MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI

WYKŁAD 1

Źródła mikroorganizmów

• Gleba, woda

• Bakterie: Aerobacter, Enterobacteriacae, Bacillus, Clostridium, Alcaligenes, Streptomyces, Listeria, Proteus, Serratia, Sarcina, Micrococcus, Corynebacterium,

• Grzyby strzępkowe: Aspergillus, Rhizopus, Penicillium, Trichothecium, Botytis, Fusarium.

• Rośliny i produkty pochodne

• Bakterie: Acterobacter, Enterobacter, Erwinia, Flavobacterium, Kurthina, Latobacillus, Leuconostoe, Paracolobactrum, Strepotococcus

• Grzyby strzępkowe: Borytis, Geotrichum, Rhizopus, Phytophora

• Drożdże: Sacchoramyces, Rhodotorula

• Przewód pokarmowy człowieka i zwierząt

• Bakterie: Escherichia, Proteus, Salmonella, Shigella, Streptococcus, Clostridium, Pseudomonas, Yersinia, Cauphytobacter

• Grzyby: nie są przekazywane z odchodami

• Drożdże: Candida

• Obróbka żywności

• Źródła zanieczyszczeń: ręce, nos, usta, ubrania, narzędzia

• Zanieczyszczenia przez: Staphylococcus, Sarcina, Enterobacter, zanieczyszczenia feralne

• Grzyby strzępkowe i drożdże jednokomórkowe

Zwierzęta i owady - są tylko wektorami, a nie środowiska mikroorganizmów. W rzeźniach, skóra, pióra, pozostałości jelitowe są źródłem zanieczyszczeń i zarodników.

Powietrze i kurz - wektory bakterii i pleśni.

Miejsce bytowania głównych szczepów

Staphylococcus nos, wszystkie części ciała człowieka i zwierząt

Salmonella przewód pokarmowy, odchody

Clostridium gleba, woda

Listeria gleba, zwierzęta dzikie i domowe

Zdolności adaptacyjne mikroorganizmów - zwiększa odporność na środki antymikrobiologiczne

Wzrost handlu między narodowego - większy kontakt ludzi z nieznanymi wcześniej patogenami przenoszonymi z żywnością

• Centralizowanie rynku

• Zmiany metod utrwalania żywności

• Technologie przetwarzania minimalnego

• Technologie kombinowane

• Ograniczenie konserwantów

• Podróże międzynarodowe

• Emigracje - przenoszenie zwyczajów żywieniowych (sushi)

• Przyczyny socjaldemograficzne (wzrost populacji o zmniejszonej odporności, HIV)

Jakość żywności:

• Zdrowotność

• Bezpieczeństwo

• Wartość odżywcza

• Wartość kaloryczna

• Wartość dietetyczna

• Atrakcyjność sensoryczna

• Wygląd zewnętrzny

• Zapach zewnętrzny

• Obraz struktury

• Konsystencja

• Smakowitość

• Dyspozycyjność

• Trwałość

• Łatwość przygotowania

• Rozpoznawalność produktu

Jakość mikrobiologiczna produktów żywnościowych

• Bezpieczeństwo - nieobecność organizmów patogennych i toksyn

• Trwałość - maksymalny okres utrzymania dobrej jakości mikrobiologicznej

• Akceptowalność sensoryczna - akceptowalność smaku, zapachu, tekstury, bez objawów psucia

• Dietetyczność - obecność żywych kultur bakterii o znaczeniu dietetycznym

Czynniki wpływające na rozwój drobnoustrojów

• Czynniki wewnętrzne - właściwości fizyczne, skład chemiczny, pH, składniki biologiczna (aktywność enzymatyczna), obecność okryw naturalnych

• Zmiany w mikroflorze - np. laktoza zmienia się w kwas mlekowy

• Czynniki zewnętrzne - wpływ utlenienia, temperatura, transport i przechowywanie,

• Procesy przemysłowe - działanie temperatury, selekcje gatunków, zmiany w składzie chemicznym

Podsumowanie: Mikroorganizmy które będą namnażać się w żywności to te które przetrwają działalność selektywną czynników fizycznych i biologicznych oraz warunki transportu i przechowywania. Jest więc konieczność znajomości sposobu działania tych parametrów i ich współdziałanie w celu określenia szybkości namnażania i konsekwencje ich rozwoju (zatrucia).

WYKŁAD 2

Mikroorganizmy namnażające się w żywności to te które przetrwały działalność selekcyjną czynników: biologicznych, chemicznych i fizycznych.

Namnażające się:

• Produkty roślinne

• Gram dodatnie - Pseudomonas, Flarobacterium, Ervinia, Xantomonas

• Gram ujemne - Lactobacillus, Peduococcus

• Saccharomyces, Rodotorula, Candida

• Mucor, Rhizopus, Fusarium, Aspergillus, Penicillium

• Produkty zwierzęce

• Lactobacillus, Viricleascens, Listeria, Monocytogeus (zielenienie wędlin)

• Neutrofile - lubią środowisko neutralne pH = 7

• Acydofile - lubią środowisko kwaśne pH < 7

• Alkalifile - lubią środowisko zasadowe pH >7

pH	Minimum	Optimum	Maksimum
Escherichia coli	4,7	6 -7	9
Aspergillus orysae	1,6	-	9,3
Lactobacillus casei	3,3 - 3,6	6 - 7,5	7,2 - 8,5

pH produktów spożywczych:

• Wieprzowina 5,3 - 6,4

• Wołowina 5,3 - 6,2

• Drób 5,8 - 6,4

• Ryby 6,5 - 6,8

• Mleko świeże 6,3 - 6,5

• Masło 6,1 - 6,4

• Marchew 5,2

• Jabłka 2,9

Podczas uboju jeżeli zwierzę było zestresowane mięso ma mało glikogenu powodują szybszy rozwój drobnoustrojów, z tego względu po uboju wzrasta też pH.

Aktywność wody

Stosunek ciśnienia pary wodnej nad żywnością (p) do ciśnienia pary wodnej nad czystą wodą (p_o) w takiej samej temperaturze.

Aw minimalna przy niej zostaje zahamowany wzrost

Aw optymalna namnażają się najszybciej (faza logarytmiczna)

< Aw optymalnej obniżenie aktywności powoduje spowolnienie namnażania drobnoustrojów, wydłużenie czasu generacji i fazy stacjonarnej.

Czas generacji drobnoustrojów - czas od podziału do podziału, czas podwojenia komórek bakteryjnych.

Najbardziej wrażliwe na zmiany aktywności wody są:

• Gram ujemne - najbardziej wrażliwe na zmiany Aw drożdży i pleśni

• Drożdże osmofilne - granica 0,6 namnażają się w konfiturach, sokach, tam gdzie jest dużo cukrów

• Pleśnie kserofilne - Aw=0,65 mogą namnażać się w produkcji bezwodnych. Mała dostępność wody powoduje że mogą wytwarzać miotoksyny.

• Bakterie halofilne - Aw-0,75 produkty zasolone, np. solne ryby powodują namnażanie gronkowców

Ograniczenie Aw powyżej poniżej 0,81 powinno być czynnikiem hamującym namnażanie, ale sporo drobnoustrojów przystosowało się do przeżycia w takich warunkach (konserwy).

Próg bezpieczeństwa - wartość Aw=91 przyjęty przez Unię Europejską w dyrektywach zezwala na obecność wody Aw=0,95 pod warunkiem że jest pod wpływem pH=5.

Osmoprotektor - glutaminian potasu

Czynniki, temperatura upływa poprzez;

• Stan fizyczny wody, a więc jej dostępność

• Szybkość reakcji enzymatycznych

• Plastyczność błony cytoplazmatycznej

• Denaturacja makromolekuł (białek, kwasów nukleinowych)

1. Psychrotrofy (zimno tolerancyjne)

• Min. 0°C

• Opt. 15°C

• Max. 20°C

• Mikroorganizmy arktyczne - Arthrobacae glacialis

2. Psychrofile (zimnolubne)

• Min. > 0°C

• Opt. 25 - 30°C

• Max. 35°C

Wolny metabolizm przeprowadzają drobnoustroje

• Gram ujemne - Pseudomonas, Erwinia, Alcalipe, zmieniają wartość organoleptyczną

• Gram dodatnie - Lactobacillus

• Grzyby jednokomórkowe (drożdże)

• Grzyby strzępkowe (pleśnie)

• Yersinia enterocolitica - uznana za mezofila, ale przystosowała się do niskich temperatur.

3. Mezofile - grupa dla nas najgroźniejsza (temperatura pokojowa - tolerancja)

• Min. 20°C

• Opt. 37°C

• Max. 45°C

• Np. rodzina Enterobacteriace (Salmonella, E. coli, Shigella), Gram dodanie (Bacillus cereus, Clostridium)

4. Termofile

• Termooporne, optimum 55-65°C, nie namnażają się poniżej 37°C

• Gram dodatnie - Bacillus Stearothermophilus, Clostridium Thermosaccharolyticum

• Gram ujemne - Loesulfotomaculum nigrificaus

5. Termotrofy

• Ciepło tolerancyjne, nie wytwarzają przetrwalników, nie namnażają się poniżej 15°C, optimum 50°C

• Np. Streptococcus termophilus, Lactobacillus Bulgaricus, Lactobacillus Helvetius - te bakterie są pożyteczne ACTIMEL

• Grzyby: Byssoculamys fulva

Szok termiczny - podwyższona temperatura powyżej maksymalnej. Charakteryzuje się:

• Zaburzeniem pracy podziału komórkowego

• Syntezą białek szlaku termicznego

• Uszkodzeniem błony cytoplazmatycznej i ściany komórkowej

• Zwiększeniem oporności na szok termiczny (uzyskanie termotolerancji)

• Zmiany w makrocząsteczkach.

WYKŁAD 3

Potencjał oksydacyjno - redukcyjny (Eh)

Danego układu określa jego zdolności do oddawanie elektronów lub przyjmowania. W środowisku naturalnym i biologicznym reakcje utlenianie i redukcji przebiegają stale i równocześnie. Potencjał oksydoredukcyjny oznacza się symbolem Eh a jego wartość określa się w woltach lub w miliwoltach.

Działanie tlenu:

• Modyfikacja potencjału oksydacyjno - redukcyjnego

• Akceptor końcowy elektronów u bakterii bezwzględnych tlenowców i fakultatywnych beztlenowców

• Czynnik stresu tlenowego w obecności form aktywnych tlenu, super nadtlenek 0₂^-., nadtlenek H₂O₂, rodnik nadtlenowy (hydroksylowy) - HO^.

Bezwzględne tlenowce:

• Drobnoustroje wymagające O₂ do namnażania

• Nie mają możliwości wytworzenia metabolizmu fermentacyjnego

• Wyposażone w system enzymów, które likwidują aktywną formę O₂

Beztlenowce względne:

• Mają możliwość wykorzystania metabolizmu tlenowego i fermentacyjnego

• Groźna grupa bakterii jeśli chodzi o żywność

• W warunkach obniżonego dostępu do O₂ wolniej się namnażają

• Wymagają bardzo dobrego podłoża

Beztlenowce bezwzględne:

• W warunkach tlenowych nie namnażają się

• Nie mogą eliminować O₂ ze środowiska

• Wrażliwe na formy aktywności O₂

3 typy cząsteczek są szczególnie wrażliwe na utlenienie:

• Lipidy błony cytoplazmatycznej (zaburzenia w transporcie aktywnym - z udziałem permeaz oraz z wytworzeniem ATP) wynikiem tych zaburzeń może być liaza komórkowa

• Białka i aminokwasy - inaktywacja enzymów

• Kwasy nukleinowe - powstają liczne wiązania w łańcuchu DNA

	Eh (Mv)	pH
Surowe mięso po uboju	- 200	5,7
Rozdrobnione surowe mięso	+ 225	5,9
Gotowane kiełbaski	- 20 do - 150	6,5
Pszenica (całe ziarna)	- 320 do - 360	6,0
Jęczmień zmielony	+ 225	7,0
Ziemniaki	- 150	6,0
Szpinak	+ 74	6,2
Gruszki	+ 436	4,2
Winogron	+ 409	3,9
Cytryny	+ 383	2,2

WYKŁAD 4

Drobnoustroje wywołujące zakażenia i zatrucia pokarmowe

Dawka mikroorganizmów

• Dawka minimalna zakaźna (DMI) najniższa ilość j.t.k. zdolna do wywołania objawów choroby u człowieka zdrowego

• Dawka D.J. 50% (infekcyjna) - dawka odnosząca się do ilości mikroorganizmów, która zdolna jest do wywołania objawów choroby u 50% populacji poddanej jej działaniu.

Główne przyczyny chorób przekazywanych przez żywność:

• Żywność przechowywana 1 lub więcej dni przez spożyciem (niewystarczająco ochłodzona)

• Gotowanie/ pieczenie w zbyt niskiej/dużej temperaturze (mięso)

• Wtórne zanieczyszczenia przez personel kuchenny

• Niewystarczające ogrzanie potraw gotowanych/chłodzonych

• Zanieczyszczenia krzyżowe żywności gotowanej do spożycia i surowej

Jakość higieniczna - ulega obniżeniu jeśli produkt zawiera określoną ilość toksyny albo liczbę drobnoustrojów wystarczających aby produkt stał się niebezpieczny dla konsumenta. Obniżenie jakości higienicznej spowodowane jest rozwojem mikroflory produkującej toksyny które mogą być wydzielane do środowiska albo stanowią integralną część komórki.

Zmiany jakości handlowej produktów - nie są na ogół niebezpieczne dla konsumenta, ale wykluczają jego spożycie.

Egzotoksyny - wydzielane przez żywe komórki, znajdują się w dużej ilości w pożywce (żywności). Wysoce toksyczne, powodują śmierć w dawkach miligramowych. Względnie niestałe zostają unaczynione przez ogrzanie w temperaturze 60 °C (można przez działanie formaliny, przeprowadzić w nietoksyczny antygenowo czynny taksoid), silne antygeny powodujące powstawanie przeciwciał o wysokim mianie. Proteiny o masie cząsteczkowej 10000 - 900000 wytwarzane głównie przez bakterie Gram dodatnie.

Endotoksyny - uwalniane z komórek po ich dezintegracji. Słabo toksyczne, powodują śmierć w dawkach miligramowych, wytrzymują temperaturę ponad 60 °C przez kilka godzin. Nie można ich przeprowadzić w taksoid. Nie wywołują powstawania przeciwciał o wysokim mianie. Kompleksy li polisacharydowe wytwarzane przez bakterie Gram ujemne.

Zatrucia

Histamina zawarta w żywności nie ulega rozkładowi w obróbce termicznej. Spożyta z pokarmem jest związana i dezaktywowana przez diaminooksydazę w przewodzie pokarmowym, co obniża jej toksyczność. W przypadkach niewystarczającej aktywności diaminooksydazy po spożyciu alkoholu pojawiają się zatrucia toksyczne (czerwienienie się na twarzy). Histamina powoduje 10 % zatruć innych niż od drobnoustrojów chorobotwórczych. Drobnoustroje nie powodują zmian organoleptycznych. Objawy: osłabienie organizmu, zmiany temperatury, hipotermia (obniżenie temperatury). Skutki uboczne np. Yersinia - długie leczenie.

Zatrucia pokarmowe:

• Intoksykacje

• Powodem jest egzotoksyna

• Toksyna termooporna w żywności nieorganicznej

• Produkcja metabolizmu drobnoustrojów (egzotoksyny) toksyna wytwarzana w żywności przed jej spożyciem

• Również wywołane przez miotoksyny (metabolizmu grzybów strzępkowych)

• Toksykoinfekcje

• Działaniem w organizmie żywych komórek, namnażające się i po lizie komórek będą uwalniały endotoksynę

• Powodem jest endotoksyna

• Drobnoustroje namnażają się w przewodzie pokarmowym

WYKŁAD 5

Posocznica - drobnoustroje które przenikają do narządów, nie ograniczają się tylko do przewodu pokarmowego.

Enterobacterace - np. E.coli - wskaźnik zakażenia woda.

Duże znaczenie w:

• Mikrobiologii żywności

• Mikrobiologii wody

Pochodzenie:

• Jelitowe

• Feralne

Charakterystyka:

• Długość pałeczki

• Zaokrąglone bieguny

• Ruchliwe - rzęski okołorzęsne

• Nieruchliwe - Shigella (czerwonka)

• Na powierzchni komórki są fimbrie/pile (sztywne wyrostki pomagające się poruszać)

• Struktura komórki Enterobacteriace

• Pile - adhezja do powierzchni np. nabłonka jelitowego

• Pile płciowe - w koniugacji przekazują DNA z komórki do komórki, u Gram ujemnych - dlatego jest wiele komórek

• Otoczka wewnątrz - zapobiega przed fagocytozą

• Ściana komórkowa - jak u Gram ujemnych

Antygeny:

• Antygen osmotyczny O - termo stabilny, odporny na alkohol i fenole. Jeśli bakterie podda się działaniu Serum zamrażającym przeciwciała, obserwujemy aglutynację o następujących cechach:

• Następuje wolno po 20 godzinach w temperaturze pokojowej

• Polarna - bakterie zlepiają się na biegunach

• Trudna do rozbicia

• Antygen rzęskowy H - białkowy termo stabilny, wrażliwy na działanie alkoholu. Aglutynacja:

• Szybka

• Kłaczkowata

• Luźna

• Niepolarna

• Bakterie zlepiają się rzęskami

• Bakterie łatwe do rozbicia

• Antygen powierzchniowy K - może naśladować antygen O, termo stabilny (usuwa się go przez ogrzanie hodowli)

• Mezofile - rozmnażają się w optymalnej temperaturze 37 °C, lecz są odmiany

• Te z przewodu pokarmowego mogą namnażać się też w temperaturze 42 - 44°C termotolerancyjne termotrofy, enterobacteriace pochodzenia feralnego

• Yersinia - psychrotfoey - zimno tolerancyjne, nie namnażają się w wysokiej temperaturze, 34°C to maksimum przy którym się rozmnażają. Rozmnażają się dobrze w produktach mrożonych.

ETEC - enterotokcynogenne szczepy E. coli wywołują objawy podobne do Vibro cholerae. Zakażenia przewodu pokarmowego wywołane przez ETEC mają postać biegunek sekrecyjnych najcześciej samo ograniczających się, ustępujących bez leczenia. Z uwagi na częste zakażenia wywołane przez ETEC u osób podróżujących, biegunki nazywane są biegunkami podróżnych.

EPEC - enteropatogenne odpowiedzialne głównie za biegunki niemowląt, których patomechanizm wiąże się ze zdolnością do unikatowej adhezji do komórek nabłonka jelita.

EIEC - enteroinwazyjne, które jak pałeczki rodzaju Shigella mają zdolność wnikania do komórek jelita grubego, powodują zarażenia przypominające czerwonkę bakteryjną.

EHEC - enterokrwotoczna. Wytwarzają cytotoksyny tzw. werotoksyny, odpowiedzialne poza krwawymi biegunami za hemolityczne zespół mocznicowy.

EAEC - nowa grypa szczepów E. coli wywołujących przede wszystkim przewlekłe biegunki niemowląt, które określono mianem enteroagreacyjne E. coli z uwagi na charakterystyczny sposób, w jaki grupa pałeczek przylega do komórek hodowlanych w teście na In vitro. Enteroagregacyjne E. coli przylegają do komórek nabłonka w postaci układów przypominających stosy cegieł lub plastry miodu i to jest cechą różniącą je od innych szczepów E. coli wywołujących biegunki.

Źródła zanieczyszczeń żywności Yersinia:

• Nosiciel w czasie przygotowania posiłków - zakażenia kałowe

• Zanieczyszczenia powierzchniowe

• Gleba, woda spożycie surowych warzyw przechowywanych w niskich temperaturach

Produkty które są źródłem zatruć:

• Woda

• Mleko

• Mięso surowe i gotowane

• Surowe warzywa

• Ryby, owoce morza

WYKŁAD 6

Eserichia coli:

• pałeczka Gram ujemna

• względny beztlenowiec

• zakres temperatury 2,5-46^oC

• zakres pH 4,4-9,5

• min a_w 0,93

• max stężenie NaCl 8%

• występuje

• naturalnie w przewodzie pokarmowym ludzi i zwierząt

• w środowisku zanieczyszczonym fekaliami

• w żywności: świeże i mrożone warzywa, przyprawy, sałatki, mleko, mięso, drób, wyroby mączne;

Szczepy chorobotwórcze E. coli:

• EPEC - enteropatogenne E. coli - biegunki o ciężkim przebiegu

• EIEC - enteroinwazyjne E. coli - zachorowania podobne do czerwonki

• ETEC - enterotoksyczne E. coli - biegunki choleropodobne i biegunki podróżnych

• EHEC - enterokrwotoczne E. coli - krwotoczne zapalenie jelita grubego lub pęcherza moczowego

E. coli enterotoksyczne:

• Toksyna ciepłostabilna ST

• wytrzymuje ogrzewanie w 100^oC przez 30 minut

• uczynnia cyklozę guanylową w komórkach nabłonka, pobudza wydzielanie płynów

• Toksyna ciepłolabilna LT

• nie wytrzymuje ogrzewania w 65^oC przez 30 minut

• uczynnia cyklozę adenylową - wzmożona ruchliwość jelit i ciężkie biegunki

E. coli szczep (enterokrwotoczne E. coli):

• MID 100 komórek

• okres inkubacji choroby 4 dni

• bardzo groźny patogen - zatrucie połączone z krwotocznym nieżytem jelita grubego lub pęcherza moczowego

• śmiertelność może osiągnąć 70%

• wytwarza cytoksyny komórkowe Vero: VT1, VT2, VT3

Żywotność E.coli:

• Występowanie:

• niedogotowane mięso

• hamburgery

• niepastreryzowane mleko i twaróg

• niektóre warzywa, sałatki, kiełki

• Wrażliwa na pasteryzację w 75^oC

• Odporna na zamrażanie (kilka m-cy w -20^oC)

• Przeżywa

• Fermentację

• Suszenie

• obecność kwasu żołądkowego

• Może rozwijać się w atmosferze modyfikowanej

Shigella

• pałeczka Gram ujemne

• względny beztlenowiec

• zakres temperatury 10-45^oC, ginie przy 56^oC

• zakres pH 4-9

• min a_w 0,95

• max stężenie NaCl 8%

• bytuje w przewodzie pokarmowym człowieka i niektórych zwierząt

• występuje

• w środowisku zanieczyszczonym fekaliami, przenoszona przez brudna ręce

• w żywności, np. mleku i przetworach, sałacie

• wrażliwa na środki dezynfekcyjne

Chorobotwórczość Shigelli:

• gatunki chorobotwórcze:

• S. dysenteriae

• S. flexneri

• S. boydii

• S. sonnei

• powoduje czerwonkę

• wysoka gorączka

• gwałtowna biegunka z krwią i śluzem

• bóle brzucha

• bakterie w jelitach rosną w nabłonku, uszkadzają go, przenikają do krwi, śluzu, kału

• wytwarzają enterotoksynę o działaniu neuro- i cytostatycznym

• podczas powikłań atakuje układ krążenia, wątrobę, stawy, jelito grube

WYKŁAD 7

Salmonella

• rodzina Enterobacteriaceae

• Gram ujemne

• względny beztlenowiec

• temperatura 5,2 - 48^oC

• pH 4,5 - 9,0

• min. a_w 0,92

• max stężenie NaCl 9% w temperaturze pokojowej

• bytuje w przewodzie pokarmowym ssaków i ptaków

• znanych jest około 2000 typów serologicznych

• występuje głównie w żywności pochodzenia zwierzęcego:

• jaja

• drób

• mleko

• przetwory mleczne

• mięso mielone

• powoduje trzy typy kliniczne zachowań:

• tyfus (dur brzuszny) - S. typhi

• paratyfus (dur rzekomy) - S. paratyphi

• salmonellozy - dotyczy przewodu pokarmowego

• 90% zachorowań powodowanych przez Salmonella (S. enteritidis 70 - 90%, S. typhimurium 5 - 15%)

• MID (min dawka infekcyjna) około 10⁵ komórek

• bakterie rozprzestrzeniają się przez ścieki, wodę, owady

• przeżywalność w glebie do 3 m-cy, w wodzie zwykle kilka dni

Choroby wywołane przez Salmonella:

	Gorączka jelitowa	Posocznica	Zapalenie jelit
Okres inkubacji	7-20 dni	zmienny	8-48 h
Gorączka	Narasta stopniowo i utrzymuje się długo	Rośnie szybko i przybiera charakter szczytów temperatury septycznej	Zwykle niewielka
Czas trwania	Wiele tygodni	zmienny	2-5 dni
Objawy żołądkowo-jelitowe	Często wczesne zaparcia, później krwawa biegunka	Często żadne	Nudności, wymioty, biegunka na początku
Posiew krwi	Dodatnie w I-II tygodniu	Dodatnie podczas wysokiej gorączki	Ujemne
Posiew kału	Dodatnie od II tygodni	Rzadko dodatnie	Dodatnie na początku

Salmonella a procesy technologiczne:

• nie rośnie poniżej 5^oC

• słabo rozwija się w obecności innej mikroflory

• nie rośnie w obecności Lactobacillus

• wrażliwa na pasteryzacje (ginie w temperaturze 60^oC)

• oporna na zamrażanie i wysuszanie

• wrażliwa na środki dezynfekcyjne (dezynfekcja maszyn, urządzeń, taśm produkcyjnych)

• zapobieganie zakażeniom:

• higiena produkcji drobiu

• obróbka cieplna potraw

3 stopnie higieny

1. produkt spożywczy (nie można dopuścić by były w nim bakterie, przetrwalniki, grzyby i ich zarodniki, wirusy, glony, gdy są to się namnażają dlatego nie wolno nam zostawiać produktu w cieple)

2. toksykogeneza

3. spożycie - choroba lub nosicielstwo

Zatrucia pokarmowe:

• Salmonella enteritidis

• Salmonella typhimunum

• Salmonella cholera - suis

Objawy

Po 12 - 16 godz., nosiciele: uzależnienie od ilości spożytego pokarmu, namnażanie się w nim (dawka min. 10⁵ - 10⁶ bakterii/g produktu).

Zapobieganie:

• Łańcuch od produkcji do konsumpcji

• Głównym źródłem - kurniki - szczepionki, antybiotyki

• Tuszki drobiowe - mycie z użyciem kwasu organicznego i promieniowania jonizującego

Produkt musi być gotowany! Oddzielać produkt gotowany od surowego w lodówce!

WYKŁAD 8

Yersinia:

• pałeczka Gram ujemna

• rodzina Enterobacteriaceae

• względny beztlenowiec

• zakres temperatury 2-44^oC, rośnie nawet w -1^oC

• pH 4-10

• min a_w 0,92

• słabo rośnie w 5% NaCl

• występowanie:

• naturalne środowisko: woda, organizmy zwierzęce

• warzywa i surówki

• kiełki

• potrawy wschodnie

• mleko i przetwory

• lody

• mięso wieprzowe i przetwory

• długo przeżywa w mrożonej żywności

• rozwija się w produktach pakowanych w modyfikowaną atmosferę, przechowywanych w lodówce

• do wywołania zatrucia trzeba spożyć 10⁸-10⁹ komórek

• namnażanie bakterii w błonie śluzowej jelit powoduje zmiany zapalne i owrzodzenia z gorączką, wymiotami, bólami brzucha

• wydzielanie toksyny ciepłostanilnej YEST powoduje biegunkę wodnisto-krwawą

Clostridium botulinum - laseczka jadu kiełbasianego:

• Gram dodatnie

• Przetrwalnikująca

• Beztlenowiec

• temperatura 3,3 - 48^oC

• pH 4,6 - 9,0

• min. a_w 0,94

• wytwarza toksynę otulinową (jad kiełbasiany) - białko o masie 15 - 90 kDa (kilo Daltony)

• dawka śmiertelna: 5 - 10ng

• około 30g może spowodować śmierć 200mln ludzi

• 7 grup szczepów, różniących się antygenowością toksyn (A - G)

• A, B, E, F, G są toksyczne dla człowieka

• C, D toksyczne dla zwierząt

• występują w rybach, strączkowych, konserwach mięsnych

Toksyna botulinowa:

• Wchłania się przez błonę śluzową w jamie ustnej, w żołądku i górnej części jelita grubego

• Hamuje wydzielanie acetylocholiny, blokując przenoszenie bodźców z zakończeń nerwowych na mięśnie

• objawy nieswoiste:

• wymioty

• bóle głowy

• wolne stolce

• mdłości

• objawy swoiste:

• zaburzenia wzroku

• podwójne widzenie

• sztywność źrenic

• opadanie powiek

• zaburzenia mowy

• zaburzenia oddychania

• zaburzenia zdolności motorycznych

• oporna na działanie kwasu żołądkowego, niskich temperatur

• ulega rozkładowi w 8% NaCl (roztwory słone), przy pH < 4,5 (produkty kwaśne), w obecności azotynów

WYKŁAD 9

Listeria monocytogenes:

• pałeczka Gram dodatnie

• polimorficzna

• nieprzetrwalnikująca

• względny beztlenowiec

• wytwarza oksydazę

• nie wytwarza katalazy

• zakres temperatury 0-45^oC

• pH 5,5-9,6

• min a_w 0,92

• max stężenie NaCl 20-3-%

• wytrzymuje ogrzewanie w 80^oC przez 5 minut

• przeżywa mrożenie, rozwija się w 4-5^oC

• nie rozwija się w produktach fermentowanych

• oporna na środki dezynfekcyjne i czyszczące

• występuje w organizmach zwierząt (krów, owiec, świń, królików, psów, ptaków, owadów)

• występuje w:

• glebie

• wodzie

• na roślinach

• izolowana z:

• drobiu

• mięsa

• wędlin

• mleka i produktów

• warzyw (ziemniak, rzodkiewka, kalafior, kapusta, sałata, seler, soja)

• z żywności „ready to eat”

• MID od 10²-10³ do 10⁵-10⁸ komórek w żywności

Listerioza:

• Okres inkubacji choroby 2-6 tygodni

• Bakterie zdolne do namnażania się w różnych organach

• Listerioza narządowa:

• wywołuje posocznicę

• atakuje centralny układ nerwowy (zapalenie opon mózgowych, mózgu)

• Listerioza okresu ciąży: może przenikać do płodu (90%), poronienia

• Zakażenia osób odpornych - rozstrój żołądka, biegunka przez 24h

• Występuje nosicielstwo bezobjawowe (9%)

Listerioza, mechanizm:

• Bakterie zdolne

• do penetracji komórek gospodarza

• przeżywania w nich

• i namnażania

• Następuje fagocytoza bakterii przez komórki gospodarza:

• Leukocyty

• Makrofagi

• komórki nabłonkowe

• Listerioza może przechodzić z komórki do komórki na zasadzie indukcji fagocytozy i przez to dochodzi do szybkiego rozprzestrzeniania

• Bakterie wytwarzają toksyny i enzymy:

• hemolizyny (listeriolizyny)

• fosfolipazy C fosfatydyloinozytolu

• lecytynazy

• metaloproteazy i inne

• Wysoka śmiertelność - do 33% przy prawidłowej diagnozie i leczeniu

• Występuje listerioza zwierząt

WYKŁAD 10

Bacillus cereus:

• laseczka Gram dodatnia

• przetrwalnikująca

• ruchliwa

• względny beztlenowiec

• zakres temperatury 2-50^oC

• pH 4,4-9,3

• min a_w 0,91

• max stężenie NaCl 10%

• występuje w glebie, wodzie, ściekach, na roślinach

• obecna w przewodzie pokarmowym u około 10% populacji ludzi

• izolowana z:

• żywności pochodzenia roślinnego, np. ryżu,

• mąki

• puree

• makaronów

• puddingu

• przypraw

• mleka

• konserw

• wytwarza zewnątrz komórkowe toksyny i enzymy (lecytynazę, protezę, cerolizynę, hemolizynę), które w kompleksach powodują hemolizę, cytolizę, demonekrolizę, zwiększenie przepuszczalności

• w jelitach wytwarza 2 typy toksyn, odpowiedzialnych za zatrucia pokarmowe

• typ biegunkowy, objawy po 8-18h od spożycia skażonej żywności

• wodniste biegunki

• bóle i skurcze brzucha

• nudności

• typ wymiotny, wymioty po 1-5h od spożycia produktów, głównie skrobiowych

WIRUSY W ŻYWNOSCI

Wirusy - bezwzględne pasożyty wewnątrzkomórkowe o rozmiarach 20-200nm. W celu utrzymania się w środowisku muszą być zdolne do

• przenoszenia się od gospodarza do gospodarza,

• zakażenia,

• replikacji we wrażliwych komórkach.

Wirusy występujące w żywności:

• wirusy DNA

• Adenowirusy serotyp 40 i 41

• Wirus Epsteina - Barra (EB)

• Wirusy RNA

• Wirus hepatitis A i E

• Wirus polio

• Coxsackie A i B

• Enterowirusy 68-71

• Wirus ECHO

• Norowirusy

• Astrowirusy

• Reowirusy 1-3

• Rotawirusy

Inkubacja - okres od spożycia do rozwinięcia.

Wirusy zapalenia wątroby - hepatitis A i E:

• Powodują stan zapalny wątroby (żółtaczka zakaźna)

• Czas inkubacji 15-45 dni

• Droga zakażenia: fekalno-oralna

• Źródło zakażenia

• niedogotowane skorupiaki z zanieczyszczoną wodą

• żywność skażona przez osoby chore na żółtaczkę

• Nie powodują nosicielstwa

• Inaktywacja w 90^oC przez 90s

WYKŁAD 11

Norowirusy - wirusy typu Norwalk:

• Bezotoczkowe

• Wielkość 27-40cm

• Powodują około 1/3 wszystkich zakażeń wirusowych

• Powodują:

• infekcje jelitowe

• nudności

• biegunki

• bóle głowy

• dreszcze

• bóle mięśni

• Źródła zakażenia - zanieczyszczona żywność (40%):

• mięczaki (ostrygi)

• sałatki

• owoce (np. maliny, truskawki)

• warzywa (np. sałata)

• lody

• ciasta (głównie mrożone)

• kanapki

• mięso

• skażona woda pitna

• baseny, kąpieliska

• Trudna inaktywacja

• Bardzo niska dawka zakaźna - 10-100 cząsteczek wirusowych

• Replikacja wirusa w komórkach błony śluzowej jelita cienkiego. Uszkadza kosmki jelitowe, zaburza wchłanianie ksylozy, laktozy i tłuszczów.

• U osób zainfekowanych obserwuje się również zaburzenia czynności ruchowych żołądka i jego opóźnione działanie

• Okres inkubacji 1-2 dni (do 60h)

• Czas trwania choroby 2-3 dni

• Wirus siany jest z kałem i wymiocinami

• Siewstwo rozpoczyna się w okresie inkubacji (około 15h po zakażeniu) i trwa do 2 tygodni po wystąpieniu objawów klinicznych

Rotawirusy:

• Wielkość 70nm

• Typy patogenne dla człowieka: A, B, C

• Powodują nieżyty żołądkowe i żołądkowo-jelitowe

• wodnista biegunka

• wymioty

• nudności

• gorączka

• Powodują biegunki podróżnych

• Czas inkubacji 1-3 dni

• Dawka infekcyjna 10-100 cząsteczek wirusa, które uszkadzają błonę śluzową jelit

• Zachorowania o charakterze epidemicznym

• Droga zakażenia - fekalno-oralna, poprzez zakażoną żywność i wodę

• Stabilne w środowisku

Wirus polio:

• Powoduje poliomyelitis - porażenie kończyn dolnych, górnych lub porażenie oddechowo-krążeniowe

• Atakuje komórki rdzenia kręgowego

• Może powodować zapalenie opon mózgowych:

• wysoka gorączka

• niepokój

• podwyższone napięcie mięśniowe

• zaburzenia świadomości, równowagi, mowy

• śmierć

• W 90-95% infekcja przebiega bezobjawowo

• Obowiązkowe szczepienie skutecznie chroni przed chorobą. W 2002r. Europa została uznana za wolną od choroby

Inne wirusy:

• Astrowirusy, koronawirusy, Enterowirusy 72 - zatrucia pokarmowe

• Adenowirusy - zakażenia dróg oddechowych

• WEB - ogólne zakażenie z łagodną gorączką u młodszych dzieci lub mononukleoza zakaźna (zajęte węzły chłonne, wysoka gorączka u nastolatków)

• Coxsackie A i B - zapalenie mięśnia sercowego, osierdzia, opon mózgowych lub spojówek

• ECHO - zapalenie opon mózgowych

Zanieczyszczenia żywności ludzkimi wirusami:

• Bezpośredni kontakt z osobą zakażoną - podczas zbiorów i przygotowania żywności

• Kontakt z wodą zanieczyszczoną ściekami, np. hodowla skorupiaków, nawadnianie pól, mycie surowców spożywczych

• Kontakt z zanieczyszczonymi powierzchniami podczas przygotowywania żywności

Mikotoksykozy pierwotna

1. człowiek spożywa żywność pochodzenia roślinnego, na której wcześniej rozwinęła się pleśń i wytworzyła mikotoksyny, np. mąka zapleśniałego zboża, przetwory z zapleśniałych owoców.

2. poza drogą pokarmową - przez układ oddechowy i przez skórę z pomieszczeń zagrzybionych

Mikotoksyny wtórna - mikotoksyny zjedzone przez zwierzęta, kumulują się w tkankach miękkich (część jest unieczynniona i wydalona): wątroba, nerki, mięśnie lub dostają się do mleka. Człowiek spożywa te skażone produkty i ulega zakażeniu Mikotoksyny pierwotne i wtórne:

Surowce i produkty roślinne

↓ ← choroby pleśniowe

Zakażenie pleśniami

↓ ←insekty, ptaki, owady (infekcje)

Tworzenie mikotoksyn → Konsumpcja przez zwierzęta hodowlane

↓ ↓ ↓

Konsumpcja przez ludzi i zwierzęta wiązanie w tkankach wydalanie w mleka ↓ ↓ ↓

Pierwotna mikotoksykoza produkty mięsne produkty mleczne

↓ ↓

Konsumpcja przez ludzi

↓

wtórna mikotoksykoza

WYKŁAD 12

Mikotoksyny w żywności:

Przykłady gatunków wytwarzających	Mikotoksyna	Występowanie
Aspergillus ochraceus, A. allianus, A. melleus, Penicillium viridicatum	Ochratoksyna A	Zboża i przetwory zbożowe, nasiona strączkowe, przyprawy, orzechy, kawa, cytryna
A. candidus, P. viridicatum, P. citrinum	Cytrynina	Ryż, zboża, pasze
P. cyclopium, A. ochraceus	Kwas penicylinowy	Zboża, kukurydza, salami, ser, fasola
A. flavus, A. versicolor, A. parasiticus	Sterigmatocystyna	Zboża, przetwory zbożowe
A. flavus, A. parasiticus	Aflatoksyny	Orzeszki arachidowe, mleko, piwo (słód), kakao, rodzynki, zboża
Fusarium graminearum	Zearalenon	Zboża i kukurydza
Fusarium, Trichoderma, Trichothecium, Myrothecium, Stachotrys	Trichotecyny	Zboża i pasze
P. expansum, P. patulum, A. clavatus	Patulina	Owoce, np. jabłka, soki owocowe
P. islandicum	Luteoskiryna	Ryż

Mikotoksyny w roślinnych produktach spożywczych:

1. Nasiona roślin oleistych - toczenie i ekstrakcja rozpuszczalnikami oleju z rzepaku, soi, słonecznika, orzeszków ziemnych - niewielka ilość toksyn przechodzi do frakcji olejowej, reszta pozostaje w śrucie

2. Ziarna zbóż - oczyszczanie ziarna - usuwanie około 3-10% w stosunku do wartości początkowej

3. Kasze, mąki zawierają około 20% ilości początkowej, reszta w otrębach

4. Obróbka termiczna (gotowanie, pieczenie) - Ochratoksyna A pozostaje

5. Ziarno kawy - podczas prażenia w temperaturze 260-280^oC części ochratoksyn pozostają

6. Słód - część toksyn przechodzi do piwa

7. Owoce i warzywa - patulina przechodzi częściowo do przetworów poddanych obróbce cieplnej - temperatura 80^oC, 10 minut - redukcja 50%

Psucie - proces, polegający na rozkładzie podstawowych składników organicznych żywności do prostych związków nadających produktom nieprzyjemny wygląd, smak i zapach.

Wg ustawy o warunkach zdrowotnych żywności i żywienia „środek spożywczy jest zepsuty jeżeli wskutek działania czynników naturalnych (wilgotność, czas, temperatura lub światło) albo wskutek obecności mikroorganizmów lub pasożytów, skład tego środka lub jego właściwości uległy zmianom, czyniącym go niezdatnym do spożycia zgodnie z przeznaczeniem.”

Typ zepsucia zależy od (!!!):

• Skład środowiska spożywczego

• Zastosowany proces technologiczny

• Gatunek drobnoustrojów (bakterie, drożdże, pleśnie) i ich wzajemne oddziaływania (synergizm, antagonizm, symbioza) - mają właściwości ułatwiające im rozkład związków chemicznych. Są elastyczne pod względem dostosowywania się do warunków środowiska. Łatwość przenoszenia mikroorganizmów.

• Warunki przechowywania żywności - wilgotność, temperatura, czas.

Anabioza - nie namnażają się bakterie, ale żyją i czekają na możliwość wystąpienia.

Psucie:

• powierzchniowe - na powierzchni produktu. Proces ten prowadzą organizmy tlenowe.

• Dla organizmów mezofilnych 10⁷ jednostek tworzących kolonie na 1g produktu (widać objawy psucia)

• Dla organizmów psychrofilnych próg 10⁶ (widać zmiany psucia produktu)

Mikroorganizmy wytwarzają zewnętrzne enzymy hydrolityczne, które rozkładają związki złożone do związków prostych i są wykorzystywane.

• głębokie (wgłębne) - powodowane najczęściej przez tlenowce.

Owoce i warzywa:

• Erwinia, Pseudomonas - bakterie, które mogą powodować rozkład pektyn w owocach (aktywność pektynolityczna) - powodują, że owoce miękną

• Aspergillus, Bortitis - grzyby z aktywnością pektynolityczną (na powierzchni plamy - grzybnia, mięknięcie). Niektóre grzyby tworzą plamy nekrotyczne.

Przemiany cukrów prostych w owocach i sokach, powstaje:

1. Etanol - fermentacja drożdży Saccharomyces

2. Kwas mlekowy z udziałem bakterii fermentacji mlekowej

3. Kwas masłowy, aceton, butanol - baterie Clostridium

4. Kwas mrówkowy, etanol - Enterobacter

5. Kwas octowy, glukonowy - Acetobacter

6. Kwasy organiczne - pleśnie

Psucie owoców - rozkład pektyn:

• Penicillium - cytrusy

• Bortitis - truskawki, maliny, owoce jagodowe, jabłka gruszki

• Monillia - owoce pestkowe, jabłka, gruszki

• Alternaria - banany, jabłka, gruszki

• Rhizopus - owoce jagodowe, pestkowe (pleśń szybko rozrastająca się, powoduje mięknięcie, grzybnia obrasta owoc)

Zgnilizny warzyw:

• Miękka, biała zgnilizna korzeniowych - Erwinia, Pseudomonas

• Zgnilizna ziemniaków - Clostridium, Bacillus

• Bawełniana masa kalafiorów, pomidorów, ogórków - Rhizopus

• Kwaśna zgnilizna pomidorów, papryki, marchwi - Geotrichum

• Niebieska zgnilizna korzeniowych, cebulowych - Penicillium

• Czerwona zgnilizna wodnisto-miękka selerów, cebuli - Sclerotinia sklerotiolum

Psucie mięsa - gnicie:

• Gnicie - proces rozkładu związków organicznych, głównie białek i pochodnych, prowadzony przez bakterie gnilne

• powierzchniowe - prowadzone przez bakterie tlenowe Bacillus, Pseudomonas, Proteus, grupę coli

• głębokie - prowadzone przez laseczki beztlenowe Clostridium
  (C. sporogenes, C. welchii, C. putrefaciens)

• Degradacja białek - rozkład przez zewnątrzkomórkowe enzymy proteolityczne bakterii Bacillus, Proteus, Pseudomonas, Alcaligenes, Clostridium oraz pleśni Aspergillus i Penicillium.

WYKŁAD 13

Rozkład białek:

• białko do peptydów - endopeptydazy

• peptydy do aminokwasów - egzopeptydazy

• przyswajanie aminokwasów przez komórki do budowy białek komórkowych lub dalszy ich rozkład

• deaminacja - w środowisku zasadowym- powstaje:

• NH₃

• ketokwasy lub kwasy tłuszczowe

• aminokwasy siarkowe → merkaptyny (zawierają gr. SH), H₂S, tryptofan → indol, skatol

• dekarboksylacja - w środowisku kwaśnym-powodowana przez Enterobacteriaceae, Bacilliaceae, Enterokoki, niektóre Lactobacillus, Clostridium. Powstają:

• aminy

• CO₂

Zmiany mikrobiologiczne mąki - ze względu na niską a_w jest to surowiec stabilny, ale zwiększenie wilgotności sprzyja powstawaniu zmian:

• pleśnie na powierzchni

• rozwój drożdży w głębszych warstwach, powodujących fermentację alkoholową

• rozwój bakterii z rodzaju Acetobacter, wytwarzających kwas octowy

• rozwój laseczek Bacillus, wytwarzających kwas mlekowy, acetoinę, gaz

Zmiany mikrobiologiczne pieczywa:

• Pleśnie - zarodniki grzybów, rozwijając się, powodują plamy i zmiany cech organoleptycznych, smaku, zapachu (pleśniowy). Najczęściej rozwijają się:

• Rhizopus nigricans

• Penicillium expansum

• Acetobacter Niger

• Monillia

• Mucor

• Geotrichum

• Chleb ciągliwy - zanieczyszczenie rozwija się podczas wolnego oziębienia chleba, spowodowane jest śluzowatymi odmianami B. subtilis (mesentericus, panis) lub B. licheniformis. Bakteria rozkładają skrobie i gluten, co daje zapach zgniłego melona i ciągliwą konsystencję.

• Zmiany barwy - niżej wymienione nadają barwę czerwoną, tzw. chleb czerwony lub krwisty.

• bakterie Setaria marcescens

• grzyby Monillia sitophila

• Oidium aurantraceum

• Chleb kredowy - drożdże tworzące grzybnię rodzaju Saccharomycopsis powodują powstawanie charakterystycznych białych żyłek o konsystencji kredowej.

Objawy mikrobiologicznego psucia mięsa i przetworów mięsnych:

Objawy	Drobnoustroje
Zielenienie	Lactobacillus viridescens, paciorkowce zieleniejące
Pleśnienie	Penicillium, Aspergillus
Mazistość	Pseudomonas, Enterobacter (mięso), Mikrococcus, drożdże (kiełbasy surowe)
Mętnienie powierzchni	Lactobacillus, Enterobacter (wędliny krojone, mięso w woreczkach)
Zakwaszenie	Lactobacillus, Streptococcus, Pediococcus
świecenie	Alcaligenes luminescens, Pseudomonas fluorescens

Grupy mikroorganizmów (bakterii) saprofitycznych zanieczyszczających mleko:

• kwaszące: Lactococcus, Lactobacillus - z otoczenia

• z grupy coli - z brudnych wymion, kału, urządzeń.
  Wysoka higiena: 10-100 komórek/cm³

• Enterokoki - z brudnych wymion.

Wysoka higiena: 10 komórek/cm³

• Ciepłoodporne (przeżywają łagodną pasteryzacją mleka): Mikrobacterium, Mikrococcus, Streptococcus, Alcaligenes, Arthrobacter, Bacillus, Clostridium - z brudnych wymion i urządzeń, gleby, paszy, ściółki, powietrza

• Psychrofilne i psychrotrofowe (mogą rozwijać się podczas chłodzenia mleka): Pseudomonas (50%), Flavobacterium, Aeromonas, Alcaligenes, Acinetobacter, Moraxella, Arthrobacter i inne - z brudnych urządzeń, wody.

Grupy mikroorganizmów saprofitycznych zanieczyszczających mleko:

• Bakterie proteolityczne: Pseudomonas, Alcaligenes, Proteus, Acinetobacter, Bacillus, Clostridium, Enterobacter, Mikrococcus;

• Bakterie lipolityczne: w/w

• Bakterie przetrwalnikujące: Bacillus, Clostridium (ze ściółki, paszy, ziemi, kału, kiszonek)

• Inne: drożdże, pleśnie i promieniowce: Aspergillus, Penicillium, Geotrichum, Mucor (z paszy, powietrza, skóry)

Zmiany mleka:

• Temperatura pokojowa:

• zakwaszenie (pH 4,5) - bakterie fermentacji mlekowej, nadkwaszone mleko, nie nadaje się do przetwórstwa

• rozwój na powierzchni pleśni i drożdży, wykorzystujących kwas mlekowy

• rozwój bakterii gnilnych po odkwaszeniu

• Temperatura chłodnicza:

• zmiany barwy (niebieska, żółta)

• zmiany konsystencji i ciągliwość, śluzowatość (bakterie proteolityczne i inne)

• zmiany smaku: mydlany, zjełczały (bakterie lipolityczne), paszowy (grupa coli)

---