Mikrobiologické zkoumání potravin. Zákonitosti růstu mikroorganismů v přírodním prostředí, vliv fyzikálních faktorů na růst mikroorganismů



Podobné dokumenty
Mikroorganismy v potravinách

Úvod do potravinářské mikrobiologie Mikrobiologické zkoumání potravin Food Microbiology

Izolace a identifikace půdních mikroorganismů. Mgr. Petra Straková Podzim 2014

Suroviny. Výrobní operace. Kamila Míková

Příloha č.: 1 ze dne: je nedílnou součástí osvědčení o akreditaci č.: 416/2007 ze dne:

Pavla Hájková Barbora Soukupová

Principy úchovy potravin. Fyziologické změny. Fyziologické změny. Enzymové změny. Fyziologické změny

Jiří Skládanka a Libor Kalhotka Agronomická fakulta Mendelovy univerzity v Brně

Úvod do potravinářské mikrobiologie Mikrobiologické zkoumání potravin Food Microbiology. Doc. RNDr. Jarmila Pazlarová, CSc.

Mikroorganismus Kategorie potravin NMH Nejvyšší mezní hodnota na g(ml)

kvasinky x plísně (mikromycety)

Vliv prostředí na růst a množení mikrobiálních populací patogeny a kazící mikroflóra

Státní veterinární ústav Praha Zkušební laboratoř hygieny potravin a krmiv Sídlištní 136/24, Praha 6 Lysolaje

Nebezpečí a riziko. Přehled nebezpečí z potravin. Alimentární nákazy a otravy z potravin Nebezpečí při výrobě potravin

Příloha je nedílnou součástí osvědčení o akreditaci č.: 647/2014 ze dne:

Dekompozice, cykly látek, toky energií

Modul 2 Mikrobiologie

METABOLISMUS TUKŮ VĚČNĚ DISKUTOVANÉ TÉMA

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

Bakterie mléčného kvašení jako původci kažení masných výrobků. Co je to zkažená potravina? Faktory ovlivňující mikrobiální kažení

dodržování zásad pro uchování zdraví (dnes synonymum pro dodržování čistoty)

Martin Hynouš gsm:

Vymazání tuku. Odporný vzhled. Cizí předměty

LNÍ VLASTNOSTI ENÍ ANTIMIKROBIÁLN ČESKÁ REPUBLIKA. CHUMCHALOVÁ J. a PLOCKOVÁ M. Ústav technologie mléka a tuků

Plísně. v domě a bytě ODSTRAŇOVÁNÍ A PREVENCE. Kateřina Klánová

Vliv teploty. Mezofilní mik. Termoofilní mik. Psychrofilní mik. 0 C 10 C 20 C 30 C 40 C 50 C 60 C 70 C teplota

LABORATORNÍ STUDIE ANTIMIKROBNÍ AKTIVITY CHLOROVÝCH PŘÍPRAVKŮ NA BÁZI DICHLORIZOKYANURANU SODNÉHO

Odpovědnost vůči partnerovi KATALOG DEZINFEKČNÍCH A ČISTÍCÍCH PROSTŘEDKŮ

PŘÍČINY KONTAMINACE MLÉKA NĚKTERÝMI TECHNOLOGICKY VÝZNAMNÝMI MIKROORGANIZMY. Ing. R. Seydlová Milcom, as

Z P R Á V A. Důvody sledování

Srovnání nařízení EU 2073/2005 s nařízením EU 1441/2007. M. Beran, O. Pařízek

Základy mikrobiologie, hygieny a epidemiologie. Hygienické a epidemiologické oddělení Thomayerovy nemocnice

Zde je vhodné místo Pro logo podniku Strana 1 (celkem 12) VZOR PŘÍRUČKA SYSTÉMU KRITICKÝCH BODŮ (HACCP) Název firmy

5. Bioreaktory. Schematicky jsou jednotlivé typy bioreaktorů znázorněny na obr Nejpoužívanějšími bioreaktory jsou míchací tanky.

aminy RNDr. Marcela Vyletělová, Ph.D. Výzkumný ústav pro chov skotu, s.r.o., Rapotín

1) Pojem biotechnologický proces a jeho fázování 2) Suroviny pro fermentaci 3) Procesy sterilizace 4) Bioreaktory a fermentory 5) Procesy kultivace,

SOUHRN ÚDAJŮ O PŘÍPRAVKU

Mikrobiologie poživatin rostlinného původu

Kazící mikroflora. Bakterie a kvasinky

Příloha č.: 1 ze dne: je nedílnou součástí osvědčení o akreditaci č.: 84/2013 ze dne: List 1 z 8

- na rozhraní mezi živou a neživou přírodou- živé jsou tehdy, když napadnou živou buňku a parazitují v ní nitrobuněční parazité

Vliv plísní na zdraví člověka

Úvod Teoretická část... 3

ŠKOLNÍ VZDĚLÁVACÍ PROGRAM. D. Kvasničková a kol.: Ekologický přírodopis pro 7. ročník ZŠ a nižší ročníky víceletých gymnázií, 1. a 2.

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE 3. LÉKAŘSKÁ FAKULTA (tématické okruhy požadavků pro přijímací zkoušku)

Princip Porovnání vlastností různých záření Záření Vlnová délka (nm) Účinek na mikroorganismy

Kvalita a bezpečnost potravin a zemědělských produktů

ŽIVÁ A NEŽIVÁ PŘÍRODA

Zásady správné výrobní a hygienické praxe v přípravnách a výrobnách potravin

umožňují enzymatické systémy živé protoplazmy, nezbytný je kyslík,

Potraviny a výživa Mléko a mléčné výrobky

J i h l a v a Základy ekologie

ČSN EN ISO ČSN ISO ČSN EN ISO 6579, kromě bodu

Ochrana proti MO principy. Kamila Míková

POŽADAVKY NA KVALITU SUROVIN PRO WELLNESS GASTRONOMII

Radiobiologický účinek záření. Helena Uhrová

Úvod do mikrobiologie

Voda. živina funkce tepelné hospodářství organismu transportní médium stabilizátor biopolymerů rozpouštědlo reakční médium reaktant

Digitální učební materiál

Mikrobiologie. Základní pojmy a informace určené zejména pro odborné pracovníky zabývající se kontaminovanými textilními materiály

Využití antibakteriálních testů v textilním průmyslu Mgr. Irena Šlamborová, Ph.D.

CHEMIE. Pracovní list č. 12 žákovská verze Téma: Závislost rychlosti kvašení na teplotě. Mgr. Lenka Horutová

Digitální učební materiál

GUAA TAK TROCHU JINÁ DEZINFEKCE

SOUHRN ÚDAJŮ O PŘÍPRAVKU

ČSN EN ISO ČSN ISO 4832

Název: Hmoto, jsi živá? I

Příloha 12: Vyhodnocení nálezů z hlediska nebezpečnosti nalezených mikroorganizmů

Digitální učební materiál

Sylabus Základy bioinženýrství N319002

POTRAVINÁŘSKÁ MIKROBIOLOGIE

Mikroorganismy a potraviny ano či ne alias. Mikrobiologická bezpečnost potravin. Kateřina Demnerová

MINERÁLNÍ A STOPOVÉ LÁTKY

Metody sterilní práce. Očkování a uchovávání mikroorganismů.

Gymnázium a Střední odborná škola pedagogická, Čáslav, Masarykova 248

1. CO JE EVROPSKÝ ANTIBIOTICKÝ DEN A JAKÝ JE JEHO VÝZNAM?

Hana Šmardová. Leden Člověk a příroda Přírodopis - Houby. Test na opakování kapitoly o houbách

BIOCIDNÍ PŘÍPRAVKY. Hypochloran Oxonia aktiv Oxysan ZS Incimaxx DES Incimaxx OXI Incidin 03 Steril

Oligobiogenní prvky bývají běžnou součástí organismů, ale v těle jich již podstatně méně (do 1%) než prvků makrobiogenních.

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

Zbytky léčiv v ŽP a jejich dopady na potravinářské technologie

Kazící mikroflora biogenní aminy. Bakterie a kvasinky

Marek Matouš Marinka 9. B 2015/2016. Bakterie

Nutrienty v potravě Energetická bilance. Mgr. Jitka Pokorná Mgr. Veronika Březková

DETEKCE MIKROORGANISMŮ Srovnání s jinými mikrobiologickými metodami Praktické aplikace. Ladislav Čurda Ústav technologie mléka a tuků VŠCHT Praha

RNDr. Pavel Vanoušek Hygienické a ekologické laboratoře Cheb Hradební 16, Cheb. SOP 26/05 (ČSN ISO , pracovní návod firmy HACH- LANGE)

CASA-FERA Puppy Štěně 3 KG 12,5 KG

ČSN EN ISO ČSN ISO 4832

Zkušební okruhy k přijímací zkoušce do magisterského studijního oboru:

Konzervace sníženou teplotou

ČSN EN ISO ČSN ISO 4832

Úvod. Salmonelóza. Prevence spočívá:

Sledování kvality stravování v Menze UTB ve Zlíně z hygienického hlediska

*s00mx0044gab* ČÍSLO JEDNACÍ: KHSUL 12809/2011 S00MX0044GAB

Základy hygieny a mikrobiologie k zajištění správného zavedení Nařízení Evropského parlamentu a rady (EC) 852/2004 o hygieně potravin

HOUBY A PLÍSNĚ. Mgr. Marie Vilánková. ECC s.r.o. Všechna práva vyhrazena

Země živá planeta Vznik Země. Vývoj Země. Organické a anorganické látky. Atmosféra Člověk mění složení atmosféry. Člověk mění podnebí planety

Obsah vody v rostlinách

VAKUOLA. membránou ohraničený váček membrána se nazývá tonoplast. běžná u rostlin, zvířata specializované funkce či její nepřítomnost

Úvod do potravinářské legislativy Lekce 7-1: mikrobiologické požadavky na potraviny

Transkript:

Mikrobiologické zkoumání potravin Zákonitosti růstu mikroorganismů v přírodním prostředí, vliv fyzikálních faktorů na růst mikroorganismů

Potravinářská mikrobiologie - historie 3 miliardy let vývoj prvních bakterií 3 miliony let první lidé 20 000 let zemědělské společnosti NaCl a kouř konzervační prostředky 2 000 let omezení výživy s ohledem na náboženské zákazy a zákony víno, olej a med jako konzervační prostředky 1810 ve Francii patentováno konzervování 1859 isolace kyseliny sorbové z oleje plodů jeřábu 1860 Pasteur definoval základy tepelných procesů 1861 patent na mražené ryby 1880 v Německu zavedena pasterizace mléka 1885 popsána E.coli 1888 isolována Salmonella 1892 E.coli jako indikátor fekálního znečištění vody 1896 bakterie Clostridium botulinum popsána 1960 popsán aflatoxin 1981 propuknutí listeriosy v USA 1983 popsán toxin Campylobacter jejuni 2007 epidemie Listeria monocytogenes

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

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

Definice růstu Růstem myslíme jednak zvyšování počtu jednotlivých mikroorganismů, případně zbytnění jednotlivých organel, a tím i zvětšování jednotlivého mikrobu. Když je mikroorganismus v uzavřeném prostoru, po několik málo generací roste počet živých buněk exponencionálně, brzy nastává stacionární fáze pro omezení nedostatkem výživy a prostoru. V otevřeném systému s nepřetržitým přísunem živin je exponenciální růst po delší dobu. Pro růst mikrorganismů je možné použít mnoho technik, kterými se mění nejen životaschopnost, ale i počet buněk včetně buněčné hmoty.

Růst u jednobuněčných organismů Pro jednobuněčné organizmy jako jsou bakterie, růst může být měřen jako dva různé parametry: změna (přírůstek) buněčné hmoty a změna počtu buněk. Metody měření buněčné hmoty (cell mass) Metody pro měření buněčné hmoty jsou jak přímé, tak nepřímé techniky. 1. Přímé fyzikální měření sušiny (dry weight) mokré hmoty (wet weight),nebo objem buněk po centrifugaci. 2. Přímé chemické měření některých chemických složek buněk, jako je celkový N, celkový protein, nebo celkový obsah DNA. 3. Nepřímé měření chemické aktivity jako je rychlost produkce nebo spotřeby kyslíku (O 2 ) produkce nebo spotřeba oxidu uhličitého - CO 2

Standardní růstová křivka Růstová křivka mikrobů v uzavřeném systému Stacionární fáze Počet živých buněk (log) Fáze exponenciálního růstu Degradační fáze Lag-fáze Čas

Log vynesení růstu

Výpočet růstové rychlosti Je-li počáteční počet buněk x 0, pak po uplynutí generační doby je počet buněk 2x 0 a po uplynutí n generačních dob je x = 2 n.x 0 Z toho lze vypočítat počet generačních dob nebo řečeno jinak počet generací :

Výpočet růstové rychlosti Zprůměrné rychlosti dělení vypočítáme závislost počtu vzniklých buněk na čase : x = x 0.2 r.t Tato závislost ukazuje, že počet vzniklých buněk je exponenciální funkcí času

Výpočet růstové rychlosti n = log x log x 0 log2 Růstová rychlost r, v našem případě počet generací v určitém časovém úseku t je r = n/t

Výpočet růstové rychlosti Z průměrné rychlosti dělení můžeme také vypočítat střední generační dobu, což je doba nutná pro vytvoření jedné generace: Τ = 1/r = Τ. log2 / log x/x 0 Derivací závislosti počtu vzniklých buněk podle časového úseku (=okamžitý přírůstek buněk) dostáváme :

dx dt Výpočet růstové rychlosti dx/dt = x 0.2 rt.r.ln2 = x.r.ln2 Jestliže si definujeme specifickou rychlost růstu jako : μ = r.ln2, dostáváme jednoduchou diferenciální rovnici : dx/dt = μ.x

Výpočet růstové rychlosti μ = lnx 2 lnx 1 / t 2 -t 1 ln - logaritmus naturalis

Výpočet růstové rychlosti Dobu zvojení T získáme ze vztahu ln2 = μ. T T = ln 2 / μ = 0,693 / μ

Výpočet růstové rychlosti

Obsah živin Koncentrace klíčových živin může do určité míry ovlivnit rychlost růstu mikroorganismů. Vztah mezi rychlostí růstu a koncentrací živiny je znám jako Monodova rovnice, je matematicky identický rovnicí Michaelis-Menten (enzymová kinetika) Odráží závislost mikrobiálního růstu na rychlost limitující enzymové reakci.

Monodova rovnice μ = μ ms / S +K s μ specifická růstová rychlost μ m maximální specifická růstová rychlost Skoncentrace limitujícího substrátu K s saturační konstanta

Výskyt mikroorganismů Půda Voda Atmosféra Rostliny Živé organismy (zvířata, lidé)

Mikroorganismy ve vodě Psychrofilní a psychrotrofní druhy Manipulační mikroflora Enterobacteriaceae Staphylococcus Kontaminace sladké a mořské vody

Bakterie ve vzduchu Gram pozitivní tyčinky a koky Bacillus, Micrococcus, Corynebacterium, Streptomyces Kvantitativní stanovení Význam pigmentů Souvislosti s kažením potravin

Plísně ve vzduchu Penicillium, Aspergillus (nesmáčenlivé spory) Fusarium (smáčenlivé spory) Cladosporium herbarum Aktivní šíření spor

Mikroorganismy v půdě Nejbohatší výskyt všech typů mikroorganismů bakterie, kvasinky, plísně, protozoa, řasy Clostridium, Bacillus, Enterobacter, Escherichia, Micrococcus, Alcaligenes, Pseudomonas, Actinomycetes, Streptococcus, Leuconostoc, Flavobacterium, Proteus

Mikroorganismy rostlin Běžně se vyskytující mikroorganismy: Cladosporium, Botrytis cinerea (plíseň), Aureobasidium pullulans ( černá kvasinka) Sporobolomyces, Bullera, Kloeckera apiculata, Pichia membranofaciens G-tyčinky: Erwinia, Pseudomonas, Xanthomonas, Micrococcus G+bakterie: Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Bacillus

Člověk jako zdroj mikroorganismů Kůže Trávicí ústrojí Výkaly

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

Vnitřní faktory I Limitace substrátem potraviny slouží jako zdroj živin a energie. Využití substrátu závisí na příslušných enzymech Koncentrace klíčových živin určuje rychlost růstu (Monod) ph a pufrační kapacita. Optimum většiny bakterií je mezi 6,0 8,0 ph, kvasinky 4,5 6,0, vláknité houby 3,5 4,0. Jiné bakterie rozkládají zeleninu a jiné ovoce

ph Bakterie slabě kyselé až slabě alkalické ph Kvasinky preferují kyselé prostředí Plísn sně tolerují velmi široké rozmezí

Vnitřní faktory II Redox potenciál, E h [oxidant] + H + + ne = [ reduktant] n-počet elektronů, e přenesených Živé organismy mají jasný řád přenosu elektronů a vodíku v elektrotransportním řetězci. Schopnost přijímat nebo darovat elektrony, t.j. oxidovat nebo redukovat je vyjádřena redox potenciálem E h.

Vnitřní faktory III Redox potenciál se měří inertní kovovou elektrodou, obvykle Pt, proti referenční externí elektrodě. Je-li rovnováha různých přítomných redox párů posunuta do oxidovaného stavu, pak bude tendence elektrony přijímat a tvořit pozitivní potenciál což znamená oxidační prostředí. Naopak, jestli systém bude elektrony vysílat jde o redukční prostředí. Tendence molekuly přijímat nebo vysílat elektrony je vyjádřena standardním redox potenciálem E 0.

Vnitřní faktory IV E (mv) ph Syrové maso (po porážce) -200 5,7 Mleté syrové maso +255 5,9 Vařené párky a konzerv. maso -20 až -150 6,5 Pšenice, celá zrna -320 až -360 6,6 Ječmen, šrot + 225 7,0 Bramborová hlíza - 150 6,0 Hruška + 436 4,2 Citron + 383 2,2

Redox potenciál - E h

Vnitřní faktory V Vodní aktivita a w Vyjadřuje poměr parciálního tlaku vodních par nad subtrátem, vztaženým ke tlaku vodních par nad destilovanou vodou. a w = 0.93 dolní hrańice bakterií 0.88 dolní hranice kvasinek 0,80 dolní hranice vláknitých hub 0,61 xerofilní houby

Aktivita vody - a w Snížen ení aktivity vody: odstranění využitelné vody sušením, uzením, odpařením, mražením zvýšení obsahu tuku zvýšení koncentrace rozpuštěných látek v prostředí (cukry - sacharosa, NaCl) zvýšení osmotického tlaku (hypertonické prostředí) difuze vody z buňky do prostředí zastavení metabolizmu až smrt buňky

Aktivita vody - a w

Vnější faktory Relativní vlhkost množství vody v atmosféře Teplota Složení atmosféry kyslík 21%, inhibiční účinek oxidu uhličitého, ochranné balení do dusíku Čas

Složen ení atmosféry Skladování potravin v řízené atmosféře plynů má ochranný účinek Vakuově balené potraviny (v obalech nepropustných pro kyslík) CO 2 brání růstu aerobní mikroflóry, používá se při skladování ovoce a zeleniny, nesmí se používat pro potraviny s vysokým obsahem tuku, protože má silné oxidační účinky a způsobuje žluknutí tuků

Čas Čím delší je doba expozice, tím výraznější je účinek Vnitřní faktory Vnější faktory

Technologie překp ekážek Kombinací různých faktorů vzniká řada překážek, které musí mikroorganizmy překonat. I když jednotlivé faktory nejsou dostatečné k zabránění růstu MO, jejich kombinací dochází k zesílení účinku. Čím nepříznivější překážka, tím vyšší úsilí musí mikroorganizmy vyvinout.

Prediktivní mikrobiologie Vychází ze znalostí vnitřních a vnějších faktorů Predikce růstu Pravděpodobnostní modely Kinetické modelování

Predikce růstu r modelování typ zákusekz Počáte teční počet LM 10 4 CFU Teplota 20/10 C ph 7 a w 0,997

Mechanické vlivy Vysoká odolnost mikroorganizmů je způsobena pevnou buněčnou stěnou a malými rozměry K destrukci buněk dochází: opakovaným pomalým zamrazováním a roztáváním (odolnost enzymů) ošetření vysokým tlakem třepání s abrazivním materiálem

Technologické faktory krájení, mytí, balení, záření, pasteurizace