Temperatuur
Temperatuuril on mikroorganismide elutegevuses väga suur tähtsus. Enamikul bakteritest on paljunemiseks optimaalne temperatuur 8–65 ºC, minimaalne temperatuur 0–8 ºC ja maksimaalne temperatuur 65–75 ºC. Temperatuuril alla 8 ºC ja üle 65 º enamiku mikroorganismide paljunemine katkeb, kuid nad ei hävi täielikult. Eksisteerib ka mikroorganismide rühm, mille arenemise optimaalne temperatuur on 10-20 ºC. Neid nimetatakse psührofiilseteks e külmalembesteks. Psührofiilid põhjustavad enamasti madalatel pluss temperatuuridel säilitatavate toiduainete riknemist. Nimetada tuleks ka mikroorganisme, mille elutegevuseks sobilik temperatuur kõigub vahemikus 50–70 ºC. Selliseid mikroobe nimetatakse soojalembesteks e termofiilseteks. Teatud bakterite liigid moodustavad spoore ja spoorid on temperatuuridele vastupidavad. Näiteks võiks tuua Clostridium botulinum`i spoorid, mis hävinevad temperatuuril 120 ºC 10–20 minuti jooksul. Mikroorganismide hävitamisel on oluline eelkõige kuumuse ja aja kombinatsioon. Näiteks E. coli hävineb temperatuuril 65 ºC ühe minuti jooksul, temperatuuril 75 ºC aga juba kahe kuni kolme sekundiga. Temperatuuri füsioloogiline toime mikroobide kasvule on suurel määral seotud temperatuuri otsese mõjuga mikroobi ensümaatilise aparaadi aktiivsusele. Madalatel temperatuuridel ensümaatiline aktiivsus väheneb ja sellega kaasneb kasvukiiruse langus. Kõrgematel temperatuuridel kasvavatel mikroobidel on ensümaatiline aparaat termoresistentne mitmesuguste metalliioonide kaitsva toime ja suurema hüdrofoobsete aminohapete sisalduse tõttu valkudes. Lisaks eeltoodule on kuumalembeste mikroobide membraanides enam küllastunud rasvhappeid. Madalatel temperatuuridel muutuvad aga sellise struktuuriga membraanid vahajaks ja ei funktsioneeri enam. Selle vältimiseks on neis tingimustes kasvavatel bakteritel membraanides suurem eelkõige küllastumata rasvhapete hulk. Membraansete erinevuste tõttu on prokarüoodid (eeltuumne rakk) võimelised kasvama palju kõrgematel temperatuuridel kui eukarüoodid (organismid, kelle rakud on päristuumset tüüpi).
Kuidas nimetatakse mikroorganisme, kes kasvavad meelsasti kõrgemate temperatuuride juures?
Pilt: kood 01, temperatuur on üks olulisemaid mikroorganismide kasvu mõjutavaid faktoreid toidus
Temperatuuri, millel mikroobirakkude kasvukiirus on suurim, nimetatakse optimaalseks. Mikroobid saavad kasvada maksimum- ja miinimumtemperatuuri vahelises piirkonnas. Näitena olgu toodud mõnele liigile omased miinimum-optimum-maksimumtemperatuurid (°C), mis võivad kõikuda veel ka sõltuvalt teistest keskkonnatingimustest (pH, toitaineline kooslud jne):
P. fluorescens 4 25–30 40
S. aureus 6 30–37 46
Thermus aquaticus 40 70–72 79
Mikroobid jaotatakse viide rühma optimaalse kasvutemperatuuri piiride järgi:
psührofiilid <0 5–15 20
psührotroofid 0 20–30 35
mesofiilid 15–20 30–40 45
termofiilid 40 55–65 72
hüpertermofiilid 67 90–100 113
Siinjuures oleks otstarbekas rõhutada, et ka külmalembeste mikroobide kasvu madalamaks temperatuuripiiriks on vee külmumistemperatuur, s.o puhtal veel 0 °C ja mereveel –2,5 °C. Kuigi madal temperatuur takistab mikroobide kasvu, ei pruugi ta olla letaalne. Seda on võimalik ära kasutada mikroobide säilitamisel. Nimelt lisatakse mikroobide kasvukeskkonda vee külmumistemperatuuri alandavaid reaktiive, nagu glütserool (lõppkontsentratsioonis mitte alla 10%). Viimased takistavad rakus suurte jääkristallide moodustumist ja lubavad mikroobikultuure säilitada väga madalatel temperatuuridel (–70 °C või alla selle). Osa mikroobe on võimelised päris kaua vastu pidama temperatuuril 100 °C. Neid nimetatakse termoresistentseteks ja siia kuuluvad üldjuhul eelkõige endospoore moodustavad liigid. Parim temperatuur enamiku toidumürgistusi põhjustavate bakterite kasvuks on 37 °C, ehkki nad võivad üsna kiiresti kasvada temperatuurivahemikus 20−50 °C. Nende kasvu vältimiseks peame tagama toidu säilitamise temperatuuril alla 5 °C või üle 63 °C. Temperatuurivahemikku 5 °C kuni 63 °C nimetatakse ohutsooniks. Toidumürgistust põhjustavad bakterid paljunevad kiiresti soojades toiduruumides, küll aga ei kasva enamik neist külmikus (1−4 °C), ja mitte ükski sügavkülmutatud toidus (−18 °C), ehkki paljud jäävad ellu ja hakkavad sulatamisel paljunema. Madalatel plusstemperatuuridel bakterite paljunemist nimetatakse külmrikastuseks ja tuntumatest toidupatogeenidest kuuluvad siia Listeria monocytogenes, Yersinia enterocolitica, Aeromonas hydrophila ja Bacillus cereus`e osad tüved. Osa bakterid on võimelised tekitama spoore, mis kaitsevad neid ebasoodsate tingimuste eest nagu kõrge temperatuur, kuivatamine ja desinfitseerimine. Spoorid on puhkeseisundis ning nad ei paljune. Kui uuesti tekivad soodsad tingimused, tekib spoorist vegetatiivne rakk, mis seejärel võib soodsates tingimustes hakata kiiresti kasvama ja paljunema.