mikrobnÍ zmĚny - jejich pŮvodci

10.10.2018

1

Významné mikroorganismy

a mikrobiální změny

v potravinách

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze

Ústav konzervace potravin Výskyt mikroorganismů

Mikroorganismyv potravinách

Bakterie

Kvasinky

Plísně

Viry

Priony(infekční prionová bílkovina PrPc, původci onemocnění u zvířat)

Zdroje

Endogenní

Exogenní

nahodilé: vzduch, voda, půda,

manipulace

záměrné: přídavek, součást

technologie

Důsledky přítomnosti mikroorganismů

Součást technologie: mikroorganismy definovaného složení - fermentované výrobky (sýry,

jogurty, startovací kultury…)

Kažení výrobku: kazící mikroorganismy, snižování jakosti výrobku

Onemocnění spotřebitele: patogenní mikroorganismy, onemocnění /otravy

Formy

Planktonické buňky

nebo

Biofilmy

Bakterie - charakteristika

560 rodů: Bergeyův manuál systematické bakteriologie

Většina nesnáší: nízké pH, vysoký osmotický tlak

Odolnost: spory, „heat-shock proteins“, biofilmy

aerobní Acetobacter , Asaia, Bacillus, Listeria, Pseudomonas

anaerobní Clostridium

fakultativně anaerobní Escherichia, Salmonella, Lactobacillus, Proteus,

Staphylococcus

sporulující Bacillus, Clostridium, Desulfotomaculum

Kvasinky - charakteristika

Tolerance prostředí s vyšším osmotickým tlakem: vysoká kyselost , NaCl,

různé cukry

Termorezistence: tvorba spor

Vztah ke kyslíku: aerobní

Preference: kyselé prostředí

Fermentace: přednostně sacharidy

Enzymové vybavení: indukované enzymy

Kvasinky spp.. Výskyt - potravina vlastnosti/projev

napadení

Saccharomyces zelenina, med, kečupy, džemy

Pichia ovoce a zelenina, obilí, chleba, maso

Rhodotorula maso, ryby, kysané zelí barevné skvrny

Torulopsisovocné šťávy, koncentráty, krmné

směsi

Candida pivo, mléčné výrobky, maso, zelenina křís, povlaky

Plísně - charakteristika

Růst plísní tam, kde bakterie obtížně rostou:

nepatrné množství živin, nízké pH, nízká aktivita vody, vysoký

osmotický tlak

Vztah ke kyslíku: aerobní

Nesnášejí rychlý pohyb vzduchu (průvan)

Enzymové vybavení: značná přizpůsobivost k substrátu - tvorba

indukovaných enzymů

Produkce toxinů

Plíseň spp.. Výskyt - potravina vlastnosti/projev napadení

Mucor zelenina

Penicillium ovoce a zelenina, obilí, chleba, maso modrozelené „sametové“ kolonie

Rhizophus ovoce, zelenina černá plíseň na chlebě (Rhizophus stolonifer)

Byssochlamys mošty, ovocné dřeně, kompoty nebo

krmiva

termorezistentní, toxinogenní

Aspergillus obilí, džemy, uzené maso, ořechy,

ovoce, zelenina

široce rozšířené, hyfy, asexuální spory (černé barvy) na

konidiích, xerofilní (rostou při nízké aw)

Alternaria rajčata, mléčné produkty černé spóry na konidiích, žluknutí mléčných produktů

Geotrichum mlékárenské zařízení světlé, béžové kolonie, vypadající jako kvasinky

Pomnožení patogenních

bakterií v zažívacím traktu

člověka a produkce

(entero)toxinů v organismu.

Produkce toxinu bakteriemi a

plísněmi v potravině před její

konzumací.

Onemocnění

z potravin

Otravy

z potravin

Bakteriální infekceBakteriální a plísňové

toxikózy

salmonelóza – Salmonella enteritidis

listerióza – Listeria monocytogenes

kampylobakterióza – Campylobacter

jejuni

tyfus – Salmonella typhi

cholera – Vibrio cholerae

průjmový syndrom – Bacillus cereus

Stafylokoková enterotoxikóza -

Staphylococcus aureus

Emetický syndrom - emetický toxin –

Bacillus cereus

10.10.2018

2

LegislativaNařízení Komise (ES) č. 2073/2005 o mikrobiologických kritériích pro potraviny

Mikroorganismus Kategorie potravin

Legislativa

Nejvyšší mezní hodnota

na g (ml)

Bacillus cereus

Potraviny určené pro kojeneckou

a dětskou výživu

Ostatní potraviny

102

104

CampylobacterTermotolerantní

Všechny potraviny 0/25

Clostridium perfringens


a dětskou výživu

Ostatní potraviny

102

104

E. coli O 157 a další E. coli

produkující shiga toxin (STEC)Všechny potraviny 0/25

Escherichia coli


a dětskou výživu

Ostatní potraviny

10

104

Listeria monocytogenes


a dětskou výživu

Potraviny určené k přímé spotřebě*

Negat./25

Negat./25

Pseudomonas aeruginosa


a dětskou výživu

Ostatní potraviny

10

104

Nařízení Komise (ES) č. 2073/2005 o mikrobiologických kritériích pro potraviny

ČSN 56 9609 Pravidla správné hygienické a výrobní praxe - Mikrobiologická kritéria pro potraviny. Principy stanovení a aplikace

Mikroorganismus Kategorie potravin

Legislativa

Nejvyšší mezní hodnota

na g (ml)

Salmonella spp.

*Všechny potraviny (mimo potravin,

na které se vztahují kritéria uvedená

v Nařízení (ES) 2073/2005)

0/25

Shigella spp. Všechny potraviny 0/25

Koagulázopozitivní stafylokoky

(S. aureus a další druhy)

Všechny potraviny určené

pro kojeneckou

a dětskou výživu

Ostatní potraviny

(mimo pokrmů, na které se vztahují

kritéria uvedená

v Nařízení (ES) 2073/2005)

102

104

Yersinia enterocolitica

(suspektní patogenní kmeny)Všechny potraviny 0/25

Vibrio parahaemolyticus

Ryby, měkkýši, korýši a hlavonožci

z vod tropických a subtropických

pásem určené k přímé spotřebě

0/25

Nařízení Komise (ES) č. 2073/2005 o mikrobiologických kritériích pro potraviny

ČSN 56 9609 Pravidla správné hygienické a výrobní praxe - Mikrobiologická kritéria pro potraviny. Principy stanovení a aplikace Otravy z potravin - bakteriální toxikózy

Toxin Bakterie

Stafylokokové enterotoxiny Staphylococcus aureus

Enterotoxin Clostridium perfringens

Enterotoxin Bacillus cereus

Shiga toxin 1, shiga toxin 2 Escherichia coli, Shigella dysenteriae

Hemolytické toxiny - termostabilní Vibrio parahaemolyticus

Botulotoxin Clostridium botulinum

Otravy z potravin - plísňové toxikózy

Toxin Plíseň

Aftatoxiny Aspergillus flavus

Patulin Penicillium spp., Aspergillus spp., Byssochlamys spp.

Ochratoxin Aspergillus ochraceus

Kyselina byssochlamová Byssochlamys fulva

ČSN 56 9609 Pravidla správné hygienické a výrobní praxe - Mikrobiologická kritéria pro potraviny. Principy stanovení a aplikace Potraviny jsou zdravotně závadné, pokud:

a) byly překročeny nejvyšší mezní hodnoty počtu mikroorganismů,

b) obsahují toxické produkty mikroorganismů,

c) obsahují jiné mikroorganismy a mikrobiální metabolity působící onemocnění

z potravin,

d) vykazují nežádoucí změny způsobené mikrobiální činností, například zápach,

změněnou barvu, povrchovou oslizlost, netypický zákal, tvorbu plynu,

změněnou chuť nebo projevují příznaky nežádoucího růstu mikroorganismů,

například viditelné kolonie, mycelium, maz.

Sterilované potraviny jsou považovány za

zdravotně závadné, pokud:

a) obal není celistvý (jsou patrné netěsnosti),

b) došlo ke ztrátě vakua,

c) obal je deformovaný pružným nebo pevným vydutím (bombáž), nebo

d) obsah má změněné smyslové vlastnosti (například zápach, atypická barva,

chuť, konzistence).

10.10.2018

3

Penicillium roquefortiPenicillium camemberti

Botrytis cinerea (Tokajské víno)Penicillium spp.

Plísně a potraviny Penicillium spp.

Aspergillus spp.Botrytis cinerea

Alternaria spp. Geotrichum spp.

10.10.2018

4

Výskyt mikroorganismů

v potravinách

Ovoce a zelenina

Klima

Fyziologický stav

Obrané mechanismy

Podmínky skladování

Zpracování po sklizni

Oslabení (poškození, přezrání)

Zdroje kontaminace Faktory

Hmyz, prach, hlína

Povrchová kontaminace

Počty mikroorganismů

Plísně

Kvasinky

Baktérie

Mikroorganismy

Výrobní zařízení: 103 až 105 KTJ/cm2

Ovoce, zelenina: 104 až 107 KTJ/g

Syrové maso

Podmínky po před a po porážce

Průběh post mortem

Kontaminace ze zažívacího traktu, exkrementů, prostředí porážky

Chladírenské skladování –křížová kontaminace

Zdroje kontaminace Faktory

Hmyz, prach, hlína

Povrchová kontaminace


Bakterie včetně patogenů:

Salmonella spp.,

Yersinia enterocolitica

Campylobacter jejuni

Staphylococcus spp.


Mikroorganismy

Mleté maso: 104 KTJ/g

Syrové mléko: méně než 103 KTJ/ml

Vejce: povrch skořápky: cca 107 KTJ/vejce

Mléko a vejce

Počty mikroorganismůMikroorganismy

Pseudomonas spp.

Proteus spp.

Enterobacter spp.

Salmonella spp.

Bacillus stearothermophilus

Clostridium thermosaccharolyticum

Desulfotomaculum nigrificans

Sterilované konzervy

Nekyselé

Mikroorganismy

Teplota nižší než 30 °C: spory neklíčí!

Zdroje kontaminace

Půda

Voda použitá k blanšírování

Cukr

Škrob atd.

Termofilní sporulující bakterie

Mezofilní bakterie

Leuconostoc spp.

Lactobacillus spp.

Cukr a cukrovinky

Mikroorganismy

V cukerných sirupech mohou růst bakterie!

10.10.2018

5

Nealkoholické nápoje,

ovocné šťávy a stolní vody

Potravina Mikroorganismy

Nealkoholické nápoje Obsah různých mnikroorganismů tolerujících nízké pH

Sycené nápoje Kvasinky

Ovocné šťávyLactobacillus spp

Leuconostoc spp.

Kyselé nápoje Patogeny mohou přežívat, ale hynou

Stolní vody v lahvích

Flavobacterium spp.

Micrococcus spp.

Nesmí obsahovat patogeny

Asaia spp.

Bakterie

Lactobacillus spp.

Bacillus spp.

Acidotolerantní plísně a kvasinky:

Geotrichum spp.

Aspergillus spp.

Saccharomyces cerevisiae

Majonézy a dresinky

Mikroorganismy

Kyselost: pH 3,5 – 4,0

Různé bakterie včetně patogenních

Spory bakterií

Spory plísní

Koření

Mikroorganismy

Fekální bakterie

Patogenní bakterieu bacilonosičů

Staphylococcus aureus -sliny, nosní sekret

Cyclospora spp. (druh odolný vůči desinfekčním činidlům) – vlasy (folikuly, mazové žlázky)

Lidské zdroje

Zdroje kontaminaceMikroorganismy

Kůže

suchý povrch, nízké pH –bakterie se spíš nemnoží

Ruce

Vlasy

folikuly, mazové žlázky –

bakterie se mohou množit

Sliny

Hleny

Způsob kontaminace

Distribuce

Dotyk


Plocha prstu 102 – 106 KTJ/cm2

Formy degradace biologických

materiálů pomocí mikroorganismů

Formy katabolismu (rozkladu)

1. Plesnivění, houbové hniloby a jiné

změny vzhledu

10.10.2018

6

Skvrny a povlaky:

Penicillium spp.

Nízké nároky:

a) na vlhkost: Aspergillus spp.

b) na kyslík: Mucor spp.

Plesnivění I

Proces odkyselování:

Botrytis spp.

(ušlechtilá x zhoubná hniloba)

Destrukce struktury rostlinného pletiva:

Penicillium spp.

Závěrem působí další mikroorganismy:

Fusarium spp.

Plesnivění II

Kdy používat, kdy je třeba zlikvidovat?

www.fsis.usda.gov/wps/portal/fsis/topics/food-safety-education/

get-answers/food-safety-fact-sheets/safe-food-handling/molds-on-food-are-they-dangerous

JÍDLO Manipulace DŮVOD

Hotový pokrm, maso, slanina

nebo hot dogVyřadit

Potraviny s vysokým obsahem

vlhkosti mohou být kontaminovány

pod povrchem. Zaplísněné

potraviny mohou obsahovat také

bakterie*

Tvrdý salám a sušené šunky Použijte, odstraňte plíseň z povrchuJe normální, že tyto odolné výrobky

mají povrchovou plíseň

Vařené obilí a těstoviny Vyřadit *

Tvrdý sýrPoužijte. Odřízněte alespoň 1 palec

kolem a pod místem plísně. Znovu

zabalte sýr do čerstvého obalu.

Plíseň většinou neproroste moc

hluboko do produktu

Plísňový sýrVyřadit vše co vykazuje známky

nekulturní plísně

Plísně, které nejsou součástí

výrobního procesu, mohou být

nebezpečné

Měkký sýr Vyřadit

* nakrájené nebo nastrohané sýry

mohou být kontaminovány řezacím

nástrojem

Džemy a želé VyřaditPlíseň by mohla produkovat

mykotoxin

Ovoce a zelenina

-tvrdé pletivo

Použijte. Odřízněte alespoň 1 palec

kolem a pod místem plísně.

Malé kolonie plísně mohou být

oříznuty. Většinou neproniknou

příliš hluboko

Chleba a pečivo Vyřadit Může být zasaženo pod povrchem

Červené skvrny (na mase):

Serratia marcescens

Modré skvrny (na mase):

Pseudomonas syncyanea

Žluté skvrny:

Micrococcus luteus

Fotobaktérie: "indikátor čerstvosti"

Změny barvyZměny způsobené bakteriemi



2. Kvašení Proces přeměny organických látek (nejčastěji sacharidů nebo

kyselin), při němž za účasti mikroorganismů a jejich enzymů

vznikají látky energeticky chudší.

AEROBNÍ

kyselina jablečná + 3 O2 4 CO2 + 3 H2O Schizosaccharomyces pombe (případně plísně)

ANAEROBNÍ

Kyselina jablečná kyselina mléčná + CO2

Leuconostoc spp., Micrococcus spp.

Podobně: kyselina citronová

Kyselina vinná: odkyselování vína:

Leuconostoc spp., Pediococcus spp.

Produkce biogenních aminů!

Odkyselení ovocných hmot

10.10.2018

7

Kvašení (kysání) I

Všechny skupiny MO

Různé podmínky

Produkce kyselin: snížení pH!

CUKERNÝ substrát KYSELINY

ETHANOL

PLYNY

ALKOHOLOVÉ KVAŠENÍ

Saccharomyces cerevisiae

MLÉČNÉ KVAŠENÍ

Homofermentativní MK:

Lactobacillus acidophillus

Heterofermentativní MK:

Lactobacillus brevis

Leuconostoc spp.Cukr + H2O kyselina mléčná + kyselina octová + ethanol + CO2 + H2

Kvašení (kysání) II

SMÍŠENÍ KVAŠENÍ NEKYSELÝCH KONZERV -

BOMBÁŽE:

Clostridium thermosaccharolyticum

Bacillus spp., Proteus spp.: pokud se vyskytuje bílkovinný substrát

PLYNUPROSTÉ KYSNUTÍ KONZERV:

Bez bombáží

Bacillus stearothermophilus

Konzervy z tropů

pokles pH

Kvašení (kysání) III

MÁSELNÉ KVAŠENÍ:

Clostridium butyricum

HOUBOVÁ MACERACE STERILOVANÉHO OVOCE

ROZKLAD ALKOHOLU

Pichia spp., Candida spp. (křís)

OCTOVÉ KVAŠENÍ

ethanol acetaldehyd kyselina octová ethanol

Kvašení (kysání) IV



3. Hnití

Nekyselé, bílkovinné substráty

ALKALIZACE

(NH3, aminy), plyny, CO2, H2S, bombáže, dekarboxylace aminokyselin

Escherichia coli, Enterobacter spp. (až pH 4,5)

Proteus spp.

aerobní MO: Bacillus subtilis

anaerobní MO:Clostridium sporogenes

Clostridium putrefaciens


Hnití I

10.10.2018

8

AEROBNÍ SPORULUJÍCÍ MIKROORGANISMY:

Bacillus spp.

Bacillus subtilis

Bacillus mesentericus

TEXTURNÍ DEFEKTY:

Lepivost a nitkovitost těsta

ZKAŽENÝ CHLÉB:

a) má ovocnou vůni

b) mění barvu

c) stává se lepivým

d) kusy střídy se táhnou

e) alimentární onemocnění

Hnití IIPečivo a nitkovitost těsta

Růst mikroorganismů

Překážka Požadavky

Počáteční počet

mikroorganismůTak nízký jak jen možné.

Skladovací teplota Tak nízká jak jen možné.

pH

Čím nižší, tím lepší (inhibice: sporotvorné a toxinogenní bakterie

- pH pod 4,0 (4,5).

Čím nižší hodnota pH, tím účinnější tepelné zpracování,

účinnější konzervace atd.

Aktivita vody Tak nízká jak jen možné.

Přítomnost kyslíku Nepřítomnost ( × anaerobní mikroorganismy).

Stupeň zahřívání Tak vysoký jak jen možné.

Konzervační

prostředky

Přítomnost v odpovídající koncentraci by měla být přidána v lag

fázi mikrobiálního růstu.

Mikrobilogické rizikoKvalitativní analýza:

Rozhodovací diagramy

Literární rešerše

Kvantitativní analýza:

Prediktivní modely

Mikrobiologické riziko

http://www.cfsan.fda.gov/~mow/intro.html Bad bug book

www.foodsafety.gov Portál US safety

www.who.int/fsf/ WHO

www.fsis.usda.gov USDA

www.foodhaccp.com HACCP

www.fda.gov FDA

www.cdc.gov Centre of Disease Control

and Prevention

www.safetyalerts.com Recall in USA

http://ec.europa.eu/food/food/rapidalert/index_en.htm RASFF

Informační zdrojeWebové stránky

Prediktivní mikrobiologické modely

Matematické modely

Food MicroModel

Pathogen Modling Program

Growth predictor

(Clostridium perfingens)

Databáze růstových křivek mikroorganismů

Com Base

Prediktivní software (PMP7)

Agricultural Research Service,

ARS (U.S. Department of Agriculture's )

Mikrobiologické rizikoPrediktivní modely

10.10.2018

9

Mikrobiologické rizikoPrediktivní modely

Mikrobiologické rizikoKontaminace surovin

Kontaminace potravinářských surovin patogenními mikroorganismy

Mikrobiologické rizikoDoba pro zdvojnásobení patogenních mikroorganismů

Vliv teploty

Mikrobiologické rizikoInfekční dávka

Minimální infekční dávky pro různé skupiny populace

mikrobnÍ zmĚny - jejich pŮvodci

Documents