Mikrobiologická bezpečnost potravin

Transkript

1 Mikrobiologická bezpečnost potravin

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

3 Zkušební laboratoř Akreditace od (ČIA) Detekce potravních patogenů založených na standarních normativních metodách založených na molekulárně genetických metodách -Salmonella sp. -Listeria monocytogenes DNA čipy -Campylobacter sp - Cronobacter sakazakii PCR Polymerasová řetězová reakce Detekce a kvantifikace GMO v potravinách a potravinových surovinách využití vysoce citlivých systémů PCR a Real on Time PCR člen ENGL (European Network of GMO laboratories) člen sítě GMO laboratoří v ČR a SR založených na imunochemických metodách -Cronobacter sakazakii

4 Vnímání rizik z příjmu cizorodých látek laická veřejnost odborníci Rezidua pesticidů Kontaminanty životního prostředí Potravinová aditiva Mikrobiologická kontaminace Přírodní toxiny

5 Vnímání rizik z příjmu cizorodých látek laická veřejnost odborníci Rezidua pesticidů Kontaminanty životního prostředí Potravinová aditiva Mikrobiologická kontaminace Mikrobiologická kontaminace Přírodní toxiny Kontaminanty životního prostředí Rezidua pesticidů Přírodní toxiny Potravinová aditiva

6 Definice Bezpečnost potravin je vnímána různě různými skupinami konzumentů. - potravina, se kterou bylo vhodně zacházeno v odpovídajícím prostředí - mytí rukou, čisté oblečení - vitaminy a minerály ne pesticidy a další nebezpečné látky - nekontaminované potraviny - nepůsobící onemocnění - značení?

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

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

9 Bezpečnost potravin Nemoci způsobené potravinami jsou pravděpodobně nejrozšířenějším zdravotním problémem v současném světě a jsou významnou příčinou ekonomických ztrát WHO

10 Bezpečnost a kvalita potravin Bezpečnost potravina nesmí způsobit onemocnění Trvanlivost potravin - udržnost kvality, konzument nemusí potravinu spotřebovat ihned po zakoupení Stála kvalita důvěra konzumenta

11 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

12 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

13 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

14 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

15 Určování udržitelnosti potravin Celkový počet mikroorganismů Počet mikroorganismů působící kažení potravin negativně ovlivňují jakost nebo skladovatelnost potravin znehodnocují potravinu

16 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 zdravotním postižením jedince. Chemické agens: Dávka solaninu, na př. u brambor asi 200mg/kg brambor což odpovídá denní dávce 1mg/kg hm Výsledek: Může v kombinaci s expozicí některých pesticidů znamenat jisté riziko onemocnění pro citlivé jedince

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

18 Mikroorganismy působící kažení potravin Gram negativní tyčinky Pseudomonas Alteromonas Potraviny bohaté na bílkoviny při chladicích teplotách Gram negativní tyčinky Gram negativní tyčinky Gram negativní tyčinky Gram pozitivní nesporulující tyčinky Acetobacter, Acetomonas, Gluconobacter Fer.:Enterobacteriaceae: Escherichia coli Nefer.:Acinetobacter, Xanthomonas Koryneformní bakterie Corynebacterium 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

19 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

20 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

21 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

22 Bakteriální původci onemocnění z potravin (1) Mikroorganismus Kategorie potravin Nejvyšší mezní hodnota na g (ml) Bacillus cereus potraviny neurčené k přímé spotřebě potraviny určené k přímé spotřebě potraviny určené pro kojeneckou a dětskou výživu Termotolerantní Campylobacter Clostridium perfringens E. coli O 157 a verocytotoxin prod. E.coli (VTEC) Salmonella spp. potraviny určené k přímé spotřebě potraviny neurčené k přímé spotřebě potraviny určené k přímé spotřebě potraviny určené pro kojeneckou a dětskou výživu všechny druhy potravin potraviny určené pro kojeneckou a dětskou výživu potraviny určené k přímé spotřebě negat/ negat/25 negat/50 negat/25

23 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/25 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

24 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.

25 SBÍRKA PŘEDPISŮ ČESKÉ REPUBLIKY PROFIL PŘEDPISU: Vyhláška o mikrobiologických požadavcích na potraviny, způsobu jejich kontroly a hodnocení Citace: 132/2004 Sb. Částka: 42/2004 Sb. Rozeslána dne: Druh předpisu: Vyhláška Autoři předpisu: Ministerstvo zdravotnictví Datum přijetí: 12. března 2004 Datum účinnosti od: 30. dubna 2004 Vydáno na základě: 110/1997 Sb. 19 odst.1 písm. b) Předpis ruší: 294/1997 Sb.; 91/1999 Sb. Související předpisy EU: 31989L0397

26 Ministerstvo zdravotnictví stanoví podle 19 odst. 1 písm. b) zákona č. 110/1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích a o změně a doplnění některých souvisejících zákonů, ve znění zákona č. 146/2002 Sb., (dále jen "zákon"): 1 (1) Vyhláška stanoví mikrobiologické požadavky na potraviny uváděné do oběhu, způsob jejich kontroly a způsob hodnocení potravin z mikrobiologického hlediska. (2) Mikrobiologické požadavky na balenou pitnou vodu, balenou stolní vodu, balenou kojeneckou vodu a balenou přírodní minerální vodu stanoví zvláštní právní předpis.1) (3) Potraviny uváděné do oběhu musí vyhovovat mikrobiologickým požadavkům stanoveným v přílohách č. 1 až 4.

27 Mikrobiální hodnocení dětské výživy (1997) 12.3 Dětská výživa cereální Dětská výživa vyžadující zahřátí-dehydratovaná krupička n c m M CPM Koliformní bakterie Salmonella 5 0 0/25 - Staphylococcus aureus Bacillus cereus Kvasinky Plísně

28 PŘÍPUSTNÉ HODNOTY PRO POTRAVINY URČENÉ PRO KOJENECKOU A DĚTSKOU VÝŽIVU Počáteční a pokračovací kojenecká výživa (dehydratovaná) PH Celkový počet mikroorganismů 10 4 Enterobacteriaceae 10 Koagulázopozitivní stafylokoky 50 Salmonella spp. negat/50 Potenciálně toxinogenní plísně Aspergillus flavus*)**) 10 **) Rozumí se tím též Aspergillus parasiticus a Aspergillus nomius. *) Při překročení uvedené hodnoty je pro posouzení rozhodující zjištěný obsah aflatoxinů, viz zvláštní předpis.6)

29 Nařízení komise (ES) č. 2073/2005 o mikrobiologických požadavcích na potraviny Vychází z Nařízení EP a Rady č. 178/2002 a Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 852/2004 o hygieně potravin. Potraviny nesmějí obsahovat mikroorganismy nebo jejich toxiny či metabolity v množstvích, která představují nepřijatelné riziko pro lidské zdraví.

30 Nařízení komise (ES) č. 2073/ Kritéria bezpečnosti potravin 2. Kritéria hygieny výrobního procesu maso a výrobky z něj mléko a mléčné výrobky vaječné výrobky produkty rybolovu zelenina a ovoce a výrobky 3. Pravidla pro odběr vzorků a přípravu zkušebních vzorků

31 Rozdělení kritérií (1) kriteria vztahující se k bezpečnosti potravin (platí během doby údržnosti) L. monocytogenes Salmonella spp. E. sakazakii SA enterotoxiny (E. coli) (histamin)

32 Rozdělení kritérií (2) Kriteria indikující hygienickou přijatelnost (výrobního) procesu CPM Enterobacteriaceae E. coli Koagulasa pozitivní stafylokoky Salmonella spp. L. monocytogenes

33 Odůvodnění L. monocytogenes udržování hodnot pod 10 2 KTJ/g Enterobacter sakazakii indikátor Enterobacteriaceae Vibrio vulnificus a V. parahaemolyticus správná hygienická praxe Noroviry - indikátor E. coli VTEC (verotoxin produkující) indikátor E. coli

34 Nařízení EU a Rady o mikrobiologických kriteriích pro potraviny 5. Sušená kojenecká strava a dětská výživa a dietetické potraviny pro zvláštní lékařské účely Týká se výrobků určených pro děti do 6 měsíců a při překročení limitu pro čeleď Enterobacteriaceae Salmonella neg. v 25 g, c=30 Enterobacter sakazakii neg. v 10 g, c=30 C= počet vzorků

35 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 sp. Listeria monocytogenes Enterobacter sakazakii Bacillus cereus enterotoxiny Staphylococcus aureus biogenní amíny 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

36 Kriteria bezpečnosti potravin Maso a masné výrobky Salmonella spp. Negat./25g: Negat./10g: (c=1) - mleté maso ke spotřebě za syrova - masné výrobky ke spotřebě za syrova - želatina a kolagen - mleté maso určené k tepelné úpravě - mechanicky oddělované maso - drůbeží výrobky určené k tepelné úpravě

37 Kriteria bezpečnosti potravin Mléčné výrobky Salmonella spp. Negat./25 g: - sýry ze syrového mléka (< pasterace) - sušené mléko a syrovátka - mražené výrobky (s výjimkami) Stafylokokové enterotoxiny Nedetek./25 g - sýry - sušené mléko - sušená syrovátka E. sakazakii Negat./10g - kojenecká výživa (n=30)

38 Kriteria bezpečnosti potravin Různé potraviny Salmonella spp. Negat/25 g: - vaječné výroby (s výjimkami) - potraviny k přímé spotřebě obsahující syrová vejce - vaření korýši a měkkýši - živí dvojskořápkoví měkkýši a hlavonožci - naklíčená semena rostlin - krájené ovoce a zelenina - nepasterované ovocné a zeleninové šťávy

39 Kriteria bezpečnosti potravin Produkty rybolovu Histamin (n=9, c=2) - rybí výrobky z ryb obsahujících vysoké množství histidinu m=100 mg/kg M=200 mg/kg - výrobky z uvedených ryb po zrání v láku (marinované) m=200 mg/kg M=400 mg/kg

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 Současné trendy v mikrobiologii potravin

42 počet hlášených případů Trendy kampylobakterióz v ČR *

43 počet hlášených případů Trendy salmonelóz v ČR *

44 Nálezy salmonel v rostlinných produktech epidemické případy v EU Rok Země Vehikulum Sérotyp Počet případů 2000 Nizozemí klíčky mungo Enteritidis Německo anýzový čaj Agona Dánsko bazalkové pesto Anatum > Norsko rukola Thompson Dánsko, UK, Nizozemí bazalkové pesto Senftenberg Norsko, Dánsko, Finsko výhonky vojtěšky Weltverden Finsko ledový salát Newport/Reading Finsko výhonky vojtěšky Bovismorbificans UK výhonky vojtěšky Bareilly 213

45 Nálezy salmonel v rostlinných produktech epidemické případy v USA Rok Státy Vehikulum Sérotyp Počet případů burákové máslo Tennessee rajčata Saintpaul výhonky vojtěšky Saintpaul ? bílý pepř Rissen výhonky vojtěšky 4,5,12:i výhonky vojtěšky Newport pepř Montevideo papája Agona výhonky vojtěšky Enteritidis meloun Panama piniové oříšky Enteritidis burákové máslo Bredeney mango Braenderup meloun Typhimurium ? naklíčená semena Cubana?

46 počet hlášených případů Trendy listerióz v ČR *

47 počet hlášených případů Trendy virových hepatitid v ČR VHA VHE *

48 počet hlášených případů Ostatní virové střevní infekce *

49 počet hlášených případů Trendy tenióz v ČR *

50 Nejvýznamnější původci enterotoxikóz enterotoxiny B. cereus S. aureus (klasické x nové) C. botulinum Wikipedia, SEB

51 Stafylokokové enterotoxiny Vedle klasických SEs (SEA - SEE), pouze SEH, SEG a SEI byly zatím prokázány jako toxiny schopné vyvolat gastroenterický syndrom (Omoe et al., 2002). Intoxikace může být způsobená pozřením potraviny, která obsahuje koncentrace 0,5 0,75 ng.ml -1 nebo g -1 potraviny.

52 Nařízení EP a rady (ES) č. 178/2002 Vymezuje základní rámec potravinového práva Vztahuje se na celý potravinový řetězec Požadavky na bezpečnost potravin oddíl 4, článek Potravina nesmí být uvedena na trh, není-li bezpečná. 2. Potravina se nepovažuje za bezpečnou, je-li považována za škodlivou pro zdraví nebo nevhodnou k lidské spotřebě.

53 Nařízení komise (ES) č. 2073/2005 Jsou využitelná pro úřední kontrolu (podle nařízení 882/2004) Musí je dodržovat provozovatel potravinářského podniku (dle nařízení 852/2004) Zahrnují pravidla vzorkování a přípravu vzorků ke zkoušení Potraviny nesmějí obsahovat mikroorganizmy nebo jejich toxiny či metabolity v množstvích, která představují nepřijatelné riziko pro lidské zdraví.

54 Nařízení komise (ES) č. 1441/2007 ze dne 5. prosince 2007, kterým se mění nařízení (ES) č. 2073/2005 I. Bakterie čeledi Enterobacteriaceae nejsou vhodným kritériem pro detekci bakterií Cronobacter sakazakii v počáteční kojenecké výživě II. Počty spor Bacillus cereus v sušené počáteční kojenecké výživě a sušených dietních potravinách měly být během zpracování co možná nejnižší Změna metodiky detekce SEs

55 Nařízení komise (ES) č. 365/2010 z roku 2010, kterým se mění nařízení (ES) č. 2073/2005 Potravinářská sůl je potravina určená k přímé spotřebě. Podle vědeckých důkazů je přítomnost a přežívání L. monocytogenes v soli za běžných podmínek nepravděpodobná.

56 Nařízení komise (ES) č. 365/2010 z roku 2010, kterým se mění nařízení (ES) č. 2073/2005 0/10g (2006) 0/25g (2010)

57 Nařízení komise (ES) č. 1086/2011 ze dne 27. října 2011 kterým se mění - příloha II nařízení (ES) č. 2160/2003 Evropského parlamentu a Rady - příloha I nařízení Komise (ES) č. 2073/2005, pokud jde o salmonelu v čerstvém drůbežím mase 57

58 Nařízení komise (ES) č. 1086/

59 Sérotypy salmonel v drůbežím mase Komodita Sérotyp (počet) Fágový typ Infantis (8) - Ohio (3) - Stanley (2) - Enteritidis (1) PT3 Typhimurium (1) U302 Drůbeží maso Saintpaul (1) - Indiana (1) - Derby (1) - Tennessee (1) - Montevideo (1) - 9,12:l,v:- (1) - 6,7:-1,5 (1) -

60 Nařízení komise (ES) č. 669/2009 prováděcí nařízení komise (EU) č. 294/2012 Kontrola dovozu potravin ze třetích zemí Salmonella spp. - v čerstvých bylinkách z Thajska a ve vodních melounech z Brazílie noroviry a VHA v jahodách (mražených) z Číny 60

61 Aktuálně řešená témata WG Micro-kritéria Stanovení mikrobiologických kritérií pro semena, naklíčená semena a výhonky rostlin Agens: STEC a ostatní patogeny? - definovat vysoce patogenní kmeny Metody detekce: kultivace a PCR? Hmotnost vzorku: cca 1 kg 61

62 Onemocnění - bakterie rodu Samonella Salmonella spp. Inkubační doba hodin Symptomy zvracení, bolesti hlavy, horečky, křeče v břichu, zimnice Potraviny maso, drůbež, vajíčka a mléčné výrobky Prevence řádné vařené jídla, zabránění sekundární kontaminace

63 Listeria monocytogenes Onemocnění přítomnost bakterie Inkubační doba 2 dny až 3 týdny Příznaky meningitida, septikemie, potraty Potraviny zelenina, nepasterované mléko a sýry, syrové maso Prevence pasterované mléko a ostatní mléčné výrobky, správně vařené jídlo, atp.

64 Staphylococcus aureus Onemocnění toxin produkovaný bakterií Inkubační doba 1-6 hodin Symptomy zvracení, průjem, křeče Cukrářské výrobky s krémem, kuřata, vejce, bramborový salát, smetanové omáčky Prevence ukládání potravin do chladniček, zamezit lidem s otevřenými řeznými ranami přípravovat jídlo

65 Bacillus cereus Onemocnění intoxikace bakterií Doba inkubace 30 minut Symptomy - průjem, křeče a bolesti břicha Potraviny - vařená rýže, kukuřice, brambory těstovin Prevence -uchovávání a vaření jídel za správných teplot

66

67 Campylobacter jejuni/coli Onemocnění bakteriální infekce, i nízké koncentrace buněk Inkubační doba 1-7 dní Symptomy zvracení, křeče, bolesti hlavy Potraviny kuřata, kontaminovaná voda Prevence řádné povaření jídla, zabranění sekundární kontaminace

68 Verotoxin Escherichia coli Původce enteropatogenní E. coli produkující toxiny v lidském střevě Inkubační doba: 2-4 dny Symptomy krvavé průjmy Potraviny syrové a nedovařené hovězí maso, syrové mléko, vojtěška, nepasterizované ovocné džusy, suché salámy, zvěřina prevence - řádné povaření jídla, zabránění sekundární kontaminace, pasterované džusy

69 Yersinia enterocolitica Onemocnění- Infekce bakterií Inkubační doba 1 3 dny Symptomy enterokolitidy simulující slepé střevo Potraviny čerstvé mléko, voda, vepřové maso a ostatní syrové maso Prevence pasterované mléko, řádně povařené jídlo, zabránit sekundární kontaminaci

70 Clostridium perfringens Onemocnění: toxin Inkubační doba: 8-24 hod Symptomy: bolení hlavy, zimnice, průjem, křeče Potraviny: maso, kuřata a jídla uchovávaná teplá, ale ne horká Prevence: rychlé ochlazení jídla

71 Clostridium botulinum Tvorba toxinu v potravině sporotvorné bakterie neprodujkuje toxin při teplotě pod 4 C neprodukuje toxin při ph <4

72 Clostridium botulinum Onemocnění -botulotoxin Doba inkubace hod. Symptomy zvracení, bolení hlavy, sucho v ústech, dvojí vidění, paralýza, dušení Potraviny neutrální prostředí, konzervy, nízko tepelně ošetřená zelenina, maso, párky, ryby Prevence řádné povaření, správné postupy konzervace

73 Norwalk virus Onemocnění infekce virem Inkubační doba hod. Symptomy zvracení, bolesti břicha, křeče, průjem Potravina syrové mořské ryby, ústřice, kontaminovaná voda a les, hotová jídla Prevence adekvátní ošetření odpadu, přísné dodržování hygienických požadavků při manipulaci

74 Faktory ovlivňující růst mikroorganismů v potravinách Vnitřní : živiny, ph, redox potenciál, vodní aktivita,antimikrobiální aktivity Vnější: vlhkost, teplota, atmosféra Implicitní: specifická růstová rychlost, synergismus, antagonismus, komensalismus Technologické: krájení, mytí, balení, záření, pasteurizace

75 Růst mikroorganismů potravinách voda ph struktura kyslík Teplota doba

76 Růstové podmínky pro mikroorganismy Food Acidity Time Temperature Oxygen Moisture Zdroj živin ph Doba Teplota Kyslík Vlhkost

77 Zdroj živin Potraviny představují zdroj živin pro jednotlivé druhy mikroorganismů Nejžádanější jsou potraviny s vysokým obsahem bílkovin

78 Acidita x alkalita ph v potravinách je jedním z určujících faktorů růstu mikroorganismů Bakterie neutrální Kvasinky mírně kyselé Plísně široký rozsah ph

79

80 Doba a prostředí Bakterie mají krátkou generační dobu při špatném skladování dochází k jejich pomnožení v potravinách.

81 Teplota Teplota je další faktor, který hraje důležitou roli při údržbě potravin 5-57 oc - nebezpečná teplotná zóna pro údržbu potravin

82 Atmosféra Aerobní mikroorganismy potřebují pro svůj růst kyslík Anaerobní nikoliv

83 Vlhkost vodní aktivita Přítomnost vody v prostředí kde mají růst a rozmnožovat se, je pro mikroorganismy limitující faktor Vlhkost se udává v % Vodní aktivita se udává v rozmezí 0-1. Nejnižší aw pro patogeny 0.86 (S.aureus)

84 Potraviny určené k přímé spotřebě, které nepodporují růst L. monocytogenes, jiné než pro kojence a zvláštní léčebné účely výrobky s ph < 4,4 nebo a w < 0,92 výrobky s ph < 5,0 a a w < 0,94 výrobky s dobou údržnosti pod 5 dní je-li to vědecky opodstatněné, i jiné výrobky

85 Listeria monocytogenes růst v rozmezí 0 50 C růst v rozmezí ph 4,3-9,6 limitní koncentrace NaCl 10 % limitní hodnota a w 0,93

86 Salmonella spp. Salmonely jsou významnými původci alimentárních onemocnění. Roční incidence salmonelóz se v humánní populaci pohybuje kolem 270 případů na obyvatel. Některé serovary vyvolávají onemocnění výhradně u lidí a vyšších primátů, např. Salmonella Typhi a Salmonella Paratyphi A, B, C onemocnění lidí i zvířat (druhově specifické serotypy)

87 Salmonella spp. růst v rozmezí 5 47 C růst v rozmezí ph 3,8-9,5 limitní koncentrace NaCl 9 % limitní hodnota a w 0,92

88 Staphylococcus aureus Byl popsán před více než 140 lety jako původce abscesů a o několik desítek let i jako původce alimentárních intoxikací. V patogenezi infekčních onemocnění lidí a zvířat se uplatňují i jiné druhy, SA má u stafylokokových infekcí a intoxikací dominantní postavení. Patogenita a virulence SA je způsobena schopností kmenů produkovat biologicky aktivní proteiny: syndrom toxického šoku exfoliativní toxiny enterotoxiny

89 Staphylococcus aureus růst v rozmezí 7 48 C růst v rozmezí ph 4-10 limitní koncentrace NaCl 15 % limitní hodnota a w 0,85 (tvorba toxinu a w 0,98)

90 Enterobacter sakazakii detekce E. sakazakii Onemocnění způsobená bakterií Enterobacter sakazakii, která se vyznačují neobvykle vysokou úmrtností především u předčasně narozených a imunodeficientních novorozenců, jsou často spojována s konzumací kontaminované kojenecké výživy detekce E. sakazakii: - referenční metoda ČSN P ISO/TS ( ): Průkaz E. sakazakii - ostatní metody detekce - moderní mikrobiologické chromogenní půdy - molekulárně biologické PCR s interní kontrolou - imunochemické příprava protilátek (ve fázi teoretické)

91 Enterobacter sakazakii růst v rozmezí 5 47 C růst v rozmezí ph 3,8-9,5 limitní hodnota a w 0,93

92 Neuvedená agens Campylobacter spp. Clostridium botulinum Clostridium perfringens Bacillus cereus Koliformní bakterie Plísně a kvasinky

93 VTEC růst v rozmezí C růst v rozmezí ph 3,6-9,0 limitní koncentrace NaCl 8,5 % limitní hodnota a w 0,95

94 Noroviry (NoV) vyvolávají onemocnění typu GI u všech věkových skupin běžné jsou asymptomatické formy nosičství vznikají většinou jako epidemická onemocnění v nemocnicích nebo domech s pečovatelskou službou přenos se děje alimentární cestou (potravina, voda) výskyt onemocnění je celosvětový

95 Listerie v České republice 1-2 onemocnění na 1 milion obyvatel 2,5 % testovaných potravin obsahuje L. monocytogenes limity dané legislativou 100 cfu v 1 g potraviny nesmí být přítomna v 25 g potraviny pro kojence a pro léčebné účely rok nemocných (39 za listopad a prosinec) úmrtnost 16,3 % nemocných prosinec leden 6 % potravin kontaminovaných Výskyt listeriózy v České republice, Výskyt listeriózy v České republice v období od ledna do března v roce 2007 v porovnání se stejnými obdobími minulých let

96 Campylobacter spp. růst v rozmezí C růst v rozmezí ph 4,9-9,0 limitní koncentrace NaCl 1,5 % limitní hodnota a w 0,98 mikroaerofilní prostředí

97 Campylobacter spp. úvod Termotolerantní kampylobaktery známe jako významné původce alimentárních onemocnění teprve posledních 20 let. Roční incidence kampylobakterióz se v humánní populaci pohybuje kolem 210 případů na obyvatel. C.jejuni patří k nejvýznamnějším druhům tohoto rodu

98 Bakterie rodu Clostridium Rod Clostridium zahrnuje sporulující anaerobní bakterie. Vegetativní formy mají tvar robustních tyčinek (starší kultury bývají Gram labilní), jsou pohyblivé. Tvoří endospory (kulaté i oválné, vyklenují tyčinku). V přírodě je tento rod hojně rozšířen, účastní se na hnilobných procesech. Spory jsou vysoce rezistentní vůči prostředí. Jsou běžnou součástí střevní mikroflóry lidí i zvířat, jen některé druhy jsou patogenní.

99 Clostridium botulinum Clostridium botulinum je heterogenní skupina bakterií, společným znakem je tvorba toxinu, rozlišujeme různé antigenní skupiny. Endospory jsou vysoce odolné vůči teplotě (přežívají záhřev 2 hodiny ve vroucí vodě). Běžně se vyskytují v GIT člověka a zvířat, v půdě a bahně, vodě, odkud mohou kontaminovat např. zeleninu. Vyvolává onemocnění označované botulismus.

100 Clostridium botulinum Tvorba toxinu v potravině sporotvorné bakterie neprodujkuje toxin při teplotě pod 4 C neprodukuje toxin při ph <4

101 Clostridium perfringens Clostridium perfringens je obligátně anaerobní tyčinka tvořící endospory. Běžně se vyskytuje v GIT člověka a zvířat ( /g), v půdě, kontaminuje zejména maso a zeleninu. Roste v širokém teplotním rozmezí C, při optimální teplotě (43-47 C) je generační doba méně než 12 minut. K produkci enterotoxinů dochází v průběhu sporulace MO (min vegetativních buněk).

102 Clostridium perfringens sporotvorné bakterie spory klíčí v tenkém střevě

103 Bacillus cereus Bacillus cereus je znám především jako významný původce kažení potravin. Na začátku 20. století byla prokázána jeho schopnost produkovat toxiny způsobující 2 etiologicky odlišná alimentární onemocnění (intoxikace): emetická forma diarrhogenní forma

104 Bacillus cereus růst v rozmezí 7 50 C růst v rozmezí ph 4,3-9,3 limitní koncentrace NaCl 7,5% limitní hodnota a w 0,95 sporotvorné bakterie

105 Jak se vyrovnáváme s hlavním cílem zajištěním bezpečných zdravých 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

106 HACCP Hazard Analysis and Critical Control Point

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

108 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 látkám

109 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

110 nemocnost na obyvatel Trend nemocnosti na kampylobakteriózu a salmonelózu v České republice v letech (zdroj EPIDAT) salmonelózy kampylobakteriózy

111 počet hlášených případů Trend nemocnosti na listeriózu v České republice v letech (zdroj EPIDAT)

112 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

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

114 New Delhi metalo-betalaktamáza (zkráceně NDM-1 činí bakterie rezistentní na antibiotika ze skupiny karbapenemů. Gen pro tvorbu tohoto enzymu je členem skupiny genů, které jsou odpovědny za produkci betalaktamázových enzymů nazývaných karbapenemázy. Tyto enzymy inaktivují širokou škálu beta-laktamových antibiotik. Health Protection Agency však tvrdí, že většina izolátů s NDM-1 je rezistentní na všechna standardní nitrožilní antibiotika pro léčbu závažných infekcí.

115 NDM-1 byl poprvé identifikován v prosinci 2009 u pacienta hospitalizováno v Novém Dillí s infekcí Klebsiella pneumoniae. Jeho výskyt byl detekován u bakterií v Indii, Pákistánu, Spojeném království,spojených státech a Belgii. Nejčastějšími organismy produkujícími tento enzym jsou gramnegativní bakterie E.coli a Klebsiella pneumoniae, gen se ovšem může přenášet i na jiné bakterie horizontálním přenosem.

116 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

117 Klasické mikrobiologické metody ČSN P ISO/TS ( ): Průkaz E. sakazakii 10 g vz ml BPW 37 o C ± 1 o C, 18 h ± 2 h 0,1 ml BPW + 10 ml mlsb s vankomycinem 44 o C ± 0,5 o C, 24 h ± 2 h Enterobacter sakazakii, Campylobacter spp., Salmonella spp., Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes Roztěr ESIA 44 o C ± 1 o C, 24 h ± 2 h 1-5 vybraných kolonií na TSA 25 o C ± 1 o C, 44 h - 48 h Charakterizace bioch. Tvorba žlutého pigmentu

118 Chromogenní media Založené na α-glukosidasové aktivitě liší se od ostatních druhů rodu Enterobacter

119 Enterobacter sakazakii Agar Merck Selektivní medium pro s regeneračním účinkem na buňky E. sakazakii, určené k zachycení bakterie v kojenecký mléčné výživě Výrobce : Merck E. sakazakii tvoří zeleno-modré kolonie

120 HiCrome Enterobacter sakazakii Agar Hi Media (Indie)

121 ESIA Enterobacter sakazaki isolation agar (AES, Francie)

122 Miniaturizace biochemických testů využití biochemických vlastností pathogenů API test (biomerieux) Enterobacteriaceae, Listeria, Staphylococcus, Campylobacter Sallmonella Rapid test (Oxoid) Před kultivací před kultivací A B po kultivaci Trubice A Po Trubice B

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

124 Průběh PCR - animace

125 DNA čip detekce pathogenních mikroorganismů a GMO na jednom čipu) Výhody DNA čipů: možnosti identifikace velkého počtu MO ze vzorku v jediném rozboru jejich rutinní využití pro detekci pathogenů zatím selhává na jejich nedostatečné standardizaci a mezilaboratorní validaci

126 DNA čip detekce pathogenních mikroorganismů a GMO na jednom čipu založeny na detekci specifických úseků DNA Výhody DNA čipů: možnosti identifikace velkého počtu MO ze vzorku v jediném rozboru jejich rutinní využití pro detekci patogenů zatím selhává na jejich nedostatečné standardizaci a mezilaboratorní validaci Postup: 1) Příprava vzorku a) extrakce DNA či RNA b) amplifikace NK c) značení (fluorescenčně) 2) hybridizace připraveného vzorku s DNA čipem 3) detekce fluorescenčního signálu 4) analýza získaných dat a jejich interpretace