Microbiologie 1 - Les 4 + 5 Levensvoorwaarden

• Voeding
• MBO
• Studiejaar 1

Microbiologie 1 - Les 4 +5 Levensvoorwaarden

Les 4 + 5

7 Levensvoorwaarden

 voor een micro-organisme

I.O. Smaakpolitie

Lesplanning

• Groei van micro-organismen (groeicurve)
• 7 levensvoorwaarden - uitleg
• Aan de slag! 

Leerdoelen

Aan het einde van deze les:

- Kan jij de 7 levens/groeivoorwaarden voor micro-organismen noemen;

- Kan jij de 7 levens/groeivoorwaarden voor micro-organismen uitleggen;

- Kan jij de invloed van de levens/groeivoorwaarden op de groei van de micro-organismen benoemen en voorspellen.

Wat bedoelen we met de groei van micro-organismen?

Met de groei van micro-organismen bedoelen we de toename in aantal, voortplanting.

Groeicurve van een bacterie

De groeicurve kent een 

aantal fases:

- aanpassingsfase

- exponentiële fase

- evenwichtsfase

- afstervingsfase.

Uitleg geven over schaalverdeling, logaritmisch.

Fasen van groei.

- aanpassingsfase, de bacteriën moeten eerst nog even wennen aan de omstandigheden. Het aantal bacteriën stijgt heel langzaam.

- exponentiële groeifase, de bacteriën delen zich elke 20-30 minuten. Het aantal bacteriën stijgt heel snel.

- evenwichtsfase, oude bacteriecellen zullen sterven en er komen nog nieuwe cellen bij maar het totaalaantal zal niet stijgen.

- afstervingsfase, de omstandigheden zijn niet meer optimaal (voedsel raakt op, afvalstoffen bacterie zullen voor slechte leefomstandigheden zorgen). Het aantal bacteriën zal afnemen.

Tekst theorieboek

Als we het groeiverloop in de grafiek bekijken, zien we vier fasen.

 1 In de aanpassingsfase gaan de micro-organismen zich voorbereiden door

enzymen te vormen. Ze delen zich nog niet.

2 In de exponentiële groeifase vermenigvuldigen de micro-organismen zich.

Tussen twee delingen verloopt steeds een vaste tijd: de delingstijd.

3 In de evenwichtsfase blijft het aantal micro-organismen constant, omdat er

evenveel afsterven als er nieuwe bijkomen.

4 In de afstervingsfase neemt het aantal micro-organismen af met een constante

factor per tijdseenheid als gevolg van de verslechterde omstandigheden: veel

afvalstoffen, te weinig zuurstof en voedingsstoffen.

Wat heeft een micro-organisme nodig om te kunnen leven/groeien?

7 levens/groeivoorwaarden

• Water (Aw-waarde)
• Voedsel
  
• Temperatuur 
• Zuurstof
  
• Zuurgraad (pH)
  
• Osmotische waarde (opgeloste stoffen: suiker en zout)
  
• Afwezigheid van gifstoffen
  

Water/Vocht

• Water is bouwstof: 80 à 90 % van de bacteriecel is water.

• Meer vocht geeft meer kans op de groei van micro-organismen.
  
• In een droge omgeving kunnen micro-organismen moeilijk groeien.
  

• Aw-waarde (tussen 0 en 1) is een maat voor vrij vocht, vocht dat beschikbaar is voor micro-organismen. 

Hoge Aw-waarde = groei m.o.

Voedsel

• Melk, vlees, vis, groenten, vuil en stof zijn bronnen van voedsel voor een m.o.
  

• Een m.o. heeft suikers (bron van koolstof (C)) en eiwitten (bron van stikstof (N)) nodig om te kunnen groeien.
  
• Door te reinigen kunnen we het voedsel voor micro-organismen verwijderen en zo de groei tegen houden.

Temperatuur

Elk bacterie heeft zijn eigen optimum-leeftemperatuur.

Bij de optimum leeftemperatuur

groeit de bacterie het snelst, deze

deelt zich dan elke 20-30 minuten.

Optimum groeitemperatuur

De invloed van de temperatuur op de groei is zeer groot. Bacteriën groeien het snelst

waar een lekkere temperatuur heerst. Maar wat ‘lekker’ is, verschilt per bacteriesoort.

Sommige micro-organismen groeien het beste bij een hoge temperatuur, andere bij

een lage temperatuur. Voor elke soort is er een groeitemperatuur waarbij hij zich het

best vermeerdert: de optimum groeitemperatuur. Bij een hogere of lagere temperatuur

verloopt de groei moeilijker

Temperatuur

Op basis van de 

leeftemperatuur

kun je m.o. indelen

in 3 groepen:

- psychrofiel

- mesofiel

- theromofiel

Temperatuur - Laag

• Bij lagere temperaturen kunnen micro-organismen slecht       groeien (koeling / vriescel).
• Micro-organismen gaan in de vriezer niet dood, maar       groeien ook niet, groei ligt stil. 

• Voorkom onnodig opwarmen van product.

       Waarom is dat?

Temperatuur - Hoog

• Bij hoge temperaturen worden micro-organismen gedood.

• Sommige bacteriën zijn hitteresistent, ze kunnen een pasteurisatie   overleven. Deze bacteriën kun je dan alleen doden door een sterilisatie   toe te passen.

• Hoge temperaturen hebben invloed op de structuur, 

       kleur, geur en smaak van het product.

Temperatuur - Hoog

• Pasteurisatie (>70°C tot 80°C) doden van ziekte verwekkende (pathogeen) en bederf veroorzakende micro-organismen.
  

• Sterilisatie (121,1°C - 2,4 minuten) dood alle micro-organismen en hun sporen.

Zuurstof

• Aëroob: m.o. heeft zuurstof nodig om te kunnen leven. Zonder zuurstof gaat het m.o. dood.

• Anaëroob: m.o. kan alleen leven als er geen zuurstof aanwezig is. Met zuurstof gaat het m.o. dood.
  

• Facultatief anaëroob: m.o. kan zowel met als zonder zuurstof leven.
  

Zuurstof

• Schimmels hebben zuurstof nodig.
  
• Na vacuüm verpakken (of gas-verpakken) mag er geen rest-zuurstof meer aanwezig zijn, zodat je zeker weet dat er geen schimmelgroei meer kan ontstaan.
  
• Sommige micro-organismen kunnen zonder zuurstof leven (melkzuurbacteriën).
  

Zuurgraad (pH)

De pH wordt uitgedrukt in een getal tussen 0 en 14.

Bij pH 7 spreken we over neutraal, 

een pH < 7 noemen we zuur, 

een pH > 7 noemen we basisch (loog).

Levensmiddelen zijn pH neutraal of zuur.

Zuurgraad (pH)

• De meeste micro-organismen leven het beste bij een pH neutraal. Hoe lager de pH, hoe moeilijker het voor micro-organismen is om te kunnen groeien. 
• pH < 4,5: kunnen ziekmakers niet meer groeien.
• pH > 8, smaakt naar zeep, komt niet voor in een levensmiddel.

Zuurgraad (pH)

Bij een pH lager dan < 4,5 kunnen ziekmakende bacteriën niet meer leven.

Om een zuur product lang houdbaar te maken is pasteuriseren voldoende.

Zuurgraad (pH)

Osmotische waarde (opgeloste stoffen)

• In de natuur willen stoffen zich altijd gelijk verdelen over een vloeistof (diffusie). Dit streven blijft ook bestaan bij een celmembraan als scheidingswand. Als er een concentratieverschil is zal de natuur trachten dit verschil teniet te doen. 

• Omdat opgeloste stoffen niet door het membraan kunnen naar de laagste concentratie, zal de hoogste concentratie zich gaan verdunnen. Vocht gaat dus altijd naar de hoogste concentratie opgeloste stoffen.

Osmotische waarde

Als een bacterie in een oplossing komt, zijn er drie mogelijkheden:

1 De oplossing is sterker geconcentreerd dan die van het protoplasma in de

bacteriecel. Dit noemen we een hypertone oplossing. Het water gaat naar de omgeving met de hoogste concentratie. Dat betekent dat vocht uit de bacterie naar de omringende oplossing gaat. De bacterie droogt uit en sterft.

2 De oplossing is zwakker dan de oplossing in de cel. Dit noemen we een hypotone oplossing. Opnieuw gaat het vocht naar de omgeving met de hoogste

concentratie. De hoogste concentratie is ditmaal de bacteriecel. In een hypotoon

milieu gaat de bacterie zwellen en zal uiteindelijk knappen.

In het microbiologisch practicum is dit van belang. We mogen bacteriën nooit

in puur water verdunnen maar gebruiken altijd een fysiologische zoutoplossing.

3 De oplossing is even sterk als die van het protoplasma in de bacteriecel. Dit

noemen we een isotone oplossing. De bacteriecellen lijden geen osmotisch

waterverlies of nemen geen water op.

Een zeer veel gebruikte isotone verdunningsvloeistof in de microbiologie heet peptonfysiologische-zoutoplossing, afgekort PFZ-oplossing

Welke natuurlijke stoffen die vocht uit het product trekken worden bij de bereiding van voeding gebruikt?

suiker en zout

Osmotische waarde

Zouten of pekelen: Hoger zout% betekent minder groei 

van micro-organismen. 

Voorbeelden: pekelen van kaas, vlees of vis.

Konfijten: Hoger suiker% betekent minder groei van

micro-organismen. Voobeelden: konfijten van stukjes

fruit en het maken van jam.

Als je in het ziekhuis een infuus krijgt met een zoutoplossing/vocht. Welke soort oplossing is deze vloeistof dan?

1. Hypotoon
2. Hypertoon
3. Isotoon
4. Geen van deze allen.

Afwezigheid gifstoffen

• Conserveermiddelen zijn giftige stoffen voor micro-organismen.

• Penicilline in melk is een gifstof voor de bacteriën die nodig zijn om de melk te verzuren bij bijvoorbeeld de bereiding van kaas.

• Desinfectiemiddelen zijn gifstoffen voor m.o.

       Voorbeelden: alcohol, chloor, jodium, waterstofperoxide.

Ter afsluiting. Kun je de 7 levens-voorwaarden voor m.o. noemen?

De 7 levensvoorwaarden zijn:

- water

- voeding

- temperatuur

- zuurgraad (pH)

- zuurstof

- osmotische waarde

- afwezigheid van gifstoffen

Conserveren

• Conserveren is het langer houdbaar maken van voeding.

• Om producten langer houdbaar te maken kun je dus "spelen" met de levensvoorwaarden. Je kunt het een m.o. moeilijk maken door ervoor te zorgen dat de leefomstandigheden niet optimaal zijn.
  

Welke conserveringstechnieken ken je?

Met welke levensvoorwaarde heeft de techniek drogen te maken?

Drogen = vocht

Met welke levensvoorwaarde heeft de techniek roken te maken?

Roken = giftige stoffen

Met welke levensvoorwaarde heeft de techniek pasteuriseren te maken?

Pasteuriseren = temperatuur

Sleep de juiste techniek naar de juiste lev.voorwaarde.

Zuurstof

Zuurgraad

Temperatuur

Osmotische waarde

Pekelen

Steriliseren

Azijn toevoegen

fermenteren

Konfijten

Vacumeren

Gasverpakken

Invriezen

Tijdens het practicum AGF heb je appelmoes gemaakt. Waarom bederft appelmoes niet snel? Met welke levensvoorwaarden heeft dit te maken?

Appelmoes:

- zuur = zuurgraad

- verhit en gepasteuriseerd = temperatuur

- suiker in appel en toegevoegd = osmotische waard

- Luchtdicht verpakken is alleen als ook gepasteuriseerd is  anders niet. = zuurstof

Leerdoelen

Aan het einde van deze les:

- Kan jij de 7 levens/groeivoorwaarden voor micro-organismen noemen;

- Kan jij de 7 levens/groeivoorwaarden voor micro-organismen uitleggen;

- Kan jij de invloed van de levens/groeivoorwaarden op de groei van de micro-organismen benoemen en voorspellen.