‌العوامل المؤثرة في نمو الجراثيم - الغذاء والتغذية

في ظروف بيئية خاصة. ويبلغ قطر الخلية الكروية 0.75 – 2.0 ميكرون أما الخلية العصوية فيبلغ طولها 3 ميكرون وعرضها 0.5 – 1.0 ميكرون.

ولبعض أنواع الجراثيم طور مقاوم للظروف الخارجية يعرف بالبوغ spore أو البوغ الداخلي endopore تتخزن فيه القوة الكامنة للخلية الناشطة، كما في بعض فصائل الجراثيم العصوية. وتتغلف الأبواغ بغشاء سميك نسبيا يحميها من الظروف الخارجية غير المناسبة. وبذلك يصبح البوغ أكثر مقاومة من الخلايا الناشطة للتأثيرات الضارة، كالحرارة والجفاف والمواد المطهرة وغيرها. ويمكن للأبواغ أن تبقى حية لفترة طويلة.

وتتبع الجراثيم الممرضة pathogenic المسببة لفساد الأغذية مجموعة تسمى الجراثيم غيرية التغذي heterotrophic التي يلزم لنموها المواد العضوية في الوسط الذي تعيش فيه، وتعتبر بالنسبة لها مصدرا للكربون والطاقة، وذلك تمييزا لها عن الجراثيم ذاتية التغذي autotrophic التي تستطيع النمو والحياة في بيئة لا تحتوي على مركبات عضوية، حيث تستطيع استقلاب الكربون من ثاني أكسيد الكربون، والنتروجين من النشادر والنترات والنتريت، وتحصل على الطاقة من تفاعلات التأكسد، أو تستغل الطاقة الإشعاعية لضوء الشمس. وتشمل هذه المجموعة جراثيم النترتة التي لها أهمية خاصة في ميكروبيولجيا التربية وليس لها علاقة بفساد الأغذية أو نقل الأمراض للإنسان.

‌

‌العوامل المؤثرة في نمو الجراثيم

…

العوامل المؤثرة ي نمو الجراثيم:

1-

أطوار النمو في الجراثيم:

تسلك الجراثيم فين نموها وتكاثرها أربعة أطوار هي:

طور التلكؤ lag phase. وقد لا يتزايد عدد الخلايا الجرثويمية الموجودة فعلا في هذا الطور أو قد تتزايد بنسبة ضئيلة جدا. إلا أن بعضها ينمو ويزيد حجمه نوعا، كما يزيد في هذا الطور نشاط عملية التنفس وبعض العمليات الأخرى. وتتوقف مدة هذا الطور على عوامل كثيرة، أهمها عدد الخلايا الجرثومية الموجودة وظروف البيئة. فإذا كان عدد الخلايا الجرثومية زائدا زيادة كبيرة، أو كانت ظروف البيئة تلائم وتشجع تكاثر الجراثيم، فإن طور التلكؤ يكون قصيرا، وعلى العكس من ذلك إذا كان عدد الخلايا الجرثومية قليلا أو كانت ظروف البيئة غير ملائمة.

وتكون الجراثيم خلال هذا الطور شديدة الحساسية للحرارة والمواد الكيماوية السامة.

طور النمو اللوغاريتمي logarithmic growth phase وهي الفترة التي يحدث فيها أسرع نمو للخلايا الجرثومية ويتزايد فيها عدد الجراثيم تزايد طرديا مع الوقت، حيث يمكن رسم خط مستقيم عند تسجيل علاقة المدة بلوغاريتم عدد الخلايا وقد يتحدد الانقسام والتكاثر في مدى 20 دقيقة تقريبا. ويتوقف الطور على نوع الجراثيم ودرجة الحرارة وعوامل أخرى. وبعد أن تتم الزيادة اللوغاريتمية تستعيد الخلايا قوة مقاومتها الطبيعية للتأثيرات الطبيعية والكيميائية المعاكسة.

ج- طور النمو المستتب stationary growth hpase: في نهاية الطور اللوغاريتمي وبعد أن تصل الخلايا إلى النهاية العظمى، تبطؤ سرعة الانقسام تدريجيا حتى يصبح عدد الخلايا الناتجة عن الانقسام مساويا لعدد الخلايا التي تموت، وبذلك يبقى عدد الخلايا الحية ثابتا.

د- طور الموت المتسارع accelerated death phasw: يبدأ عدد الخلايا الحية بالتناقص خلال هذا الطور، وتختلف سرعة التناقص باختلاف نوع الجراثيم. وقد تموت الخلايا بأجمعها خلال أيام قليلة، وقد يستغرق هذا التناقص بضعة شهور ويزيد من سرعة التناقص احتواء البيئة على سكريات قابلة للتخمر. ويكون للحمض الناتج عن هذا التخمر تأثير سام على الجراثيم في الأدوار الأولى من نموها. ويعزي بطء أو وقوف النمو إلى أسباب كثيرة أهمها التأثيرات السمية لنواتج الاستقلاب، أو قد تتكون مركبات خاصة مثبطة للنمو، كما قد يكون لتزاحم الجراثيم في المستزرع تأثير طبيعي لوقف النمو، كما قد يكون عائدا إلى نفاد المغذية أو مصادر الطاقة من البيئة.

2-

مجال الحرارة:

هناك درجة حرارة صغرى وأخرى عظمى تنشط عندها الجراثيم في نموها وتكاثرها، وبين هاتين الدرجتين تقع الدرجة التي تنمو وتتكاثر عندها الجراثيم بأسرع ما يمكن. وتعرض الجراثيم لدرجات الحرارة العالية في الوسط الرطب أو المائي- كما هو الحال في المواد الغذائية – يؤدي إلى هلاكها نتيجة لتخثر coagulation البروتين المكون لبروتوبلازما "جبلة" protoplasm الخلية. وتقسم عادة الجراثيم تبعا، لدرجات الحرارة المثلى لنموها، إلى ثلاث مجموعات:

أ- المجموعة القرية psychrophilic: أي المجموعة المحبة للبرودة، وتقع ضمنها معظم الجراثيم التي تعيش في الماء، ودرجة الحراة المثلى لنموها هي درجة 20 مئوية أو 68 فهر نهايت أو أقل: ويمكن لهذه الأنواع من الجراثيم أن تنموو في درجة حرارة صفر مئوية "32ف" أو حتى في درجة -5م أو 23ف. والحد الأعلى لدرجة الحرارة في نمو هذه الجراثيم هو 30م. وهذه الأنواع من الجراثيم تسبب كثيرا من المصاعب في مخازن تبريد المواد الغذائية.

ب- المجموعة المعتدلة mesophylic: أي المجموعة المحبة للحرارة المتوسطة وتقع درجة الحرارة المثلى لنموها بين 25م و 40م، ويقف نموها عند درجة حرارة 5 م، ويقع الحد الأعلى لحرارة نموها بين 40و 45م، إلا أن هناك بعض أنواع منها تتحمل درجة حرارة أعلى من ذلك، تصل إلى 55 درجة مئوية.

ج- المجموعة الحرية thermophilic: أي المجموعة المحبة للحرارة العالية. وهي جراثيم مكونة للأبواغ ودرجة الحرارة المثلى لها 55م أو ما فوق، والحد الأدنى لدرجة حرارة نموها هو ما بين 20 و 25 درجة مئوية، أما الحد الأعلى فهو ما بين 75 و 85 درجة مئوية. ودرجات الحرارة التي تتعدى هذه الحدود يكون لها تأثير مثبط لنموها أو مميت. والكثير من أفراد هذه المجموعة، التي توجد في التربة والماء، يسبب فساد المواد الغذائية المحفوظة كالخضر واللحوم.

3-

الهواء:

تقسم الجراثيم من حيث حاجتها إلى أكسجين الهواء إلى أربعة أقسام هي:

أ- جراثيم هوائية مجبرة obligate aerobes: وهي الجراثيم التي تحتاج إلى الأكسجين الجزيئي لنموها وتكاثرها.

ب- جراثيم لا هوائية مجبرة obligate anaerobes: وهي الجراثيم التي ليس لها القدرة على النمو والتكاثر في وجود الأكسجين الجزيئي.

ج- جراثيم لا هوائية مخيرة أو محباة الهواء القليل Micro – aerophiles: وهي الجراثيم التي تنمو تحت ضغط للأكسجين أقل مما في الهواء.

4-

الباهاء "الأس الهيدروجيني pH":

هناك درجة باهاء "أس هيدروجيني" صغرى وأخرى عظمى تنشط عندها الجراثيم "الجراثيم" في نموها وتكاثرها، وبين هاتين الدرجتين يقع رقم الباهاء الأمثل، وهو الرقم الذي تنمو وتتكاثر عنده الجراثيم بأسرع ما يمكن. وكثير من أنواع الجراثيم لها رقم باهاء أمثل لنموها وتكاثرها قريب من التعادل "أي 7= pH في حين أن أنواعا أخرى يناسبها الوسط الحمضي، وغالبا ما يكون ذلك راجعا إلى أن الوسط الحمضي يثبط نمو الأحياء الدقيقة الأخرى، وبذلك لا يكون هناك تنافس بينها وبين هذه المكروبات للنمو في هذا الوسط. ويمكن لأنواع الجراثيم التي تكون حموضا مثل الملبنة lactobacillus والعقدية streptococcus أن تتحمل الحموضة المتوسطة في الوسط الذي تنمو فيه في حين أن الجراثيم المتقلبة proteus والزوائف Pseudomonas يمكنها أن تنمو في وسط قلوي بسيط. وتكون الجراثيم الحالة للسكر saccharolytic عادة أكثر تحملا للحموضة من الجراثيم الحالة للبروتين proteolytic فهذه الأخيرة لا يمكنها أن تنمو عند درجة باهاء أقل من 505. ولا يقتصر تأثر هذه الجراثيم على الباهاء بل أن نوع الحمض الموجود يكون له تأثير على نشاطهان فعند درجات الباهاء العالية يكون لوجود الحموض العضوية مثل حموض الستريك والخليك "الأستيك" والبروبيونيك" تأثير مثبط يزيد على التأثير المثبط للحموض غير العضوية. وإن أي تأثير يؤدي إلى تقليل الجزء المتأين من الحمض العضوي دون أن يؤثر في درجة تركيزه، يجعل هذا الحمض أكثر سمية. وعموما يمكن للفطريات أن تنمو في درجات باهاء ph أقل من درجات نمو الخمائر، وتكون الخمائر أكثر تحملا لأرقام الباهاء المنخفضة من تحمل الجراثيم. وعادة تنمو الجراثيم بسرعة تزيد على سرعة نمو الخمائر في الوسط المتعادل أو الحمضي الضعيف، إلا أنه عند درجة باهاء 5 أو أقل يمكن للخميرة أن تنافس الجراثيم في النمو.