Grundlagen der Lebensmittelmikrobiologie

Inhaltsverzeichnis

• 1. Allgemeine Mikrobiologie.
• 1.1. Allgemeiner Überblick.
• 1.2. Wichtige Mikroorganismengruppen.
• 1.2.1. Bakterien.
• 1.2.1.1. Definition und Charakteristik der Bakterien.
• 1.2.1.2. Morphologie der Bakterien.
• Kokken.
• Stäbchen.
• Spirillen und Vibrionen.
• L-Formen und Mycoplasmen.
• 1.2.1.3. Feinbau der Bakterienzelle.
• 1.2.1.3.1. Cytoplasma.
• Cytoplasmamembran.
• Mesosomen.
• Ribosomen.
• Speicherstoffe.
• 1.2.1.3.2. Zellkern und Plasmide.
• 1.2.1.3.3. Zellwand.
• 1.2.1.3.4. Schleime und Kapseln.
• 1.2.1.3.5. Geißeln, Fimbrien und Pili.
• 1.2.1.3.6. Unterscheidungsmerkmale zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen.
• 1.2.1.4. Bakterienkolonien.
• 1.2.1.5. Vermehrung und Vererbung der Bakterien.
• 1.2.1.6. Endosporen der Bakterien.
• 1.2.1.6.1. Sporenbildung.
• 1.2.1.6.2. Chemische Eigenschaften der Bakteriensporen.
• 1.2.1.6.3. Sporenkeimung.
• 1.2.1.7. Ernährung, Vorkommen und Bedeutung der Bakterien.
• 1.2.1.8. Actinomyceten (Actinomycetales).
• 1.2.1.8.1. Definition und Charakteristik der Actinomyceten.
• 1.2.1.8.2. Morphologie und Vermehrung der Actinomyceten.
• 1.2.1.8.3. Ernährung, Vorkommen und Bedeutung der Actinomyceten.
• 1.2.1.9. Systematik der Bakterien.
• 1 [Part 6]. Spiralförmige und gebogene Bakterien.
• 2 [Part 7]. Gramnegative aerobe Stäbchen und Kokken.
• 3 [Part 8]. Gramnegative fakultativ anaerobe Stäbchen.
• 4 [Part 14]. Grampositive Kokken.
• 5 [Part 15]. Endosporenbildende Stäbchen und Kokken.
• 6 [Part 16]. Grampositive, asporogene stäbchenförmige Bakterien.
• 7 [Part 17]. Actinomycetes und verwandte Organismen.
• 1.2.2. Pilze.
• 1.2.2.1. Definition und Charakteristik der Pilze.
• 1.2.2.2. Feinbau der Pilzzelle.
• 1.2.2.2.1. Protoplast.
• Zellkern.
• 1.2.2.2.2. Zellwand.
• 1.2.2.3. Morphologie der Pilze.
• 1.2.2.4. Fortpflanzung und Vermehrung der Pilze.
• 1.2.2.4.1. Ungeschlechtliche Fortpflanzung der Pilze.
• Spaltung.
• Sprossung.
• Sporenbildung (Sporulation).
• 1.2.2.4.2. Geschlechtliche Fortpflanzung der Pilze.
• Phasen der geschlechtlichen Fortpflanzung.
• Mechanismus der geschlechtlichen Fortpflanzung.
• 1.2.2.5. Ernährung, Vorkommen und Bedeutung der Pilze.
• 1.2.2.5.1. Ernährung.
• 1.2.2.5.2. Vorkommen.
• 1.2.2.5.3. Bedeutung.
• 1.2.2.6. Systematik der Pilze.
• 1.2.2.6.1. Überblick.
• 1.2.2.6.2. Myxomycotina (Schleimpilze).
• 1.2.2.6.3. Eumycotina (Echte Pilze).
• Klasse Oomycetes.
• Ordnung Peronosporales.
• Klasse Zygomycetes.
• Ordnung Mutorales.
• Klasse Ascomycetes.
• Ordnung Endomycetales.
• Ordnung Eurotiales.
• Ordnung Sphaeriales.
• Klasse Basidiomycetes.
• Ordnungen Ustilaginales und Uredinales.
• Ordnung Agaricales.
• Klasse Deuteromycetes (Fungi imperfecti).
• Ordnung Moniliales.
• Ordnung Mycelia sterilia.
• Ordnung Sphaeropsidales.
• Ordnung Melanconiales.
• 1.2.3. Viren und Viroide.
• 1.2.3.1. Viren.
• 1.2.3.1.1. Entdeckung der Viren.
• 1.2.3.1.2. Aufbau und chemische Zusammensetzung der Viren.
• 1.2.3.1.3. Vermehrung der Viren.
• 1.2.3.1.4. Vorkommen, Übertragung und Bedeutung der Viren.
• 1.2.3.1.5. Klassifikation der Viren.
• 1.2.3.2. Viroide.
• 1.3. Wachstum der Mikroorganismen.
• 1.3.1. Allgemeines.
• 1.3.2. Nährstoffbedarf.
• 1.3.2.1. Wasserbedarf.
• 1.3.2.2. Energiequellen.
• 1.3.2.3. Kohlenstoffquellen.
• 1.3.2.4. Stickstoffquellen.
• 1.3.2.5. Mineralstoffbedarf.
• 1.3.2.6. Wachstumsfaktoren (Suppline).
• 1.3.3. Kulturbedingungen der Mikroorganismen.
• 1.3.3.1. Einfluß der Feuchtigkeit (aw-Wert).
• 1.3.3.2. Einfluß der Temperatur.
• 1.3.3.3. Bedeutung des pH-Wertes des Mediums.
• 1.3.3.4. Bedeutung des molekularen Sauerstoffs.
• 1.3.4. Physiologie des Wachstums.
• 1.3.4.1. Allgemeine Grundlagen.
• 1.3.4.2. Wachstumskurve und Wachstumsphasen.
• 1.3.4.3. Praktische Bedeutung der Wachstumsphasen.
• 1.3.4.4. Wachstumshemmung.
• 1.3.4.4.1. Schädigung der Membranen und Zellwand.
• 1.3.4.4.2. Schädigung der Enzyme.
• 1.3.4.4.3. Schädigung der Protein- und Nucleinsäuresynthese.
• 1.4. Chemische Bestandteile der Mikroorganismenzelle und Stoffwechsel.
• 1.4.1. Allgemeines.
• 1.4.2. Chemische Bestandteile der Mikroorganismenzelle.
• 1.4.2.1. Wasser.
• 1.4.2.2. Kohlenhydrate (Saccharide).
• 1.4.2.2.1. Monosaccharide (Einfachzucker).
• 1.4.2.2.2. Oligosaccharide (zusammengesetzte Zucker).
• 1.4.2.2.3. Polysaccharide (Glycane).
• 1.4.2.2.4. Aminozucker.
• 1.4.2.3. Lipide.
• 1.4.2.3.1. Fette.
• 1.4.2.3.2. Phospholipide.
• 1.4.2.3.3. Sterole.
• 1.4.2.3.4. Carotenoide.
• 1.4.2.4. Eiweißkörper (Proteine).
• 1.4.2.4.1. Aminosäuren.
• 1.4.2.4.2. Peptide.
• 1.4.2.4.3. Proteine.
• 1.4.2.4.4. Proteide (zusammengesetzte Eiweißkörper).
• 1.4.2.5. Nucleinstoffe.
• 1.4.2.5.1. Nucleotide.
• 1.4.2.5.2. Nucleinsäuren.
• 1.4.2.6. Porphyrine.
• 1.4.3. Stoffwechsel der Mikroorganismen.
• 1.4.3.1. Enzyme.
• 1.4.3.1.1. Funktion der Enzyme.
• 1.4.3.1.2. Charakteristik der Enzyme.
• 1.4.3.1.3. Klassifizierung der Enzyme.
• 1.4.3.1.4. Lokalisierung der Enzyme in der Mikroorganismenzelle.
• 1.4.3.2. Nährstoff aufnahme.
• 1.4.3.2.1. Passive Stoffaufnahme.
• 1.4.3.2.2. Aktive Stoffaufnahme.
• 1.4.3.3. Kohlenhydratstoffwechsel und Energiewechsel.
• 1.4.3.3.1. Energiegewinnung und -übertragung.
• 1.4.3.3.2. Aerobe Prozesse (Atmung).
• Fructose-1,6-diphosphat-Weg (Glycolyse, EMP-Weg).
• Pentosephosphat-Weg und KDPG-Weg.
• Citronensäurezyklus(Tricarbonsäurezyklus).
• Atmungskette.
• Oxydation von Ethanol zu Essigsäure und ähnliche Prozesse.
• 1.4.3.3.3. Anaerobe Prozesse (Gärung).
• Ethanolgärung.
• Homofermentative Milchsäuregärung.
• Heterofermentative Milchsäuregärung.
• Propionsäuregärung.
• Buttersäuregärungen und verwandte Prozesse.
• Ameisensäuregärungen.
• Übersicht über wichtige Gärungen.
• 1.4.3.3.4. Energieausbeute des aeroben und anaeroben Kohlenhydratabbaus.
• 1.4.3.3.5. Nitratreduktion.
• 1.4.3.4. Eiweißstoffwechsel.
• 1.4.3.4.1. Proteolyse.
• 1.4.3.4.2. Desaminierung und Transaminierung.
• 1.4.3.4.3. Decarboxylierung und Bildung biogener Amine.
• 1.4.3.4.4. Bildung von Schwefelwasserstoff und Fuselölen.
• 1.4.3.4.5. Biosynthese der Aminosäuren und Proteine.
• 1.4.3.5. Fettstoffwechsel.
• 1.4.3.5.1. Fettabbau.
• 1.4.3.5.2. Fettsynthese.
• 1.4.3.6. Kohlenwasserstoff-Verwertung.
• 1.4.3.7. Regulation des Stoffwechsels durch Enzyminduktion und Enzymrepression.
• 1.4.3.7.1. Enzyminduktion.
• 1.4.3.7.2. Enzymrepression.
• Endprodukt-Repression.
• Diauxie.
• Endprodukt-Hemmung.
• 2. Mikrobielle Lebensmittelvergiftungen.
• 2.1. Allgemeines.
• 2.2. Bakterielle Lebensmittelvergiftungen.
• 2.2.1. Salmonellosen.
• 2.2.1.1. Geschichte und Bedeutung.
• 2.2.1.2. Erreger und Vorkommen.
• 2.2.1.3. Krankheitsverlauf.
• 2.2.1.4. Bedeutung der Lebens- und Futtermittel bei der Verbreitung der Salmonellosen.
• 2.2.1.5. Maßnahmen zur Vermeidung von Salmonellosen.
• 2.2.2. Shigellosen.
• 2.2.2.1. Erreger und Bedeutung.
• 2.2.2.2. Krankheitsverlauf und Bekämpfungsmaßnahmen.
• 2.2.3. Vibriosen.
• 2.2.3.1. Cholera.
• 2.2.3.2. Lebensmittelvergiftungen durch Vibrio parahaemolyticus.
• 2.2.4. Lebensmittelvergiftungen durch Clostridium perfringens.
• 2.2.4.1. Geschichte und Bedeutung.
• 2.2.4.2. Erreger und Vorkommen.
• 2.2.4.3. Krankheitsverlauf.
• 2.2.4.4. Toxine und ihre Bildung.
• 2.2.4.5. Maßnahmen zur Vermeidung von Clostridium-perfringens-Lebensmittelvergiftungen.
• 2.2.5. Lebensmittelvergiftungen durch Bacillus cereus.
• 2.2.5.1. Geschichte und Bedeutung.
• 2.2.5.2. Erreger und Vorkommen.
• 2.2.5.3. Krankheitsverlauf.
• 2.2.5.4. Toxine und ihre Bildung.
• 2.2.5.5. Maßnahmen zur Vermeidung von Bacillus-cereus-Lebensmittelvergiftungen.
• 2.2.6. Staphylokokken-Enterotoxikose.
• 2.2.6.1. Geschichte und Bedeutung.
• 2.2.6.2. Erreger und Vorkommen.
• 2.2.6.3. Krankheitsverlauf.
• 2.2.6.4. Toxine und ihre Bildung.
• 2.2.6.4.1. Rolle der Kontamination und der Lebensmittelarten.
• 2.2.6.4.2. Die Enterotoxinbildung beeinflussende Faktoren.
• 2.2.6.4.3. Chemisch-physikalische Eigenschaften der Enterotoxine.
• 2.2.6.5. Maßnahmen zur Vermeidung von Staphylokokken-Enterotoxikosen.
• 2.2.7. Botulismus.
• 2.2.7.1. Geschichte und Bedeutung.
• 2.2.7.2. Erreger und Vorkommen.
• 2.2.7.3. Krankheitsverlauf.
• 2.2.7.4. Toxine und ihre Bildung.
• 2.2.7.5. Maßnahmen zur Vermeidung von Botulismus.
• 2.2.8. Bakterielle Nitritbildung in nitrathaltigen Lebensmitteln (alimentäre Nitritintoxikation).
• 2.2.8.1. Allgemeines.
• 2.2.8.2. Erreger und Krankheitsverlauf.
• 2.2.8.3. Maßnahmen zur Vermeidung der alimentären Nitritintoxikation.
• 2.2.9. Bildung krebserregender Nitrosamine und biogener Amine.
• 2.2.9.1. Allgemeines.
• 2.2.9.2. N-Nitrosoverbindungen.
• 2.2.9.3. Biogene Amine.
• 2.2.9.4. Maßnahmen gegen die Bildung von Nitrosaminen und biogenen Aminen.
• 2.3. Mycotoxinbildung.
• 2.3.1. Allgemeines.
• 2.3.2. Aflatoxine.
• 2.3.2.1. Geschichte und Bedeutung.
• 2.3.2.2. Aflatoxinbildende Hyphomyceten und ihr Vorkommen.
• 2.3.2.3. Wirkung der Aflatoxine.
• 2.3.2.3.1. Wirkung der Aflatoxine auf Tiere, Pflanzen und Mikroorganismen.
• 2.3.2.3.2. Wirkung der Aflatoxine auf den Menschen.
• 2.3.2.3.3. Wirkungsmechanismus der Aflatoxine.
• 2.3.2.4. Chemie der Aflatoxine.
• 2.3.2.5. Vorkommen von Aflatoxinen in Lebens- und Futtermitteln.
• 2.3.2.6. Voraussetzungen für die Aflatoxinbildung.
• 2.3.2.6.1. Einfluß der Lebensmittelart auf die Aflatoxinbildung.
• 2.3.2.6.2. Einfluß des Nährstoffangebots auf die Aflatoxinbildung.
• 2.3.2.6.3. Einfluß der Umweltfaktoren auf die Aflatoxinbildung.
• 2.3.2.6.4. Einfluß der Zeit auf die Aflatoxinkonzentration.
• 2.3.2.7. Entgiftung aflatoxinhaltiger Lebens- und Futtermittel.
• 2.3.2.7.1. Physikalische Methoden.
• 2.3.2.7.2. Chemische Methoden.
• 2.3.2.7.3. Biologische Methoden.
• 2.3.2.8. Aflatoxin-Toleranzgrenzen für Lebens- und Futtermittel.
• 2.3.3. Sterigmatocystin.
• 2.3.4. Patulin.
• 2.3.4.1. Geschichte und Eigenschaften.
• 2.3.4.2. Patulinbildner, Vorkommen und die Toxinbildung beeinflussende Faktoren.
• 2.3.4.3. Entgiftung patulinhaltiger Lebensmittel.
• 2.3.5. Trichothecene.
• 2.3.5.1. Geschichte und Eigenschaften.
• 2.3.5.2. Trichothecenbildner, Vorkommen und die Toxinbildung beeinflussende Faktoren.
• 2.3.5.3. Entgiftung trichothecenhaltiger Lebensmittel.
• 2.3.6. Ochratoxine.
• 2.3.7. Luteoskyrin.
• 2.3.8. Schutzmaßnahmen gegen Mycotoxikosen.
• 2.4. Durch Lebensmittel übertragbare Viruskrankheiten.
• 2.5. Durch Lebensmittel übertragbare Protozoen- und andere Parasiten-Erkrankungen.
• 3. Verfahrensgrundlagen zur Konservierung von Lebensmitteln.
• 3.1. Allgemeiner Überblick.
• 3.2. Allgemeine Grundlagen für die Bearbeitung und Verarbeitung von Lebensmitteln zu haltbaren Fertigprodukten.
• 3.3. Wärmeanwendung.
• 3.3.1. Allgemeiner Überblick.
• 3.3.2. Theoretische Grundlagen der Hitzeabtötung von Mikroorganismen.
• 3.3.2.1. Ursache des Mikroorganismentodes durch Hitzeeinwirkung.
• 3.3.2.2. Logarithmische Absterbeordnung und D-Wert.
• 3.3.2.3. z-Wert.
• 3.3.2.4. Spezifische Hitzeresistenz verschiedener Mikroorganismenarten und ihrer morphologischen Stadien.
• 3.3.2.4.1. Hitzeresistenz der Bakterien und Viren.
• 3.3.2.4.2. Hitzeresistenz der Actinomyceten.
• 3.3.2.4.3. Hitzeresistenz der Hefen und Hyphomyceten.
• 3.3.2.5. Die Hitzeresistenz der Mikroorganismen beeinflussende endogene Faktoren.
• 3.3.2.5.1. Alter und Entwicklungsstadien.
• 3.3.2.5.2. Einfluß des Kulturmediums.
• 3.3.2.5.3. Einfluß der Bruttemperatur.
• 3.3.2.5.4. Einfluß des Wassergehalts der Mikroorganismenzellen.
• 3.3.2.5.5. Einfluß sonstiger Faktoren.
• 3.3.2.6. Einfluß des äußeren Mediums auf die Hitzeresistenz.
• 3.3.2.6.1. Einfluß des pH-Wertes.
• 3.3.2.6.2. Einfluß des Wassergehalts und der Wasseraktivität.
• 3.3.2.6.3. Einfluß der Salze.
• 3.3.2.6.4. Einfluß verschiedener Schutzstoffe.
• 3.3.3. Praktische Verfahren der Hitzekonservierung von Lebensmitteln.
• 3.3.3.1. Pasteurisation und Sterilisation.
• 3.3.3.2. Sterilisationswert (F-Wert) und Pasteurisationswert (P-Wert).
• 3.3.3.3. 12-D-Konzept.
• 3.3.3.4. Sterilisationsregime.
• 3.4. Kälteanwendung.
• 3.4.1. Wirkung tiefer Temperaturen auf Mikroorganismen.
• 3.4.1.1. Einfluß von Kälte auf den Stoffwechsel.
• 3.4.1.2. Kälteeinfluß auf das Wachstum und die Vermehrung.
• 3.4.1.3. Kälteresistenz.
• 3.4.1.4. Kältetod.
• 3.4.2. Praktische Verfahren der Kältekonservierung von Lebensmitteln.
• 3.4.2.1. Kühlen.
• 3.4.2.2. Gefrieren.
• 3.5. Wasserentzug (Trocknung).
• 3.5.1. Abhängigkeit der Mikroorganismenentwicklung vom Wasser.
• 3.5.1.1. Theoretische Grundlagen.
• 3.5.1.2. aw-Bereiche des Wachstums-verschiedener Mikroorganismen.
• 3.5.1.3. Resistenz der Mikroorganismen gegen Austrocknen.
• 3.5.2. Praktische Verfahren des Wasserentzugs von Lebensmitteln und Alarmwassergehalt.
• 3.6. Bestrahlung.
• 3.6.1. Ultraviolettbestrahlung.
• 3.6.1.1. Wirkung auf Mikroorganismen.
• 3.6.1.2. Anwendungsmöglichkeiten.
• 3.6.2. Bestrahlung mit Beta- und Gammastrahlen.
• 3.6.2.1. Wirkung auf Mikroorganismen.
• 3.6.2.2. Anwendungsmöglichkeiten.
• 3.6.3. Infrarotbestrahlung, Mikrowellen- und Hochfrequenzbehandlung.
• 3.7. Chemische Konservierung.
• 3.7.1. Säuern.
• 3.7.2. Sauerstoffentzug, N2- und CO2-Anwendung, kontrollierte Atmosphäre.
• 3.7.3. Räuchern.
• 3.7.4. Salzen.
• 3.7.5. Pökeln (Nitrit- und Nitratanwendung).
• 3.7.6. Zusatz von Konservierungsmitteln.
• 3.7.6.1. Toxikologische Aspekte und gesetzliche Regelungen.
• 3.7.6.2. Allgemeine Wirkungsmechanismen der Konservierungsmittel.
• 3.7.6.2.1. Antimikrobielle Wirkung.
• 3.7.6.2.2. Wirkungsspektrum.
• 3.7.6.2.3. Resistenzsteigerung.
• 3.7.6.3. Substrateinfluß auf die Konservierungsmittelwirkung.
• 3.7.6.3.1. Einfluß des pH-Wertes.
• 3.7.6.3.2. Einfluß des Verteilungskoeffizienten.
• 3.7.6.3.3. Einfluß weiterer Faktoren.
• 3.7.6.4. Wichtige Konservierungsmittel.
• 3.7.6.4.1. Benzoesäure und ihre Derivate.
• 3.7.6.4.2. Ameisensäure und ihre Derivate.
• 3.7.6.4.3. Sorbinsäure und ihre Derivate.
• 3.7.6.4.4. Schwefeldioxid, schweflige Säuren und deren Derivate.
• 3.7.6.4.5. Hexamethylentetramin (Urotropin).
• 3.7.6.4.6. Diphenyl und seine Derivate.
• 3.7.6.4.7. Propionsäure und ihre Derivate.
• 3.7.6.4.8. Pyrokohlensäurediethylester.
• 3.7.6.4.9. Benzimidazole.
• 3.7.6.4.10. Antibiotica.
• 3.7.6.4.11. Verschiedene Konservierungsmittel.
• 3.8. Keimreduzierung durch chemische Mittel.
• 3.8.1. Ethylenoxid.
• 3.8.2. Ozon.
• 3.8.3. Chlor.
• 3.8.4. Formaldehyd.
• 3.8.5. Wasserstoffperoxid.
• 3.9. Ökologische Aspekte der Erhaltung von Lebensmitteln.
• Bildquellenverzeichnis.
• Sachwortverzeichnis.