Aby mikroorganismy byly schopné se množit v chladících a výrobních prostorách, musí být především schopny přilnout k povrchu materiálů.

Transkript

1 PŘILNAVOST BAKTERIÍ NA OBKLADOVÉ MATERIÁLY POUŽÍVANÉ V POTRAVINÁŘSKÉM PRŮMYSLU Pombar, A, Gallardo, C.S., and Rodríguez, L.A Area de Microbiologia, Facultad de Ciencias, Campus de Ourense. As Lagoas Ourense labmicrobiologia@uvigo.es ÚVOD Kontaminace potravin je vážným problémem v potravinářském průmyslu, z důvodu možného výskytu produktů nepřijatelných pro lidskou konzumaci. Skladování potravin je používané ve velkém rozsahu, z tohoto důvodu však důsledky ztrát způsobené kontaminací potravin v této fázi výroby, by mohly být jak objemově tak finančně velmi vysoké. Kontaminace je v základě smíšený proces, na kterém se podílejí bakterie, kvasinky a vláknité houby, které jsou přítomné jednak v okolním prostředí a ve vlastní základní surovině, tak i u pracovníků a jedná se ve své podstatě o konkurenční proces, ve kterém převládají ty skupiny, které vykazují nejvyšší odolnost vůči podmínkám skladování daného konkrétního produktu. Při srovnání vláknitých hub a bakterií s kvasinkami, vykazují kvasinky podružnou roli ve změnách potravin. Aby mikroorganismy byly schopné se množit v chladících a výrobních prostorách, musí být především schopny přilnout k povrchu materiálů. Materiály s povrchy málo náchylnými k ulpívání bakterií, by tedy výrazně snížily problémy kontaminace. Existence volných záporných nábojů obsažených v konstrukčních materiálech použitých na výrobu povrchů, by mohla vyvolat antagonistický účinek částic vůči zvýšenému procentuálnímu množství bakterií podílejících se na kontaminaci, gram negativních, neboť tyto na svém povrchu rovněž obsahují záporné náboje, což vyvolává odpudivý elektrostatický účinek. Tato vlastnost, kterou bychom mohli definovat jako vrozenou /vlastní / obkladovým materiálům, by se však časem mohla ztrácet z důvodu špatné údržby a čištění povrchu materiálů, neboť záporný povrchový náboj by se mohl postupně pomalu ztrácet z důvodu změny ph a to by podpořilo ulpívání bakterií. Jedinou možností obrany proti tomuto efektu je tedy dodržování správné praxe a postupů při dlouhodobém ošetřování a čistění těchto povrchů. Str. 1 z 9

2 Kromě toho velmi často ulpívají mikroorganismy i společně s organickými i anorganickými zbytky na nepravidelnostech, mezerách či poškozených místech povrchu, které vznikají v průběhu manipulace, provozu či čištění (škrábance, odřeniny, praskliny po nárazech atd.). Přítomnost organických usazenin (zejména bílkovin a cukrů) a také i zbytků buněčných struktur podporuje růst bakterií a hub, tím se mohou vytvářet takzvané biofilmy nebo biopovrchy. Tyto biopovrchy (biofilmy) jsou shluky jak organického, tak i anorganického materiálu, který se usazuje na stěnách a tím ochraňuje a podporuje mikroorganismy. Bakterie, které jsou přítomny v biopovrchu (biofilmu) mohou produkovat rosolovitou látku, která přispívá k přilnutí biopovrchu na materiál a fixaci na materiálu. V těchto biopovrších (biofilmech) mikroorganismy vytvářejí svůj vlastní mikrosvět, ve kterém mohou využít živiny a dále se množit. Na tyto biopovrchy mohou rovněž přilnout i další organismy a přidat své ochranné vlastnosti, z nichž mnohé jsou škodlivé pro lidské zdraví. Desinfekce chladících a výrobních prostor nezabezpečuje sterilitu povrchů. Bakterie mohou přežívat i po provedení desinfekce a využít živné zárodky obsažené ve vodě. Mnohé studie prokázaly, že bakteriální buňky, které ulpívají na površích, jsou rezistentní na chlór. Z tohoto pohledu je nejvíce důležité odstranění těchto biopovrchů (biofilmů) přilepených na povrchu materiálu pomocí kvalitního mechanického očištění povrchů, pro zabránění růstu a množení mikroorganismů, a následná údržba povrchu tak, aby zůstával čistý a nepřilnavý. Prefabrikované sendvičové panely se většinou skládají ze tří základních elementů: 1. Vnitřní nebo žebrované desky 2. Izolace - výplně 3. Vnější obkladové desky Cílem studie je posoudit schopnost bakterií přilnout k vnější straně prefabrikovaného sendvičového panelu, tedy straně, která bude ve styku s potravinami. Pro realizaci této práce byly vybrány následující druhy, nejčastěji se vyskytující v ovzduší, na povrchu skladovacích, provozních a výrobních prostor: Str. 2 z 9

3 Enterokoky mohou být přítomny v surovém hovězím, telecím, vepřovém, jehněčím mase nebo drůbeží, v nepasterizovaném mléku a nepitné neupravené vodě. Po inkubační době pěti dnů vyvolávají průjmová onemocnění, bolestivé střevní potíže podobné při zánětu slepého střeva, nevolnost, zvracení a horečku. Escherichia coli po inkubační době cca. 24 hodin způsobuje silné bolesti břicha, průjem a horečku. Přenáší se pomocí syrového hovězího masa, nepasterovaného mléka, ovoce a zeleniny a neupravené vody. Listerióza je onemocnění, jehož původcem je Listeria Monocytogenes. Její původ je v ovoci,čerstvé zelenině, a potravinách zpracovaných a uskladněných za studena. Příznaky nakažení se často mohou projevovat podobně jako onemocnění chřipkou avšak Listerióza může způsobit spontánní potraty. Salmonelóza je snad nejznámější kontaminace potravin. Její původce je Salmonella Choleraesuis. Šíří se v syrovém mase, zejména v drůbežím. Pro propuknutí potřebuje více jak 48 hodin, a způsobuje horečku, bolesti hlavy, bolesti kloubů, zánět hltanu a bolesti břicha. Stafylokoky, skupina tvořená druhem Staphylococcus Aureus mají svůj původ v pokožce, dýchacích cestách a slinách nakažených lidí, kteří manipulují s potravinami, ve zpracovaném mase, rybách a v mléce a mléčných derivátech. Potřebuje pro inkubaci krátký čas, tj. od jedné do osmi hodin. Způsobuje nevolnost, zvracení, břišní křeče, průjem, bolesti hlavy a horečku. Bakterie Pseudomonas jsou nejvíce rozšířenou skupinou bakterií v čerstvých potravinách z důvodu jejich velkého metabolického potenciálu. Bakterie této skupiny jsou významným činitel změn kvality a rozkladu potravin. Bez ohledu na aspekty zhoršení zeleniny vyvolaných těmito bakteriemi, jsou bakterie Pseudomonas hlavní skupinou bakterií odpovědných za změnu masných výrobků, při jejich nesprávném skladovaní za aerobních podmínek. Některé bakterie této skupiny jsou navíc psychrofilní bakterie (jedná se o širokou skupinu bakterií, které se při dostatku živin pomnožují ve vodě při nižší teplotě). Z tohoto důvodu dochází ke změnám potravin i při jejich úpravě a skladování za nízkých teplot. Kromě výše uvedených skupin bakterií se zahrnuje ke skupinám bakterií vyskytujích se v potravinářství i rod Kluyvera ascorbata, důvodem je důležitost výskytu těchto bakterií při skladování ovoce a zeleniny a tím způsobeným ztrátám. Úkolem této práce je posouzení a zhodnocení přilnavosti výše uvedených typických představitelů kontaminace k obkladovému materiálu GLASLINER (s hladkým povrchem a s reliéfní strukturou povrchu typu 1 a 2). Str. 3 z 9

4 MATERIÁLY A METODY Příprava materiálu 1. Změření povrchu materiálu. 2. Hygienická povrchová úprava zkoumaného materiálu za použití alkoholu a usušení při pokojové teplotě. 3. Vyběr bakteriálních kmenů které budou zkoušené, získání čistých kultur. 4. Zhotovení kontrolních zkušebních bakteriálních vzorků v souladu s obrázkem č.1 5. Příprava 2ml alikvót kontrolních zkušebních vzorků a jejich nanesení na zkoumaný materiál ( Glasliner hladký povrch, Glasliner reliéfní struktura povrchu typu 1 a 2). Inkubace při optimální teplotě růstu mikroorganismů (37 ± 2 C) po dobu 24 ± 2 hodin. Po této době odstranění supernatantu, dvakrát omytí zkoumaného materiálu dostatečným množstvím sterilní destilované vody a přidání 2 ml sterilní destilované vody jako konečného rozpouštědla. Následně se ošetřený materiál se umístí do lázně s ledovou tříští, aby byla dosažena nízká teplota vzorku. Pro separování bakterií přilnutých na zkoumaném vzorku je použit ultrazvuk v režimu: pracovní cyklus = 80 Pracovní pulsy = 5 - Čas = 2 min. Test je následně ukončen v souladu s obrázkem 2. Aby bylo zajištěno, že všechny bakterie ulpívající na zkoumaném materiálu byly separovány na základě použití ultrazvuku, je zkoumaný materiál následně umístěn na kultivační misku, aby bylo zajištěno, že nedochází k růstu bakterií. Počty mikroorganismů obsažených v kontrolních zkušebních vzorcích a počty bakterií na zkoumaných vzorcích materiálů byly měřené za použití přístroje Densimat, třikrát opakované a vyjádřené v CFU / cm2. Všechny testy byly provedeny třikrát. VÝSLEDKY A ZHODNOCENÍ Všechny testované bakteriální kmeny vykazovaly nízkou úroveň adheze na použité zkoumané materiály GLASLINER ( s hladkým povrchem, s reliéfní strukturou povrchu typu 1 a 2 ) ve srovnání s kontrolními zkušebními bakteriálními vzorky. Koncentrace zkoušených mikroorganismů, které přilnuly na zkoumaných materiálech jsou uvedeny na obr 3. Je třeba poznamenat, že neexistují žádné významné rozdíly v přilnavosti na materiál GLASLINER mezi bakteriemi gram pozitivními a gram negativními. Získané výsledky vykazují úroveň adheze mikroorganismů k materiálu GLASLINER s hladkým povrchem srovnatelnou s výsledky získanými v rámci mezinárodních vědeckých studií uskutečněných s materiály schválenými pro potravinářský průmysl, a vykazují nižší úroveň adheze u materiálu GLASLINER s reliéfní strukturou povrchu typu 1 a 2. Str. 4 z 9

5 Na základě použité literatury, pokud srovnáme přilnavost mikroorganismů k materiálům GLASLINER a přilnavost mikroorganismů ke sklu (referenční materiál), je získaná hodnota úrovně přilnavosti mikroorganismů k materiálu GLASLINER s reliéfní strukturou povrchu typu 1 a 2 o několik logaritmických jednotek nižší než v případě skla jako referenčního materiálu a to přesto, že realizované zkoušky byly u materiálu GLASLINER prováděny s 24 hodinovým kontaktem mikroorganismů se zkoumaným materiálem, zatímco v případě skla byly hodnoty získané pouze po tříhodinovém kontaktu skla s mikroorganismy. V důsledku toho je materiál GLASLINER s hladkým povrchem i materiál GLASLINER s reliéfní strukturou povrchu typu 1 a 2 vhodný pro použití jako obkladový materiál v prostředích náchylných k mikrobiální kontaminaci. POUŽITÁ LITERATURA Sommer,P; Martin-Rouas, C and Mettler E. (1999) Influence of the adherent population level on biofilm population, structure and resistance to chlorination. Food Microbiology 16: Seok Chae Min; Scharft, H; Truelstrup Hansen, L and Mackereth, R. (2006). Effects of physicochemical surface characteristics of Listeria monocytogenes strains on attachment to glass. Food Microbiology 23: Ammor,S; Chevallier,I.; Laguet, A; Labadie,J.; Talon, R. And Dufour,E. (2004). Investigation of the selective bactericidal effect of several decontaminating solutions on bacterial biofilms including useful, spoilage and/or pathogenic bacteria. Food Microbiology 21: Sharma,M. And Anand, S.K. (2002). Biofilms evaluation as an essential component of HACCP for food/dairy processing industry- a case.food Control 13: Uzcudun, I,L. (2006). Biofilms bacterianos. Actualidad SEM 37: Piera Serra, G. (2006). Estudio del biofilm: formación y consecuencias. Escola de Prevenció i Seguretat Integral. Sharma, M and Anand, S.K. (2002). Characterization of constitutive microflora of biofilms in dairy processing lines. Food Microbiology 19: Guiamet, P.S. and Gomez de saravia, S.G. (2003). Inhibición de la adherencia bacteriana a superficies metálicas por cubiertas de origen biológico. Publicación Técnica y Didáctica nº 43. Facultad de Ciencias Naturales y Museo, Universidad Nacional de la Plata. Argentina Pompermayer,D.M.C. and Gaylarde, C.C. (2000). The Influence of temperature on the adhesion of mixed cultures of Staphylococcuss aureus and Escherichia coli to polypropylene. Food Microbiology 17: Str. 5 z 9

6 Obr.1 Zhotovení kontrolních zkušebních bakteriálních vzorků ( suspensions control) Laboratorní materiál: 1º. Inkubace 2 ml destilované vody naočkované bakteriální suspenzí v hodnotách 0,5-1 McFarland, při 37 C po dobu 24hod. 2º.- 2 zkumavky s 9,9 ml a 2 zkumavky 9 ml sterilní destilované vody 3º.- TSA kultivační médium Inkubace mikroorganismů na zkoušeném materiálu, následné odstranění supernatantu, omytí zkoumaného materiálu destilovanou vodou a přidání 2 ml destilované vody. Str. 6 z 9

7 Obr.2 Vyhodnocení separováných bakterií přilnutých na zkoumaném vzorku materiálu ( suspension sample ) Laboratorní materiál: - bakterie: 2 ml destilované vody s materiálem po aplikaci ultrazvuku - 4 zkumavky s 9 ml sterilní destilované vody - TSA kultivační médium Str. 7 z 9

8 Obr.3.1 Přilnavost bakteriálních kmenů Vysvětlivky: Control - kontrolní zkušební vzorek Smooth - materiál Glasliner s hladkým povrchem Embossed 1 - materiál Glasliner s reliéfní strukturou povrchu typu 1 Embossed 2 - materiál Glasliner s reliéfní strukturou povrchu typu 2 Str. 8 z 9

9 Obr.3.2 Přilnavost bakteriálních kmenů Vysvětlivky: Control - kontrolní zkušební vzorek Smooth - materiál Glasliner s hladkým povrchem Embossed 1 - materiál Glasliner s reliéfní strukturou povrchu typu 1 Embossed 2 - materiál Glasliner s reliéfní strukturou povrchu typu 2 Str. 9 z 9