Seminář potravinářské mikrobiologie

Transkript

1 Seminář potravinářské mikrobiologie Třešť program Novinky v potravinářské mikrobiologii (i formou přehledových referátů) Kulatý stůl problémy v praxi a jak na ně Referáty PhD studentů Presentace firem

2 Základní aspekty chemické a mikrobiologické bezpečnosti potravin PRAHA Kateřina Demnerová Vysoká škola chemicko - technologická v Praze

3 O čem budeme mluvit - Mikroorganismy a potraviny - Něco o současné legislativě - Směry v potravinářské mikrobiologii - Co nás asi čeká v budoucnosti???

4 Potraviny nejsou sterilní!!!! Kontaminace člověkem Nakládání a příprava potravin konzumenty Potraviny Vzduch, půda, voda Zvířata Výroba, zpracování, marketing

5 Potravinářsky významné mikroorganismy žádoucí nežádoucí Přirozená mikroflóra Čisté potravinářské kultury Patogenní mikroorganismy Mikroorganismy s nežádoucí enzymovou aktvitou

6 Původci onemocnění lidí bakteriální agens virová agens parazitární agens metabolity a toxiny

7 Zákon č. 110/1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích Nařízení komise (ES) č. 2073/2005 (1441/2007) Potraviny nesmějí obsahovat mikroorganismy nebo jejich toxiny či metabolity v množstvích, která představují nepřijatelné riziko pro lidské zdraví.

8 Jednotná Evropská Legislativa

9 Nařízení komise (ES) č. 1441/2007, kterým se mění nařízení (ES) č. 2073/2005 o mikrobiologických kritériích pro potraviny Kap. 1 - Kritéria bezpečnosti potravin Salmonella spp. Listeria monocytogenes Enterobacter (Cronobacter) sakazakii Bacillus cereus enterotoxiny Staphylococcus aureus biogenní aminy Kap. 2 - Kritéria hygieny výrobního procesu maso a výrobky z něj mléko a mléčné výrobky vaječné výrobky produkty rybolovy zelenina a ovoce a výrobky Kap. 3 - Pravidla pro odběr vzorků a přípravu zkušebních vzorků

10 Jak se vyrovnáváme s hlavním cílem zajištěním bezpečných potravin? Preventivní principy systému HACCP již téměř zdomácněly v potravinářském průmyslu. Zlepšila se hygiena výroby potravin. Studium možností snížení výskytu onemocnění vyvolaných salmonelami a kampylobaktery. Studium resistence bakterií k antimikrobiálním látkám

11 Za co vlastně vděčíme HACCP??? Hazard Analysis and Critical Control Point Potřeba rychlých metod stanovení potravních patogenů urychlila vývoj nových metod Moderní kultivační mikrobiologické metody Imunochemické metody Molekulární biologické metody Hmotnostní spektrometrie (mass spectrometry, MS) metody MALDI TOF Nanobiosensory

12 Jak se vyrovnáváme s hlavním cílem zajištění bezpečných potravin Preventivní principy systému HACCP již téměř zdomácněly v potravinářském průmyslu. Zlepšila se hygiena výroby potravin. A co tržní síť a prodej potravin konečnému spotřebiteli? Studium možností snížené výskytu onemocnění vyvolaných salmonelami a kampylobaktery. Studium resistence bakterií k antimikrobiálním

13 Jak se vyrovnáváme s hlavním cílem zajištění bezpečných potravin Preventivní principy systému HACCP již zdomácněly v potravinářském průmyslu. Zlepšila se hygiena výroby potravin. Další studium možností snížení výskytu onemocnění vyvolaných bakteriemi např. salmonelami a kampylobaktery. Studium resistence bakterií k antimikrobiálním látkám

14 Trend výskytu kampylobakterióz a salmonelóz v České republice v letech (zdroj EPIDAT) nemocnost na obyvatel salmonelózy kampylobakteriózy

15 Trend výskytu listerióz v České republice v letech (zdroj EPIDAT) počet hlášených případů

16 Jak se vyrovnáváme s hlavním cílem zajištění bezpečných potravin Preventivní principy systému HACCP již zdomácněly v potravinářském průmyslu. Zlepšila se hygiena výroby potravin. Další studium možností snížení výskytu onemocnění vyvolaných bakteriemi např. salmonelami a kampylobaktery. Studium resistence bakterií k antimikrobiálním látkám

17 Resistence Rychlá evoluce přenos genů nové vlastnosti Indie, Belgie - bakterie, která produkuje enzym NDM-1, který vyvolává rezistenci vůči širokospektrálním antibiotikům.

18 A co nás čeká???

19 Hlavní směry studia Uplatnění výsledků studia regulace buněčného metabolismu adaptace na stres, tvorba biofilmů, enterotoxiny atd. Sledování výskytu nových mikroorganismů podílejících se na kažení potravin rezistentní kmeny k dlouhodobě užívaným konzervačním látkám. Využití metagenomika bakterií k jejich určení (např. u bakterií GIT využití C 13 isotopu, většina je nekultivovatelných). Studium principů a podstaty resistence Studium nových antimikrobiálních látek typů bakteriocinů a etherických olejů rostlin.

20 Louis Pasteur ( ) Pánové, jsou to mikrobi, které mají poslední slovo

21 Nálezy salmonel u drůbeže v tržní síti: výsledky studie MIKROMON v letech Salmonella Enteritidis je nejčastěji hlášeným původcem salmonelóz u lidí. Nejvýznamnějším rezervoárem salmonel je hrabavá drůbež (Gallus gallus), kam kromě slepic spadají i brojleři (kuřata chovaná na maso). Z výsledků studie MIKROMON vyplývá, že konzumace kuřecího masa se na humánních infekcích podílí jen okrajově a majoritním zdrojem salmonel jsou pro humánní populaci slepičí vejce a maso.

22 Výskyt patogenních mikroorganismů Listeria mezinárodní tvarůžky 2009/2010 Shigella České Budějovice Salmonely - Zlínsko zdroj není identifikován 2009/2010 Listeria - Plzeň 2008/2009/2010 zdroj nepodařilo potvrdit

23 Děkuji za pozornost

24

25 Využití typizace k identifikaci zdrojů a cest šíření patogenních bakterií Typizace metoda hlubší identifikace baktérií např. sérotypizace metoda porovnávací porovnávání příbuznosti izolátů na úrovni DNA (fingerprinting) metody na bázi PCR makrorestrikční analýza bakteriálního genomu Využití epidemiologické šetření - slouží k analýze vlastností izolátů téhož druhu - průkazu genetické příbuznosti izolátů zachycených při epidemii - možnost odlišení epidemiologicky nesouvisejících izolátů analýza baktérií environmentálního původu Určování zdrojů kontaminace při výrobě nebo prodeji potravin

26 Rozdělení metod typizace mikroorganismů Fenotypu Klasická taxonomie baktérií Genotypu 1. metabolismus 2. morfologie 3. fyziologie chemotaxonomie založena na molekulárně-biologickém principu

27 Jak se vyrovnáváme s hlavním cílem zajištění bezpečných potravin Preventivní principy systému HACCP již téměř zdomácněly v potravinářském průmyslu. Zlepšila se hygiena výroby potravin. Studium možností snížené výskytu onemocnění vyvolaných salmonelami a kampylobaktery. Studium resistence bakterií k antimikrobiálním látkám

28 Resistence Rychlá evoluce přenos genů nové vlastnosti Indie, Belgie - bakterie, která produkuje enzym NDM-1, který vyvolává rezistenci vůči širokospektrálním antibiotikům.

29 A co nás čeká???

30 Hlavní směry studia Uplatnění výsledků studia regulace buněčného metabolismu adaptace na stres, tvorba biofilmů, enterotoxiny atd. Sledování výskytu nových mikroorganismů podílejících se na kažení potravin rezistentní kmeny k dlouhodobě užívaným konzervačním látkám. Využití metagenomika bakterií k jejich určení (např. u bakterií GIT využití C 13 isotopu, většina je nekultivovatelných). Studium principů a podstaty resistence Studium nových antimikrobiálních látek typů bakteriocinů a etherických olejů rostlin.

31 Louis Pasteur ( ) Pánové, jsou to mikrobi, kteří mají poslední slovo

32 Děkuji za pozornost

33 Gastrointestinální trakt - GIT Složení populace GIT ovlivňuje lidské zdraví. Produkce bakteriocinů a specifických mastných kyselin jako je CLA (conjugated linoleic acid), producentem jsou bifidobakterie mění složení mastných kyselin v játrech a tukové tkáni. Zlepšení nastalo po perorálním podání směsi vybravých LAB a bifidobakterů.

34 Adaptace patogenů na vlivy prostředí Jeden z důvodů výskytu salmonel je jejich vynikající schopnost zvládat stresové podmínky. Nejnovější studie ukázaly na komplexní povahu reakce salmonel na environmentální signály (teplota, ph, osmolarita, redox, antimikrobiální peptidy a hladovění). Vícenásobné promotory umožňují expresi genů na více signálů najednou. H-NS, DNA-vazebný protein, asociovaný s nukleoidem, byl u enterobakterií objeven již před 35 lety, teprve následně byl a rozpoznána jeho funkce a vysoce pleiotropní účinek na regulaci genů.

35 Adaptace patogenů na vlivy prostředí Jeden z důvodů stálého výskytu salmonel je jejich vynikající schopnost zvládat stresové podmínky. Nejnovější studie ukázaly na komplexní povahu reakce salmonel na environmentální signály (teplota, ph, osmolarita, redox, antimikrobiální peptidy a hladovění). Vícenásobné promotory umožňují expresi genů na více signálů najednou. H-NS, DNA-vazebný protein, asociovaný s nukleoidem, byl u enterobakterií objeven již před 35 lety, teprve následně byl a rozpoznána jeho funkce a vysoce pleiotropní účinek na regulaci genů.

36 H-NS schopnost zhášet transkripci AT bohatých úseků DNA. Přednostní vazba na sekvence bohaté na AT-obsah nežli na vlastní (residentní) genom umožňuje proteinu H-NS potlačit expresi cizí DNA procesem známým jako xenogeneic silencing. Countersilencing pak rozmanitými mechanismy umožňuje evoluční získání horizontálně vnesených genů a jejich integraci do pre-existující regulačního řetězce.

37 Gene silencing F.C.Fang Curr Opin Microbiol April; 11(2):

38 Polymerase chain reaction PCR Kary Mullis Nobel prize for chemistry, 1993

39 Průběh PCR - animace

40 Mikrobiologická analýza potravin Vzorky potravin jsou nakupovány v obchodní síti Výběr potravin je prováděn podle spotřebního koše a podle pravděpodobnosti výskytu sledovaných patogenů

41 Laboratorní metody detekce mikroorganismů přímé nepřímé 1. kultivační 2. mikroskopické 3. imunochemické 4. molekulárně biologické 1. impedanční 2. ATP 3. metabolická aktivita 4. Hmotnostní spektrometrie MALDI TOF

42 Metody typizace IDENTIFIKACE - zařazení neznámých izolátů (rod, druh, poddruh) TYPIZACE - zařazení neznámých kmenů pod úroveň druhu (poddruhu) FINGERPRINTING - vzájemné porovnání kmenů jednoho druhu poddruhu nebo variety

43 Fenotypové typizační metody BIOTYPIZACE - zkoumání vlastností kultur na základě biochemických vlastností (API, Enterotest, Stafytest atd.) SÉROTYPIZACE - nejstarší typizační technika, sklíčková, mikrozkumavková, Ag O:H REZISTENCE k AML - zkoumání citlivosti kultur k antimikrobiálním látkám (disková difuzní, metoda MIC) FÁGOVÁ TYPIZACE