Význam a klasifikace jednotlivých druhů a skupin mikroorganismů významných z potravinářského a hygienickéhio hlediska

Transkript

1 Význam a klasifikace jednotlivých druhů a skupin mikroorganismů významných z potravinářského a hygienickéhio hlediska

2 Kontrola potravinářských výrob tradiční kontrola moderní koncepce: HACCP systém A) odhad nebezpečí založený hlavně na evidenci epidemiologie, spojený s kultivací, sklizní, technologickým procesem, distribucí, přípravou a použitím surového materiálu a potravinářských výrobků B) stanovení kritických kontrolních bodů C) zavední metod na monitorování kritických kontrolních bodů

3 Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP) Správná laboratorní praxe Good Laboratory Practice (GLP) Správná výrobní praxe- Good Manufacturing Practice (GMP) HACCP program vznikl v 60. letech v NASA-USA, s cílem zajistit nulové riziko z potravin připravovaných pro kosmonauty V r přijat US Food and Drug Administration pro kontrolu nekyselých konzervovaných potravin

4 HACCP analýza nebezpečí určení kritických kontrolních bodů stanovení kritických kontrolních bodů monitorování kritických kontrolních bodů záznam o odchylkách kontrolních bodů dokumentace Verifikace Pro HACCP jsou nutné multidisciplinární týmy: technolog, inženýr (technik) a manažer jakosti

5 hazard znamená zdroj nebezpečí-nepřijatelná kontaminace, růst a přežití mikroorganismů, které mohou ovlivnit bezpečnost nebo dobu udržnosti dané potraviny risk je odhad pravděpodobnosti výskytu určitého nebezpečí Clostridium botulinum představuje nejvyšší kategorii nebezpečí (hazardu), ale riziko (risk) tohoto nebezpečí je velmi nízké

6 Určování udržitelnosti potravin Celkový počet mikroorganismů Počet mikroorganismů působících kažení potravin negativně ovlivňují jakost nebo skladovatelnost potravin znehodnocují potravinu

7 Rozdíl mezi zdravotní a hygienickou závadností Založen na různé pravděpodobnosti vzniku zdravotního efektu Zdravotně závadné: Poškození zdraví je pozorovatelné s velkou pravděpodobností u průměrných jedinců v populaci Příklady: Mikrobiální agens: Počet salmonel v dávce vyšší než infekční dávka, t.j.: 100 buněk Výsledek: Běžný konzument onemocní Chemické agens: Dávka solaninu, je rovna nebo vyšší než 3mg/kg hm./den Výsledek: Neurologické poruchy konzumenta Hygienicky závadné: Poškození zdraví je pozorovatelné s malou pravděpodobností. Postiženou částí populace mohou být jedinci - citlivější geneticky, mladí, staří, oslabení a pod. U průměrných jedinců existuje jen malá pravděpodobnost poškození zdraví Příklady: Mikrobiální agens: Celkový počet mikroorganismů je zvýšený. Výsledek: Pro zdravého, průměrného jedince nepředstavuje riziko onemocnění, avšak oslabený jedinec může reagovat jinak a výsledkem může být řetězec změn končící zdravitním postižením jedince. Chemické agens: Dávka solaninu, na př. u brambor asi 200mg/kg brabor což odpovídá denní dávce 1mg/kg hm Výsledek: Může v kombinaci s expozicí některých pesticidů znamenat jisté riziko onemocnění pro citlivé jedince

8 Určování zdravotní nezávadnosti potravin Indikátorové mikroorganismy Podmíněnně patogenní mikroorganismy vyvolávájící alimentární infekce Patogenní mikroorganismy vyvolávájící alimentární intoxikace

9 Gram negativní tyčinky Gram negativní tyčinky Gram negativní tyčinky Gram negativní tyčinky Mikroorganismy působící kažení potravin Gram pozitivní nesporulující tyčinky Pseudomonas Alteromonas Acetobacter, Acetomonas, Gluconobacter Fer.:Enterobacteriaceae: Escherichia coli Nefer.:Acinetobacter, Xanthomonas Koryneformní bakterie Corynebacterium Potraviny bohaté na bílkoviny při cladicích teplotách Alkoholické nápoje Limonády Většina potravin. bílkovinných surovin Většina potravin. bílkovinných surovin Nakládané maso a párky, čerstvé maso vakuuově balené,zelenina Gram pozitivní koky Gram pozitivní nesporulující tyčinky Aer.: Micrococcus Fak.aer.: Staphylococcus Homoferm a heteroferm. Lactobacillus sp. Mléčné výrobky, solené maso Mléko, mléčné výrobky, ferment. mléč. výrobky, maso a zelenina balená ve vakuu

10 Mikroorganismy působící kažení potravin Gram pozitivní koky Gram pozitivní sporotvorné tyčinky Gram pozitivní sporotvorné tyčinky Fak.anaer. mléčné bak.: Streptococcus, Lactococcus, Leuconostoc Aerobní nebo fakultativně anaer. Bacillus sp. Striktně anaerobní bakterie rodu Clostridium Nakladené maso, nízká konc. soli, mléčné výrobky Ohřívané jídlo ph cca 4 Ohřívané jídlo ph>4,5, bez kyslíku kvasinky plísně Převážně fak.anaer.: Saccharomyces, Candida, Zygosaccharomyces Převážně striktní aerobní Penicillium, Aspergillus Potraviny s nízkým ph a nízkou vodní aktivitou s nízkým O 2 Potraviny s nízkým ph a nízkou vodní v atmosféře O 2

11 Mikroorganismy působící kažení potravin Mesofilní aerobní a fak. anerobní bakterie Kvasinky a plísně Sporotvorné bakterie: - aerobní a fak. anaerobní - mesofilní - termofilní, anaerobní Psychrofilní a psychrotrofní Kyselinotvorné Proteolytické Lipolytické Slizotvorné halofilní, osmolifní, osmotolerantní

12 Kyselinotvorné : Bacillus, Clostridium, Streptococcus, Pediococcus, Leuconostoc, Staphylococcus, Lactobacillus, Propionibacterium, Bifidobacterium, čeleď Enterobacteriaceae, Acetobacter, plísně, kvasinky Lipolytické: Pseudomonas, Rhizopus, Geotrichum, Aspergillus, Penicillium, Debaryomyces, Rhodotorula, Hansenula, Candida, Yarrowia Proteolytické: Bacillus, Clostridium, Proteus, Serratia, Mucor, Thamnidium, Geotrichum, Aspergillus, Penicillium

13 Patogenní mikroorganismy min.tepota růstu nízká Listeria monocytogenes, Yersnia enterolitica, Vibrio parahaemolyticus. Aeromonas hydrophila, Salmonella sp odolnost vůči teplotě nízká vysoká Clostridium botulinum E střední vysoká Escherichia coli entropatogenní kmeny Staphylococcus aureus Campylobacter jejuni Campylobacter coli Clostridium perfringens Clostridium botulinum A Clostridium botulinum B (bez proteolytických enzymů)

14 Bakteriální původci onemocnění z potravin (2) Listeria monocytogenes potraviny určené pro kojeneckou a dětskou výživu potraviny určené k přímé spotřebě (kromě níže uvedených) masné výrobky o a w nižší než 0,92 mražené krémy, zmrzliny apod. ryby uzené studeným kouřem negat/25 negat/25 Shigella spp. potraviny určené k přímé spotřebě negat/ Koagulázopozitivní stafylokoky (Staphylococcus aureus a další druhy) Vibrio parahaemolyticus potraviny neurčené k přímé spotřebě potraviny určené k přímé spotřebě potraviny pro kojeneckou a dětskou výživu - neurčené k přímé spotřebě - určené k přímé spotřebě ryby, měkkýši, korýši a hlavonožci z vod tropických a subtropických pásem určené k přímé spotřebě negat/25 Yersinia enterocolitica Potraviny určené k přímé spotřebě negat/25

15 Nařízení (ES) č. 2073/2005 Sledování přítomnosti MO v potravinách: Během doby údržnosti: - Listeria monocytogenes - Salmonella - Stafylokokové enterotoxiny - Enterobacter sakazakii - E. coli - Histamin Ve výrobním procesu: - Kolonie aerobních MO - Enterobacteriaceae - Salmonella - E. Coli - Koagulázopozitivní stafylokoky - (Bacillus cereus)

16 Nařízení (ES) č. 1441/2007 Mikrobiologická kritéria pro potraviny: Kap. 1: Kritéria bezpečnosti potravin Kap. 2: Kritéria hygieny výrobního procesu - maso a výrobky z něj - mléko a mléčnévýrobky - vaječné výrobky - produkty rybolovu - zelenina a ovoce a výrobky Kap. 3: Pravidla pro odběr vzorků a přípravu zkušebních vzorků

17 Nařízení (ES) č. 1441/2007 Salmonelly a Cronobacter (Enterobacter) sakazakii jsou nejnebezpečnější MO v počáteční kojenecké výživě, výživě určené pro zvláštní léčebné účely a pokračovací kojenecké výživě Nepřítomnost v 10 g / 30 vzorků Zohlednění platné specifikace Codexu týkající se výrobků ze sušeného mléka, potravin pro kojence a děti a histaminové kritérium pro některé ryby a produkty rybolovu Při označování potravin, nutno uvést návod použití potraviny

18 Kriteria bezpečnosti potravin Kategorie potravin/ mikroorganismus/ plán odběru vzorků/ limity/ metoda/ fáze m M 1.1 Potraviny určené Listeria monoytogenes nepřítomnost ve 25 g k přímé spotřebě pro kojence a potraviny n c EN/ISO určené k přímé spotřebě 10 0 pro zvláštní léčebné účely produkty uvedené na trh během doby údržnosti 1.2 Potraviny určené Listeria monoytogenes 100 KTJ/g EN/ISO k přímé spotřebě, které podporují růst L.mono- n c produkty uvedené na cytogenes, jiné než pro 5 0 trh během doby údržnosti kojence a pro zvláštní léčebné účely nepřítomnost ve 25 g před tím, než potravina opustí bez prostřední kontrolu provozovatele potra- vinářského podniku, který ji vyrobil n počet jednotek tvořících vzorek c počet jednotek vzorku, jejichž hodnoty převyšují m nebo leží mezi m a M

19 Hodnota D Mnoho druhů mikroorganismů jsou patogeny, schopné vyvolávat onemocnění ostatních organismů. Proces sterilizace, jakým je tepelné působení je ničí. D-hodnota odpovídá délce času nutného k decimálnímu snížení počtu. Čas nutný za dané teploty k usmrcení 90% mikroorganismů byl studován. Je-li snížení množství organismů o jeden řád, pak zůstává živých pouze 10% z původní populace. Obecně, každý tepelně odolný organismus má svou jedinečnou D-hodnotu. Uvádíme-li D hodnoty je nutné vyznačit teplotu pro kterou byly naměřeny jako dolní index. Např. hypotetický organismus byl redukován o 90% po vystavení teplotě 62 stupňů Celsia po 2 minuty, tudíž tato D-hodnota by s měla psát jako D 62C = 2 (minuty).

20 Hodnota D Obecně, každá skupina organismů rezistentních ke sterilizaci je charkterizovaná jedinečnou D- hodnotou. U popisu D hodnot je obvyklé uvádět testovanou teplotu jako subscript k D. Např., hypothetická bakterie je redukovaná na 90% po expozici 60 stupňů Celsia za 2 minuty. Tudíž D-hodnota se bude psát D 60C = 2 min. Měření D-hodnoty je také prováděno k určení účinnosti desinfekce jak snižuje počet microbů přítmných v daném prostředí.

21 Působení antimikrobiálních látek Některé látky přítomné v prostředí mají na mikroorganizmy nepříznivý vliv v důsledku svého specifického složení (antimikrobiální). Mikrobistatické - látky zastavující rozmnožování mikroorganizmů Mikrobicidní látky usmrcující mikroorganizmy Vliv koncentrace (účinek stimulační)

22 Podle mechanizmu účinku dělíme antimikrobiální látky Látky poškozující strukturu buňky nebo její funkci (např. buněčná stěna, cytoplazmatická membrána, ribozomy) Látky působící na mikrobiální enzymy (oxidační činidla, chelatační látky, těžké kovy, antimetabolity) Látky reagující s DNA reagující s DNA (např. chemické mutageny alkylační nebo dezaminační činidla, cytostatika)

23 Cílová místa působení AML na bakteriální buňku

24 Přítomnost antibakteriálních látek (biocidů) v potravinách Některé potraviny obsahují přirozené antimikrobiální látky (koření, minerální oleje, česnek, hořčice, med) Kravské mléko obsahuje laktoferrin, laktoperoxidázový systém, lysozym, kasein Vejce lysozym, conalbumin, ovotransferrin, avidin

25 Antimikrobiální enzymy Jsou hojně rozšířeny v přírodě a hrají důležitou roli při obranných mechanizmech živých mikroorganizmů proti infekcím. Hydrolázy degradují klíčové struktury buněčných stěn (peptidoglykan) Oxidoreduktázy vytváří reaktivní molekuly, které rozrušují vitální proteiny v buňce.

26 Antimikrobiální enzymy Bakteriolytické 1. N-acetylhexosaminidázy katalyzují štěpení glukosidických vazeb sacharidů peptidoglykanu 2. N-acetylmuramyl-L-alaninamidázy katalyzují štěpení mezi sacharidovou a peptidovou částí peptidoglykanu 3. Endopeptidázy hydrolyzují peptidové vazby peptidoglykanu 4. Ostatní chitinázy, ß-glukanázy

27 Antimikrobiální enzymy Oxidoreduktázy Glukozooxidázy jsou produkovány některými plísněmi, podstata cytotoxicity spočívá v tvorbě peroxidu vodíku (oxidace glukózy na kys. glukonovou a H 2 O 2 ) Laktoperoxidázy se vyskytují např. ve slinách, mléce (oxidace thiokyanátu na hyperthiokyanát) Laktoferrin je glykoprotein tvořící komplexy s ionty železa

28 Antimikrobiální enzymy Bakteriolytické Lysozym je aktivní především u G pozitivních bakterií.

29 Dezinfekční látky Sanitace = čištění a dezinfekce Čištění odstranění nečistot a zbytků organického materiálu Dezinfekce odstranění mikroorganismů. Teplota a doba působení čistících a dezinfekčních prostředků!

30 Dezinfekční látky buněčná stěna - poškození cytoplazmatická membrána indukce difuze látek z buňky, inhibice enzymů CM, oslabení elektrochemického potenciálu CM cytoplazma koagulace enzymů, ribozomů, NK Dezinfekční mechanizmus Dezinfekční mechanizmus - oxidace, hydrolýza, tvorba solí s bílkovinami, koagulace bílkovin, změny permeability, poškození enzymatického systému, mechanická disrupce.

31 Anorganické sloučeniny Silné kyseliny a silné zásady - poškozují BS a CM x poškozují povrchy zařízení Hašené vápno - dezinfekce stěn, kvasných kádí, atd. Uhličitan sodný, fosforečnan sodný, polyfosfáty - odstranění zbytků tuků a bílkovin x polyfosfáty ekologicky nežádoucí (eutrofizace vod) Oxid siřičitý Oxid siřičitý - síření ovocných a vinných polotovarů, síření sudů, sklepů, atd.

32 Anorganické sloučeniny Oxid uhličitý - uchovávání ovocných šťáv Organocíničité sloučeniny - Lastanoxy - antifugální účinek, nátěry stěn, omítek, atd. Sloučeniny chlóru Sloučeniny chlóru - plynný chlór dezinfekce vody - chlorové vápno desinfekce podlah, skladovacích ploch - chloramin směsné čistící prostředky, velmi časté použití v lékařství i potravinářství

33 Anorganické sloučeniny Jodové preparáty - Jodonal M desinfekce mléčné žlázy Peroxid vodíku Peroxid vodíku - sterilizace korunkových uzávěrů, obalů z plastu (kelímky, tetrapakové obaly,atd.), sýrařství

34 Organické sloučeniny Organické kyseliny konzervace potravin - kyselina benzoová - kyselina sorbová (plísně) - kyselina mravenčí (kvasinky, plísně) Kyselina peroctová - Persteril Povrchově aktivní látky - mýdla (sodné soli vyšších MK) - kvartérní amoniové báze (Ajatin, Septonex) Antibiotika - nisin (konzervace potravin)

35 Konzervace potravin Běžné metody používají následující procesy: sušení, sprejové sušení, lyofilizace, ( freeze drying), mražení, vakuové balení, výroba konzerv, konzervace cukernými roztoky, krystalizace cukru, ozařování, přídavky konzervačních látek, balení do inertní atmosféry, oxid uhličitý. Ostatní metody nejen pomáhají uchovat potraviny, ale dávají chuť, nakládání ( pickling), nasolování, uzení, zalévání do cukru, alkoholu.

36 Přehled procesů Konzervační procesy zahrnují: Tepelné ošetření s cílem usmrtit nebo denaturovat microorganismy (např.var) Oxidace (např. užití oxidu siřičitého) Toxická inhibice (např. uzení, užití oxidu uhličitého, ocet, alkohol) Dehydratace (sušení) Osmotická inhibice (např. užití sirupů) Inaktivace nízkými teplotami (např. mražení) Ultravysoký tlak vody (t.zv. studená pasterace, tlak usmrcuje jak patogeny, tak mikroorganismy vyvolávající kažení potravin) Mnoho kombinací shora uvedených metod