Температура. 
Мир микроорганизмов в природе

Для каждого микроорганизма существуют три температурные кардинальные точки развития:

Минимум — температура, ниже которой развития микроорганизмов не происходит;

Оптимум — наилучшая температура для развития микроорганизмов;

Максимум — температура, выше которой развитие микроорганизмов не происходит.

По отношению к температуре микроорганизмы делят на три группы:

психрофилы (холодолюбивые) хорошо растут при низких температурах -10°С до 30 °C. Эти микроорганизмы живут в почвах полярных зон, северных морях, снегах Арктики и Антарктики, на охлажденных и замороженных продуктах;

термофилы (теплолюбивые) развиваются при относительно высоких температурах — минимум не ниже 30 °C, оптимум 55−65°С, максимум около 70−80°С. Термофилы обитают в горячих источниках, гейзерах Камчатки, самонагревающихся скоплениях органики, в продуктах, прошедших тепловую обработку;

мезофиллы (среднетеплолюбивые) развиваются при невысокой температуре: минимум 5−10°С. Оптимум 25−35°С. Среди мезофиллов одни микроорганизмы могут развиваться только при относительно высокой температуре, другие — при относительно низкой. Большинство наиболее распространенных в природе бактерий, грибов и дрожжей, в том числе возбудители порчи пищевых продуктов, относятся к мезофиллам.

Повышенная температура для микроорганизмов более неблагоприятна, чем пониженная. Гибель клеток наступает в зависимости от продолжительности воздействия температуры. Кратковременное превышение максимальной температуры вызывает явление «теплового шока», при котором клетки микроорганизмов могут и не погибнуть. Наиболее термоустойчивы споры бактерий. Которые выдерживают температуру 100 °C в течение нескольких часов. С повышением температуры продолжительность ее губительного воздействия на микроорганизмы быстро уменьшается. Нагревание приводит к денатурации белков и нуклеиновых кислот. Высокая термоустойчивость спор обусловлена низким содержанием в них воды и содержанием в них дипиколиновой кислоты и кальция. Дипиколиновая кислота обнаружена только в спорах. На губительном воздействии высоких температур основаны многие приемы уничтожения микроорганизмов в пищевых продуктах: кипячение, варка, обжарка, бланширование.

В пищевой промышленности используют два основных способа воздействия высоких температур на микроорганизмы:

Пастеризацию — нагревание продукта при температуре 63−80°С в течение 20−40 мин. Иногда пастеризуют при температуре 90−100°С в течение нескольких секунд. При пастеризации погибают вегетативные клетки микроорганизмов, а термоустойчивые бактерии и споры остаются жизнеспособными. Пастеризованные продукты охлаждают сразу до 10 °C и хранят на холоде, чтобы задержать развитие спор и бактериальных клеток. Пастеризуют молоко, пиво, вино, икру, рыбу и т. д.

Стерилизация — полное освобождение пищевого продукта от живых микроорганизмов и спор.

Результатом воздействия различных агентов, применяемых для уничтожения микроорганизмов, выражают через время D₁₀, необходимое для того, чтобы вызвать гибель 90% клеток.

Полная и частичная стерилизация осуществляется при помощи влажного и сухого жара, фильтрации. Облучения.

При использовании влажного жара вегетативные клетки бактерий и грибов гибнут через 5−10 мин при температуре 60 °C, для гибели спор дрожжей и грибов необходима температура 120 °C в течение 15 мин.

Для достижения температуры выше точки кипения воды пользуются автоклавом, в котором температура насыщенного пара зависит от давления. Продолжительность стерилизации зависит от теплоемкости сосудов, в которых проводится стерилизация.

Можно добиться тех же результатов при дробной стерилизации (тиндализации) в текучем паре при 100 °C. При этом продукт стерилизуют при 100 °C в течение трех дней подряд по 30 мин ежедневно. В промежутках между нагреваниями продукт хранят в термостате для того, чтобы споры проросли, а при следующем нагревании вегетативные клетки снова уничтожаются.

Уничтожение микроорганизмов жаром основано на коагуляции клеточных белков.

Фильтрацией удобнее всего стерилизовать термолабильные вещества. Для стерилизации используют стеклянные и мембранные фильтры.

Облучение используют для полной или частичной стерилизации. В этом случае применяют ультрафиолетовые, рентгеновские и г-лучи. В лабораторных условиях наибольшее значение имеют ультрафиолетовые лучи, с длиной волны 260 нм, которые поглощаются нуклеиновыми кислотами. При длительном воздействии эти лучи вызывают гибель всех микроорганизмов.

Ультрафиолетовое облучение используется для стерилизации помещений. При этом бактерии погибают очень быстро, а споры грибов значительно медленнее.

Действие на микроорганизмы низкой температуры. Большинство микроорганизмов не может развиваться при температуре ниже 0 °C.

Однако, многие микроорганизмы сохраняют при пониженной температуре жизнеспособность неопределенно долго, переходя в состояние анабиоза.

При температуре ниже минимальной многие микроорганизмы погибают. Причин гибели несколько: нарушение обмена веществ; инактивация ферментов; понижение активности воды; повреждение клеток кристалликами льда. Однако, многие микроорганизмы развиваются и при пониженных температурах.

Низкие температуры широко применяются при хранении пищевых продуктов. Используют два способа холодильного хранения: охлаждение и заморозку.

Охлаждение пищевых продуктов осуществляется при температуре от +10до -2°С. В таком виде пищевые продукты лучше сохраняют свои натуральные свойства, но рост микроорганизмов на охлажденных продуктах не исключается, а лишь замедляется. Сроки хранения охлажденных пищевых продуктов непродолжительны, и зависят от температуры хранения и исходного обсеменения продукта микроорганизмами.

Для удлинения сроков хранения пищевых продуктов в охлажденном состоянии применяют дополнительные меры воздействия на микроорганизмы: облучение ультрафиолетовыми лучами, озонирование, повышение содержание в атмосфере углекислого газа, создание анаэробных условий.

Большое значение для хранения пищевых продуктов в охлажденном состоянии имеет относительная влажность воздуха в помещении: кА только она увеличивается, микроорганизмы развиваются быстрее.

Замораживание пищевых продуктов осуществляется при температуре от -12 до -30°С, при этом быстро отмирает значительная часть находящихся на них микроорганизмов. Однако замороженное состояние не освобождает пищевые продукты от микроорганизмов. В холодильниках сохраняется достаточно много психрофилов. Их развитие только замедляется.

Во время размораживания пищевых продуктов, особенно при вытекании сока, микроорганизмы размножаются вновь и вызывают порчу продуктов, поэтому размораживать пищевые продукты нужно непосредственно перед употреблением.