près de la même ampleur. Il en découle que de profonds changements dans la nature du processus de croissance et de reproduction des micro-organismes se produisent dans une petite plage de températures.
La reproduction des micro-organismes est le résultat d'une série de réactions chimiques séquentielles et parallèles, et les produits
8Figure: 8. Durée de la génération bactérienne sur la viande: I - Achromobacter sp. N 7, // - Achromobacter sp. N 483, III - Achromobacter sp. N 5
Génération en heures (ip)

 9Fig. 9. La durée de la génération de bactéries dans le lait et la crème:
| - Pseudomonas sp. dans le lait, || - Pseudomonas sp et crème,||| - Poser. aerogenes dans le lait, IV - Str. faecalis dans le lait dlnk / dt = A / (RT₂)
Tableau 9
temps de génération (en heures) les bactéries dans des environnements viande cuite à différentes températures

mercredi

bactéries

Température, ° C

-2,1

-1,8

-0,2

0

1.7

2

2,2

4,1

4,4

7,8

8,6

10

20

Bouillon de viande hachée

sp Achromobacter. Pseudomonas fluorescens Pseudomonas sp. № 99

25,5

25,4

18,3

18.7

18.8

13,4

9,4

13,4

12,8

9,9

10,7

6,6

3,7

4,8

3,9

2,4


produit

température ° C
-2

0

2,5

4

б

7

10

18

décongelé

Kilkee 

Viande hachée …. Escalopes de viande. ... ...

19,5

15,7

23.5

27.6

15,7

12,9

7,6

7.7

6.7

5,6

5,5

3,9

1.7

génération Tableau 10 Durée (en heures) d'une culture mixte de bactéries sur le sprat et la viande crue semi-finis à différentes températures
une réaction peut être les composés de départ de l'autre. La violation de cette séquence peut perturber l'ensemble du processus de croissance et conduire finalement à la mort.
L'une des raisons de la violation d'une telle séquence peut être le changement inégal avec la température de la vitesse des réactions se produisant.
La dépendance de la vitesse de la réaction chimique de la température peut être exprimée par l'équation d'Arrhenius:2625où:
k - vitesse de réaction;
t est le temps;
T - la température absolue;
R est la constante du gaz;
A est l'énergie d'activation constante, c'est-à-dire l'énergie que les molécules doivent avoir pour entrer dans une réaction. Supposons que la vitesse de croissance dépend de la vitesse d'une réaction quelconque dans la séquence de réaction de croissance. La dépendance à la température du taux de croissance doit alors être exprimée par l'équation donnée ci-dessus. La représentation de cette équation sur une échelle semi-logarithmique, c'est-à-dire l'image
lnk versus - sera une ligne droite.
27 Représentation graphique de la dépendance de lg g sur - pour la bactérie Pseudomonas sp. Le n ° 99 est illustré à la fig. 10. Dans une plage de température étroite de 271 à 283 ° K, il existe une dépendance linéaire
lg g de -, après quoi la ligne droite est fortement réfractée. À partir de là
moment où entre en vigueur une réaction différente à coefficient de température différente; il détermine la durée de la génération. Droit des pistes (voir. Fig. 10) montre que la28 
nous avons
À R = 1,987 cal / ° C, mol
А = 2,3 X 5,2 XX 1,987 = 2,38 X 10⁴ кал / моль
pour l'intervalle de –2 à 10 °.
De 10 ° à 20 ° la pente devient beaucoup plus douce:
= 1,77 X et A = 4,06H
Dans la pratique microbiologique, le changement du taux de reproduction (et d'autres processus) est généralement exprimé par la température            Figure: 10. Dépendance d'Igg sur - pour Pseudomonas sp. N 99ris10coefficient Q₁₀, c'est-à-dire le rapport des constantes de vitesse à une différence de température de 10 °.
Soit k et k correspondent à la vitesse de génération à T et T. Puis30 
     Dans une plage de température de 10 ° (par rapport à une température absolue de ~ 300 °)31
 à savoir LnQ₁₀ dans une petite plage de température presque constante
depuis32

33Fig. 11. Lg g dépendance à T pour Pseudomonas (/) et Achromobacter (//)
alors sous la condition Т₁ est la température initiale (constante) et T ₂ -lgg₂ = C-C₁T,
c'est-à-dire que dans une petite plage de température (de 273 à 283 °) lgg est une fonction presque linéaire de la température absolue, telle qu'elle a été trouvée empiriquement avec diverses bactéries (Fig. 11).
Si la température augmente, un virage serré peut également être observé ici.
Tableau. 11 présente des données sur le coefficient de la croissance bactérienne de la température. Le coefficient de température est différent

bactéries mercredi ⁰S de température
du 30 à 37 du 20 à 30 du 15 à 20 du 10 à 15 du 5 à 10 du 0 à 5
Str. Faecalis [26] lait 1,2 2,4 4,4 8,6 7
Pseudomonas sp. [27] * 1,83 2,1 5,14 4,64 5,17
Pseudomonas sp. [27] crème 2,53 1,94 6,05 5,07 7,74
Aer. Aerogenes [27] lait 1,62 3,01 3,29 8,99 8,36
du 20 à 25 du 15 à 20 du 10 à 15 du 4 à 10 du 2 à 4 de -1 à 2
Achromobacter: sp. № 7 [28] La surface de la viande 1,37 1,65 2,05 3,44 4,4 3,93
"N ° 483 [28] Aussi " " 1,55 1,75 2,11 4,09 3,76 3,71
"N ° 5 [28] 1,38 1,69 2,76 4,38 4,78
du 4,1 à 8,6 du 2,2 à 4,1 de -0,2 à 2,2 de -2,1 à -0,2
Ps. Fluorescens [24] Viande de boeuf cuit 5,56 3,92 4,83 5,14
ot4,4 à 7,8 du 1,7 à 4,4 du 0 à 1,7 de -1,8 à 0
sp Achromobacter. [24] Aussi " " 5,45 3,71 7,96 6,5
du 6 à 10 du 2,5 à 6 du 0 à 2,5
Microflore mixte [24]     Viande hachée crue 2,32 7,67 5,02
au galettes de viande crue 3,9 6,5 13,57
du 7 à 18 du 0 à 7 de -2 à 0
au Crude Kilkee 3,06 4,23 2,96

* Calculé par nous
valeurs dans différentes plages de température, prenons à des températures plus basses ce coefficient prend de grandes valeurs (de ~ 3,5 à ~ 8).
La valeur élevée du coefficient de température à basses températures est très importante en termes pratiques. Il montre que même un très petit écart de température dans cette plage peut soit allonger la durée de conservation d'un produit, soit au contraire provoquer une accélération de sa détérioration.
Une dépendance de température similaire indiquent moule. ris12
. Fig. 12. La croissance de moisissures Thamnidium elegans à différentes températures (pour Bocharova)
Fig. 12 Aperçu modifiant le diamètre des colonies Thamnidiumelegans à des températures de 20, 10, 5, 2, 0, -5 et -8 °. À une température de -8 °, la croissance n'a commencé qu'après 40 jours et était très lente, tandis qu'à 20, 10 et 5 ° la croissance était presque simple et avec très peu de retard [29].
Le dépérissement des micro-organismes. Lorsque la température baisse, on atteint un point auquel la multiplication des micro-organismes s'arrête complètement. Les micro-organismes vieillissent et meurent. Ce point est appelé la température de croissance minimale.
Pour les microorganismes mésophiles dont la température minimale est supérieure à 0 °, le processus de mort a lieu déjà à des températures positives, c'est-à-dire avant que le milieu ne gèle. Pour les psychrophiles, la mort survient à des températures inférieures à 0 °.
La mort des micro-organismes à basse température est plus lente que dans des conditions de chauffage.
Le taux de mortalité des micro-organismes dans d'autres conditions égales dépend de leur espèce et de l'âge de la culture. Les bactéries non spores sont détruites plus rapidement. Parmi ceux-ci, les bactéries du groupe intestinal et proteus sont moins résistantes. Les staphylocoques sont beaucoup plus résistants au froid des bactéries non spores.
Les spores de bactéries et de moisissures survivent pendant de très longues périodes à basse température.
Le degré de résistance de diverses bactéries à des températures inférieures à la température minimale de croissance dans divers aliments non congelés est indiqué dans le tableau. 12.
Tableau 12. Résistance au froid des bactéries dans divers environnements à une température de -2 ° (en% de la température initiale)

mercredi

pH

extrait

дни

intestinal

bâton

Proteus

staphylocoque

toxigène

Soupe de poisson avec 3%

36,2

NaCl                

6,3

25

2,7

6,2

Salak épicé salé

6,3

30

6

-55

Hareng tion defrostirovan- avec l'addition de:

3% NaCl

6,6

45

<1

0,1

13

6% NaCl          

6,6

45

1

0,1

28

9% NaCl          

6,6

45

<1

1

48

lait           

6,3

30

9,6

24,5

27,7

Whey. .

5,9

30

2

16

18,8

crème          

5,9

30

7

7,7

88

Le fromage cottage

4,6

90

0,1

0,1

51

saucisses cuites. . .

6,3

42

0,1

51


Lorsque ces bactéries ont été conservées en culture pure pendant 30 jours à 4, 0 et - 2 °, elles ont survécu en plus grand nombre
Tableau 13. Résistance au froid des bactéries après 30 jours d'exposition (en% de l'original)

bactéries

Température, ° C

4

0

-2

E. coli. . .

1,5

2,9

14,2

Proteus

105

2,2

22,1

staphylocoques 

4,8

84,0

79,0


à –2 ° qu'à des températures plus proches de la température minimale de reproduction (tableau 13).
Dans des conditions de congélation, lorsque le micro-organisme est fortement exposé à l'environnement, la mort se produit plus rapidement que dans les environnements non gelés. Dans les environnements gelés, les staphylocoques peuvent résister à un stockage plus long que les bactéries psychrophiles. La différence du taux de mortalité des staphylocoques et des bactéries psychrophiles dans un milieu congelé peut être observée à partir des données du tableau. 14 [30].

Tableau 14. Résistance au froid des bactéries sur le porc frais haché à des températures de -17,8 à -22 ° (% de l'original)

mercredi

bactéries

Contenu initial en 1 g, mille.

Après un stockage de

Semaine 1

1 mois

mois 5

mois 10

mois 18

Porc 50% gras

           

staphylocoques

325

15

12,3

Le même, 30% de matières grasses

»

425

79

17

même  

psychrophiles

1400

43

10

3

0,3


Les streptocoques fécaux ont une résistance relativement élevée à la congélation. Ainsi, la sauce de poulet stérile a été inoculée avec approximativement le même nombre de bactéries Esch, coli, Aer. aerogenes, Str. faecalis u Str. fécale, var. liquéfaciens et conservés à -21 ° pendant 481 jours. Du contenu initial de la bactérie E. coli (5600 1 dans 66 ml), il ne restait que 15 cellules; de la teneur initiale en entérocoques (1 millions dans 5 ml), il en restait 31 millions, c'est-à-dire approximativement au niveau initial [XNUMX].
La différence de résistance au froid d'Escherichia coli, Proteus et Staphylococci persiste dans un environnement gelé. Lorsque ces bactéries, introduites dans le bouillon de poisson, ont été congelées et conservées à -18 °, puis après 26 jours, le nombre de bactéries survivantes d'E. Coli et de Proteus n'était que de 10 et 12,5% du contenu d'origine, et le nombre de staphylocoques était de 87%, soit n'a diminué que de 13%. La même chose a été observée lorsque du NaCl à 6% a été ajouté au bouillon. Le nombre des deux premières bactéries est tombé à 1,2-0,9% de l'original, et les staphylocoques - à seulement 13,5%.
Une représentation graphique de la mort des micro-organismes au fil du temps dans des substrats congelés est illustrée à la Fig. 13. Le nombre de cellules viables diminue considérablement au premier stade de la congélation - lors du processus de congélation du milieu. Les micro-organismes survivants meurent plus lentement lors d'un stockage ultérieur dans un environnement congelé que lors de la congélation. À des températures inférieures (–30 °), ce ralentissement est plus important qu'à des températures plus élevées (–11 ° et plus) [32].
Ce phénomène a été observé lors du stockage de la levure Saccharomyces cerevisiae congelée à –24 ° pendant 77 jours à –24, –15 et –5 ° [33]. Après 25 jours de stockage, 525 millions, 241 millions et 34 millions respectivement restaient de l'original (1600 millions); après 77 jours de stockage à -24 et -15 ° il y en avait encore 27 millions et 5,9 millions; dans des échantillons conservés à -4 ° - seulement 4290, soit environ 6000 et 1400 fois moins qu'à -24 et -15 °.
ris13Figure: 13. La mort de la levure dans une solution de glucose à 5,4%
Le taux de mortalité des moisissures obéit aux mêmes lois que la levure. Après avoir conservé les milieux de culture ensemencés de moisissures à des températures de –18, –12 et –8 °, ils ont été placés à température ambiante [5]. Les observations ont montré que les cultures exposées à des températures de -18 ° étaient moins endommagées et poussaient plus activement que celles congelées à des températures de -12 et -10 ° (Fig. 14).
L'évolution de la teneur en bactéries du flétan [34] lors du stockage à –10, –15 et –20 ° C montre également que moins de bactéries survivent à –10 ° qu'à –15 et surtout à –20 ° (Tableau 15).
Les microorganismes contenus dans le beurre meurent en plus grand nombre lorsqu'il est conservé longtemps à –9 ° qu'à –18 ° (Fig. 15) [29].
ris14Figure: 14. Croissance des moisissures ClacioSpirm berbarum après congélation à des températures de -1, -1 et -8 ° (selon Bocharova)
Le même schéma en ce qui concerne la mort des micro-organismes a été observé dans l'étude du lait, du poisson et des œufs [34].
La mort des micro-organismes à différentes températures est encore plus prononcée dans les produits acides (tableau 16).

Tableau 15. Mort de bactéries à différentes températures (% survivants)

Température de stockage

La durée de conservation,

JOURS

115

178

192

206

220

-10

6,1

3,6

2,1

2,1

2,5

-15

16,8

10,4

3,9

10,0

8,2

-20

50,7

61,0

57,4

55,0

53,2


Lors de l'analyse des raisins de Corinthe décongelés après 4 mois de stockage à une température de -9 °, seulement 4% ont été trouvés, et à une température de -18 ° -80% de la teneur initiale en micro-organismes.
Dans le même temps, dans des milieux avec addition de NaCl 0,9% (point eutectique -1 °), la levure meurt plus rapidement à -21,2 ° qu'à des températures plus élevées (Fig. 30).
ris15Figure: 15. Mort des bactéries dans le beurre à des températures -9 et -18 ° (selon Bocharova)
La vitesse élevée du dépérissement des micro-organismes dans des environnements Unfrozen à des températures plus proches de la température minimale
Tableau 16. Le dépérissement des microorganismes dans des baies et des jus en fonction de la température congelés (en% de l'original)

mercredi Continuer
tions du
magasin

température
magasin

% Des survivants

température
magasin
% Des survivants
Fraises au sirop [35]

4 mois.

- 10

11

-20

40

Myrtilles au sirop 50 ° / o-ny [36]

           

9 »

-6,7

0,1

- 17,8

40

Mûres au sirop à 50% [37]

           

24 Sun.

- 10

1

-20

25

Jus d'orange (42)

par Briggs) [38]:

leykonostok

[<1

14

lactobacilles

Jour 40

-9,4

9,5

-17,8

27

levure)

1 34

61

cycle de reproduction qu'à des températures plus basses, peut-être en raison de la vitesse plus élevée des processus biochimiques dans le premier cas.
ris16Fig. 16. Le dépérissement de la levure dans une solution de NaCl 0,9 de%
Dans les environnements gelés, la plus grande mort des micro-organismes à des températures plus élevées (au-dessus de -18 °) est due à un certain nombre de raisons. L'un d'eux est la présence à des températures plus élevées de solutions concentrées à la fois dans le milieu et dans la cellule elle-même, qui agissent sur le protoplasme. Dans ce cas, la composition chimique du milieu joue un rôle important, car tous les milieux hautement concentrés n'ont pas un effet néfaste sur les micro-organismes. Ceci explique probablement le degré élevé de mort des microorganismes dans les milieux acides.
À des températures inférieures au point eutectique, les solutions deviennent solides et n'affectent pas les cellules. En raison du taux de survie élevé des micro-organismes à une température de -18 ° C, les produits à stocker doivent être soumis aux mêmes exigences sanitaires et hygiéniques strictes que lorsqu'ils sont stockés à des températures plus élevées.
Il convient de noter que le taux de survie plus élevé des micro-organismes à -18 °, qu'à -9, -12 °, ne contredit pas la tendance moderne à stocker les aliments à des températures plus basses. Le fait est qu'à des températures plus basses, la qualité du produit dure encore plus longtemps qu'à des températures plus élevées, car cela réduit l'effet négatif d'autres facteurs non microbiens.

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