În general, cerealele şi majoritatea derivatelor de cereale sunt produse cu o umiditate redusă, neconstituind astfel medii prielnice pentru dezvoltarea microorganismelor patogene.
Din acest motiv, această grupă de alimente nu joacă un rol important în epidemiologia bolilor infecţioase
Din punct de vedere toxicologic, un aspect important îl reprezintă ciuperca Claviceps purpurea (cornul secarei) care se poate dezvolta în spicul cerealelor, în special al secarei, producând alcaloizi toxici rezistenţi la tratamentul termic; aceştia pot provoca îmbolnăviri acute sau cronice, în funcţie de concentraţia lor. Intoxicaţiile se manifestă prin pareze ale membrelor inferioare şi superioare, furnicături, tulburări gastrointestinale. Deoarece îndepărtarea acestui parazit este foarte dificilă, se impun măsuri profilactice pentru împiedicarea contaminării cerealelor.
În situaţia în care seminţele de cereale sau făinurile lor nu au fost depozitate adecvat, o importanţă deosebită o prezintă dezvoltarea mucegaiurilor producătoare de micotoxine. Dintre mucegaiurile toxigene fac parte genurile Fusarium, Aspergillus, Cladosporium etc., care în condiţii favorabile secretă micotoxine foarte nocive ca: aflatoxinele, ochratoxinele, patulina, zearalenona şi altele, cu efecte cancerigene, hepatotoxice, anemiante, abortive, leucopenizante etc. Deoarece proprietăţile senzoriale ale alimentelor mucegăite sunt neplăcute omul evită în general consumul acestora, însă persistă pericolul indirect ca aceste produse să fie incluse în hrana animalelor, astfel încât micotoxinele se pot regăsi în lapte, carne, ouă etc.
Boabele de cereale recoltate la maturitate şi derivatele obţinute din acestea, anume: făina, grişul, pastele făinoase etc. au o umiditate foarte scăzută şi se conservă bine timp îndelungat. Pentru o depozitare adecvată, umiditatea nu trebuie să depăşească 14 – 15 %. Dacă însă produsele sunt recoltate înainte de coacerea deplină şi nu sunt depozitate în condiţii care să permită o ventilare suficientă, apar modificări nedorite, precum: încingerea, germinarea, fermentarea, mucegăirea, ca urmare a activităţii enzimelor din bob sau a celor produse de microorganismele contaminate. În consecinţă, are loc modificarea caracterelor organoleptice, produsele se închid la culoare, primesc miros neplăcut, gust acru şi amar.
În condiţiile de temperatură şi umiditate ridicate are loc încolţirea boabelor, cu intensificarea activităţii enzimelor. Astfel, amilazele hidrolizează amidonul în dextrine şi maltoză; proteazele scindează proteinele în produşi mai simpli cu modificarea proprietăţilor fizice ale glutenului; lipidele sunt hidrolizate la acizi graşi liberi, iar fitaţii la fosfaţi, care acidifiază mediul, la rândul lor. Pe cerealele încinse şi germinate se dezvoltă mucegaiuri (care pot secreta micotoxine), drojdii şi bacterii. Datorită mucegăirii şi fermentării se produc schimbări negative ale proprietăţilor organoleptice şi capacităţii de panificaţie. Pâinea rezultată are miezul umed şi lipicios, coaja neagră şi crăpată, este turtită şi are gust acru sau amar.
Făina, în comparaţie cu cerealele, este mai puţin rezistentă la acţiunea microorganismelor. Bacteriile, mucegaiurile şi alte microorganisme vin în contact direct cu particulele de făină şi în condiţii favorabile de umiditate şi de temperatură se dezvoltă activ.
Unul din aspectele cele mai caracteristice de alterare este mucegăirea însoţită de un miros greu de încins şi acrirea. Microorganismele nu provoacă direct râncezirea făinii. Acest fenomen are un caracter pur chimic. S-a stabilit că făina care are umiditatea în limitele STAS-ului se poate păstra în condiţii normale în saci şi silozuri fără ca microorganismele să se poată dezvolta.
Făina aşezată în saci pe stelaje de lemn se poate umezi din stratul de aer dintre podea şi primul rând de saci. Acesta duce la o rapidă umezire a făinii cu toate urmările ei. O făină mucegăită este considerată alterată. Cercetările lui Berliner au arătat că ea are o aciditate ridicată, datorită hidrolizei grăsimilor şi formării de acizi organici de către miceliul mucegaiurilor. Prin mucegăire se produce şi o înrăutăţire a calităţii glutenului; el devine mai închis la culoare, şi se rupe repede.
Mucegăirea făinii la marginea sacului poate să se extindă în interior, ducând la încingerea făinii. Mucegăirea şi încingerea făinii determină pierderea însuşirilor fizice şi de panificaţie ale făinii. Făina care a suferit aceste fenomene se transformă într-o masă compactă.
Se poate produce şi o fermentaţie acidă ca rezultat al dezvoltării microorganismelor. Ea este produsă de bacterii care transformă zaharurile în acizi, paralel cu acţiunea altora care transformă amidonul în zaharuri. Acidificarea are loc în porţiunile interioare ale masei de făină, şi este însoţită de apariţia unui miros acid datorat acizilor volatili.
Riscurile microbiologice se referă la contaminarea grâului cu microorganisme. Deosebit de importante, prin impactul asupra sănătăţii sunt bacteriile, fungii şi mai puţin, drojdiile. Contaminarea improprie ţine de tehnologia de cultivare, precum şi de condiţiile de depozitare.
Microbiota de câmp, care se regăseşte pe grâu după momentul recoltării, cuprinde în principal bacterii (Pseudomonas, Xantomnas, Actinomicete), fungi (Alternaria, Cladosporium, Fusarium, Mucor, Rhizopus) şi drojdii (Saccharomyces, Candida, Rhodotorula, Sprobolomyces). De asemenea, se evidenţiază o serie de contaminanţi fitopatogeni.
Bacteriile. Pseudomonas (herbicola, fluorescens, atrofaciens). Sunt bacterii ce alcătuiesc microbiota rizosferei. Se înmulţesc activ acolo unde solul este bogat în substanţe organice, în jurul rădăcinilor plantelor (rizosferă). Utilizează şi stratul de celule moarte din exteriorul rădăcinilor. Temperatura optimă de dezvoltare a bacteriilor este de 25 – 280 C. La grâu produc putrezirea bazală a glumelor.
Xantomonas translucens. Sunt bacterii aerobe, în formă de bastonaş, de dimensiunile 0,5 x 1,0 mμ, prevăzute cu un flagel polar, care se dezvoltă la temperatura optimă de 260 C. La grâu produc o boală foarte răspândită, anume: înnegrirea glumelor.
Actinomicetele. Bacterii filamentoase, ramificate, gram pozitive. Formează hife ramificate şi spori. Au organizare celulară de tip procariot. Prezintă nucleoplasmă, perete celular mureinic, mitocondriile sunt absente; reticulul endoplasmatic este absent, au flageli tipici. Hifele au dimensiuni, structură şi constituenţi diferiţi de hifele fungilor. Prezintă sensibilitate la fagii tipici bacteriilor. Au sisteme de transfer şi recombinare genetică tipică procariotelor.
Fungii. Alternaria. Speciile acestui gen produc conidiofori simpli, de culoare brun închis. Sunt multiseptate şi multe din ele au cioc apical simplu sau ramificat.
Cladosporium (herbarum). Produce miceliu, conidii şi conidiofori. Conidioforii sunt bruni, simpli, noduroşi la capăt şi septaţi. Conidiile se formează pe nodurile conidioforilor, în lanţuri scurte şi ramificate, astfel încât întregul corp fructifer apare ca un mic pomişor, sunt ovale, brune, netede sau cu echinulaţii fine şi cu două punctişoare la capete.
Fusarium. Include specii saprofite răspândite în sol şi specii parazite ale plantelor superioare. Diferite specii precum: F. graminearum, F. moniliforum, F. triciuctum, F. nivali etc. determină putrezirea umedă şi mucegăirea cerealelor. Sunt producătoare de micotoxine. Cele mai frecvente pe grâu sunt:
Fusarium graminearum. Predomină în zonele mai călduroase şi umede unde se cultivă grâul. Temperatura optimă de dezvoltare este de 24 – 260 C. Miceliul ciupercii are la început culoare albă cenuşiu şi trece în roz sau brun-roşiatic odată cu formarea conidioforilor şi conidiilor. Ciuperca prezintă două feluri de conidii: macroconidii şi microconidii. Periteciile apar pe glume şi pe rahisul spicului.
Fusarium culmorum. Predomină în zonele cu climat temperat. Temperatura optimă de creştere a miceliului şi de sporulare este de 20 – 240 C. Coloniile ciupercii au culoare galbenă-rubinie. Macroconidiile se formează din abundenţă, au 3 – 5 septe şi măsoară 4 – 7 x 25 – 50 μ.
Fusarium avenaceum. Predomină în zonele mai reci, umede şi este specia cea mai slab patogenă. Temperatura optimă pentru creşterea miceliului şi sporularea ciupercii este de 200 C. Coloniile ciupercii au o culoare galben brună. Acestea se dezvoltă pe miceliu aerian sau sporodochii. Clamidosporii se formează în cazuri foarte rare.
Mucor. Coloniile sunt la început albicioase, apoi gălbui, până la brun. Înalte de 0,2 -3 cm, au aspect pâslos. Conidioforii sunt ramificaţi în raceme. Sporangii sunt sferici la maturitate. Sporii sunt ovalari variabili ca dimensiune, hialini, netezi. Caracteristic la această specie sunt clamidosporii care se dezvoltă în număr mare în miceliu pe sporangiofori.
Rhizopus. Sporangioforii au 1 – 3 mm lungime. La maturitate sunt coloraţi în brun, iar după ce se scutură sporii şi dacă atmosfera este uscată, aceştia se pliază luând formă de umbrelă. Sporangii sunt globoşi, albicioşi la început apoi negri când sunt plini cu spori. Sporii sunt neregulaţi ca formă şi sunt ornamentaţi cu dungi longitudinale.
Drojdiile. Saccharomyces. Celule vegetative izolate rotunde, ovoide sau alungite în hife rudimentare. Multiplicarea se face asexuat prin fisiune transversală şi înmugurire. Prezintă asce cu ascospori de forme diferite: sferice, reniforme, seceră, pălărie, cu inel bazal sau ecuatorial.
Candida. Prezintă structuri vegetative caracterizate prin celule izolate sau pseudomicelii. Se multiplică asexuat prin înmugurire. Trebuie menţionat că nu formează ascospori sau balistospori.
Rhodotorula. Include celule cu formă oval-cilindrică, care prezintă şi incluziuni intracelulare refringente de natură lipidică. Sunt drojdii oxidative şi pot sintetiza pigmenţi carotenoizi, care imprimă coloniei culoarea roşu-cărămiziu.
Sporobolomyces. Sunt structuri vegetative bazate pe celule izolate şi pseudomicelii. Au multiplicare asexuată prin înmugurire. Formarea sporilor se face în excrescenţe celulare (sterigme). Se face eliberarea brutală a sporilor în aer. Prezintă balistospori precum şi basidiospori.
O serie de contaminanţi interni fitopatogeni ai graului afectează calitatea făinii:
Tilletia tritici (mălură). Se întâlneşte în zone cu temperaturi relativ constante. Poate fi găsit împreună cu plantele infectate. Are teliosporii de formă sferică cu diametrul de 18 – 23 μ şi cu membrana foarte reticulată. Teliosporii de mălură conţin o substanţă volatilă, rău mirositoare numită trimetilamină. Miceliul este hialin, la maturitate este format din celule binucleate, care în timpul sporulării se transformă în teliospori. Restul miceliului rămâne steril.
Ustilago tritici. Teliosporii sunt mici de 5 – 9 μ în diametru, sunt sferici, de culoare brun închisă şi sunt prevăzuţi cu echinulaţii foarte fine. Ei germinează în interiorul florilor dând naştere la epibazidii tetracelulare din care se formează filamente miceliene haploide. Miceliul se dezvoltă intracelular, ajunge în embrion, unde se transformă în miceliu de rezistenţă. Acest miceliu poate rămâne viabil în boabe 2 – 3 ani, sau chiar mai mult.
Puccinia striiformis. Este parazit obligat. Capacitatea sa de creştere în vitro este limitată, cu excepţia fazei de germinare a uredosporilor. Uredosporii sunt unicelulari, sferici, fin echinulaţi şi măsoară 20 – 30 μ în diametru. Teleutosporii sunt bicelulari, de culoare brun închis şi măsoară 30 – 70 x 12 – 14 μ. Până în prezent nu a fost descoperită planta-gazdă intermediară a acestei rugini.
Puccinia recondita. Este parazit obligat, cu stadiul de înmulţire asexuată pe plantele de grâu şi cu stadiul de înmulţire sexuată pe diferite specii de Thalicteum şi Isopyrum. Practic însă, ciuperca s-a adaptat pe grâu, propagându-se în exclusivitate prin uredospori. Rolul gazdei intermediare este neînsemnat sau inexistent.
Puccinia graminis. Este parazit obligat cu stadiul de uredospori şi teleutospori pe plantele de grâu şi cu stadiul de picnospori şi ecidiospori pe diferite specii de Berberic (dracilă) şi Mahonia.
Principalii agenţi microbieni care apar în grâu în urma transportului şi depozitării sunt:
Bacterii nesporulate. Micrococcus – Sunt bacterii sferice, majoritatea nepatogene pentru om şi animale, majoritatea aerobe şi restul doar facultativ anaerobe, majoritatea sunt imobile. Produc catalază. Au metabolism energetic prin respiraţie (nu folosesc glucoză).
Escherichia – Cuprinde bacterii de putrefacţie, facultativ patogene (agenţi ai gastroenteritelor; se pot înmulţi în alimente). Pot produce toxine. Escherichia coli este folosit ca indicator sanitar pentru verificarea condiţiilor de igienă în procesele de fabricare ale produselor alimentare [53,54,55].
Bacterii sporulate. Bacillus cereus – Germen Gram pozitiv se întâlneşte în produsele alimentare deshidratate. Poate produce sindrom emetic (greţuri, stări de vomă), toxinele pot fi elaborate la peste 150C.
Clostridium botulinum. Este un saprofit care creşte rar în organisme vii, capabil de a produce toxine prin dezvoltare pe alimente. Este o bacterie sporogenă cu habitatul în sol, Gram pozitivă, anaerobă, cu dimensiuni de (3 – 8) x (0,5 – 0,8) μm cu capete rotunjite. Poate produce toxina E sub formă de pretoxină – un complex netoxic care este protejat faţă de procesele digestive şi astfel intră în circuitul sangvin.
Clostridium perfringens. Este un germen sub formă de bastonaş, Gram pozitiv, sporogen şi capsulat, producător de hidrogen sulfurat şi de gaze prin descompunerea glucidelor, capabil să se dezvolte la temperaturi de 46 – 470 C. Prezintă lipsă de mobilitate (faţă de celelalte clostridii.
Mucegaiuri. Aspergillus – Cuprinde numeroase specii cu importanţă biotehnologică. Acestea sunt divizate în 18 grupe ce includ specii înrudite. Aspergillus flavus formează colonii alb gălbui care la maturitate devin galben-verzui spre brun. Este răspândit în sol, pe diverse produse vegetale şi are capacitatea de a produce aflatoxine (micotoxine) cu efect cancerigen. Aflatoxinele produc ciroze în 3 săptămâni de la ingerarea la nivel de 1mg / kg corp [21,22].
Penicillium. Specii ale genului pot produce peste 60 de toxine mai ales când se dezvoltă pe cereale şi furaje. Penicillium expansum sintetizează patulina (micotoxină). Se poate dezvolta pe cereale şi produse de panificaţie. Patulina este rezistentă la temperaturi ridicate, la pH acid şi are efect cancerigen.
Revista electronică de morărit și panificație 