マインドマップギャラリー 3 微生物の増殖とその影響因子
微生物の栄養と増殖、微生物の増殖に影響を与える要因、食品要因など、食品微生物の増殖とその影響要因に関するマインド マップ。
2024-01-20 17:13:15 に編集されました微生物の増殖とその影響因子
微生物の増殖に影響を与える要因
内部要因
栄養成分
pHと緩衝能
酸化還元電位
水分活性
浸透圧
抗菌成分
抗菌構造
環境要因
相対湿度
温度
ガス
固有の要因
成長速度
共生
敵対的な
共生的な
処理要素
スライス
パッケージ
クリーン
放射線
殺菌
微生物の栄養と増殖
微生物栄養学:微生物が環境から適切な栄養素を吸収し、それを利用するプロセス
微生物にとっての六大栄養素
微生物細胞の化学組成
水分と乾物
乾物には、タンパク質、核酸、炭水化物、エステル、ミネラルなどが含まれます。
細胞は炭素、水素、酸素、窒素、リン、硫黄、カリウム、カルシウム、マグネシウム、鉄などの化学元素で構成されています。
微生物の栄養成分
栄養素の微生物分解の選択性
細菌、カビはタンパク質を大幅に分解します
プロテウス、ペニシリウム サルモネラ菌
酵母、カビは炭水化物を大幅に分解します
ビール酵母、アスペルギルス・ニガー、アスペルギルス・フラバス
少数の細菌とカビが脂肪を分解します
シュードモナス・フルオレセンス、アスペルギルス、ジェオトリクム・カンディダム
中くらい
培地は、微生物の成長と繁殖、または代謝産物の蓄積に適した人工的に構成された栄養マトリックスです。
構成原理: m の栄養ニーズ、栄養調整、最適な物理的および化学的条件、経済性
ミディアムタイプ
原料由来別
天然培地:成分不明の動物、植物、微生物またはその抽出物、ふすま培地、麦汁、酵母粉末
組成媒体と化学媒体: 化学組成と含有量が明確です
半混合培地:天然素材と化学試薬から構成される培地、ジャガイモショ糖培地、グルコースグレービー培地
身体の状態に応じて
固形媒体:凝固剤
半固体培地: 凝固剤の含有量が低く、寒天が 0.5% 未満で、細菌の動態やファージ力価の観察に使用されます。
液体媒体: 大量
脱水培地:既成乾燥培地
機能別に分類
選択培地:特定の M の特別な栄養要件、または特定の特殊な化学的および物理的要因に対する耐性に従って設計された培地であり、混合細菌集団内の特定の M が優勢な集団になるように M を選択的に区別することができます。
識別媒体:対象菌の酵素や代謝物と反応して発色する指示薬を添加し、色を区別することで異なるMを識別識別することができます。
微生物の増殖
成長と再生
成長: 細胞は栄養素を吸収し、原形質の総量のみが増加します。
生殖:ある程度の成長、一定の方法で細胞の数を増やすこと
微生物個体の増殖
乾燥重量を量る
数え方
間接法
プレートコロニー計数法、濁度法
微生物集団の増殖パターン
増殖曲線: 液体培地中の微生物集団の増殖パターン、時間の経過に伴う数の変化を表す実験曲線
成長率定数によると
遅延期間
成長率はゼロ、体積は増加、同化作用が強く、悪環境に敏感
生産指導:発酵産業ではこの期間を短縮してコストを削減し、食品産業では安定期間を延長し、この期間に消毒または滅菌を行います。
対数周期
増殖速度が最も大きく、世代時間が短く、細胞集団の形態と生理学的特性が最も一致し、環境耐性が強い
影響を与える要因には、細菌の種類、栄養成分、培養温度などが含まれます。
安定期
安定した細胞数、胞子形成、二次代謝産物の蓄積
原因には、栄養素の枯渇、有害な代謝物、不適切な環境条件の蓄積などが含まれます。
生産指導:細菌や代謝物を生産し、増殖・安定させて目的の製品を得るのに最適な時期
連続培養(開放培養) バッチ培養(閉鎖培養)
衰退期
量的にはマイナス成長
微生物の増殖に影響を与える要因
微生物の生存にとって最も重要な要素の 1 つである温度
最低生育温度: 生育と繁殖の最低温度限界
最適な増殖 T: 世代時間が最も短い、または増殖速度が最も高い培養物 T
最大成長 T: 成長と繁殖の最高温度限界
微生物の最適生育温度に応じて、微生物は次のように分類されます。
好冷性微生物
中温微生物
好熱性微生物
酸素
好気性細菌
偏性好気性細菌:必須分子酸素、完全な呼吸鎖、水素受容体のエネルギー源としての酸素、SODとカタラーゼ、カビと一部の細菌
通性嫌気性細菌: 酸素の有無にかかわらず増殖でき、酸素があるとよりよく増殖し、酸素、SOD、カタラーゼ、酵母および一部の細菌のない状態で発酵または嫌気呼吸を通じてエネルギーを生産します。
微好気性細菌: 酸素分圧が低く、呼吸鎖は水素受容体、SOD、カタラーゼ、細菌のエネルギーとして酸素を使用します。
嫌気性菌
好気性細菌:増殖には必要ありませんが、酸素はそれらにとって無害であり、嫌気呼吸を行い、SODとカタラーゼ、ほとんどの乳酸菌
偏性嫌気性細菌: 酸素分子は毒性があり、種が少ない、クロストリジウム属
その他の要因
ph、浸透圧、乾燥、湿度、照射
食事の要因
pH値
微生物の増殖に適したpH範囲
最高 最適 最低
最適: 良好な酵素活性、栄養素の輸送、ほとんどが 6.6 ~ 7.5
食品のpHと微生物の増殖
4.5を超える非酸性食品、動物性食品およびほとんどの野菜、細菌
酸性食品、果物、いくつかの野菜とその製品、一部の缶詰食品、酵母、カビ、耐酸性細菌
菌類は細菌よりも果物を傷めやすい
食品のpH緩衝能
変化に対する許容度
タンパク質には緩衝作用があり、肉には酸に対する耐性が優れています。
野菜にはこの緩衝能力がありません
微生物のpHへの適応性
サルモネラ・エンテリティディス、3 つの経路
pH が 6 を超える場合の定常状態応答
pH 5.5 を超える酸耐性反応、少なくとも 18 種類のタンパク質、環境 pH が 4.0 と低く、細胞 pH が 5.0 と高い
ph3-5酸性ショックプロテイン
微生物の増殖により食品のpHが変化する
食品加工のニーズ
ヨーグルト、キムチ、乳酸菌、pH低下、保存、香料
酢、アセトバクターによって生成される酸
食品成分
糖とタンパク質があれば最初に糖が使われてpHが下がり、糖が不足するとタンパク質が使われてpHが上がります。
細菌が最初に増殖すると、pH が低下して抑制されますが、酵母やカビが増殖すると、pH が上昇して細菌が再び増殖します。
生物学的に必要な水分含有量
水の分子は微生物の正常な生命活動を維持することができます。乾燥すると細胞の水分が失われ、新陳代謝が停止して死に至ります。
成長には水が必要です
キャリアは栄養素を吸収し、排出します。無料の水
結合水:高分子物質に物理吸着され、溶媒として反応に参加できず、微生物も利用できない
空気の相対湿度 Rh、食品の Aw
水分活性と成長活性
新鮮な0.98〜1.00は、酵母やカビよりも大きいさまざまな微生物の増殖と繁殖に適しています。
0.85未満、酵母、カビの増殖
0.7未満、保存期間が長い
水分活性はRhの影響を受ける
水分の損失と吸湿
微生物に対する低水分活性の影響
有害な要因に対する耐性に影響を与える
0.2~0.4個の胞子が最も熱に強い
細菌増殖の遅れ期間を延長する
微生物の増殖を抑制する
酸化還元電位 Eh
酸化還元反応では、電子が 1 つの物質から別の物質に移動し、2 つの物質の間に電位差が生じます。
環境えー
微生物の増殖にはエネルギーが必要であり、物質は電子を放出するため、微生物の増殖は環境の Eh に関係します。
影響を与える要因
酸素が存在するとEhが高くなり、好気性細菌が増殖します。
還元性物質、低Eh、嫌気性菌
phが高くてEhが低い
食べ物のえー
300~400mVの植物、好気性バクテリア、カビ
微生物の生育が変わる えー
微生物の増殖に対する栄養素の影響
微生物の成長ニーズ、水、エネルギー、窒素源、炭素源、成長因子、無機塩
カビ、未満、グラム陰性菌、未満、酵母、未満、グラム陽性菌
食品の浸透圧
低張液は膨張して破裂し、効果が低下します。
ゴールドマンサックスの溶液は微生物を脱水して殺し、効果的です
高張耐性微生物
カビの中には、ペニシリウム、アスペルギルス・グリセオグリーン、クラドスポリウムなどがあります。
酵母の中には、蜂蜜酵母、サッカロミセス・ロイテリ、ハンセヌラ異常菌などがあります。
耐糖性細菌の中で、Leuconostoc mesenteroides
好塩菌、腸炎ビブリオ菌
ハロバクテリウムは 20% ~ 30% の塩分に耐えることができます