Czynniki środowiskowe wpływające na wzrost mikroflory ubojni i zakładów przetwórstwa mięsnego.

Żywność – mikrośrodowisko charakteryzujące się specyficznymi warunkami fizykochemicznymi i obecnością potencjalnych składników odżywczych

Zakład przetwórstwa mięsnego – makrośrodowisko charakteryzujące się specyficznymi warunkami fizykochemicznymi, dostępnością źródeł potencjalnie odżywczych składników odżywczych, obecnością organizmów wektorowych nosicieli, dużymi możliwościami wykorzystania dróg zakażenia m.in. interakcje:

• surowiec – produkt

• dodatek – produkt

• surowiec – wektor – surowiec

• surowiec – wektor – produkt

• surowiec – pracownik

• surowiec – pracownik- surowiec

• surowiec – pracownik – produkt

• surowiec – wektor – pracownik

• surowiec – wektor – pracownik – surowiec

• surowiec – wektor - pracownik – produkt

• pracownik – surowiec

• pracownik – produkt

• pracownik – pracownik – surowiec

• pracownik – pracownik – produkt

* wektor – tylko transportuje, nie bierze udziału, np. owady, gryzonie

Czynniki środowiskowe wpływające na wzrost mikroflory w mikro- i makrośrodowisku.

1. zawartość składników odżywczych,

2. obecność potencjalnych nosicieli i wektorów,

3. obecność innych drobnoustrojów i ich metabolitów,

4. zawartość wody w podłożu /poziom aktywności wody,

5. wilgotność względna powietrza,

6. struktura podłoża,

7. potencjał redox,

8. stężenie jonów wodorowych/ pH

9. temperatura otoczenia,

10. skład atmosfery/ atmosfera modyfikowana

1. Składniki odżywcze stanowią dla drobnoustrojów:

1. Źródło węgla/ energii ( cukry proste – sacharydy)

2. Źródło azotu (wolne aminokwasy – krótkie peptydy – białka)

3. Źródło witamin (z gr. B)

4. Źródło substancji mineralnych (jony potasowe, fosforanowe, sodowe, magnezowe, wapniowe, żelazowe)

5. Źródło tłuszczów (wykorzytsywane tylko przez niektóre gatunki)

Rezerwuar składników odżywczych dla drobnoustrojów:



Surowiec,



Prowiant pracowników



Resztki surowca mięsno-tłuszczowego pozostawione na niedoczyszczonych stołach rozbiorowych, w kutrach, w wilkach, w nadziewarkach,



Pozostałości przypraw pozostawionych w zakładach,



Woda w systemach hydraulicznych,



Odchody szkodników sanitarnych



Wyprodukowana żywność

Rezerwuar składników odżywczych = rezerwuar drobnoustrojów

(gram-ujemne pałeczki, wirusy, zarodniki grzybów pleśniowych)

Warunki dla rozwoju bakterii i grzybów w mięsie:

• dostęp do wolnych aminokwasów i nukleotydów

• dostęp do białek o małej masie cząsteczkowe, glukozy oraz powstałego w czasie trwania stężenia pośmiertnego kwasu mlekowego

• dostęp do witamin (ważne dla pałeczek G+ nie mających zdolności do ich syntetyzowania)

• korzystna aktywność wody aw (0,99) umożliwiająca pobranie przez komórki drobnoustrojów wszystkich niezbędnych do ich rozwoju substancji z wody zawartej w mięsie

• możliwość uwolnienia żelaza z układu hemowego hemoglobiny, mioglobiny, cytochromów – głównych barwników i białek kolorowych mięsa [żelazo potrzebne jest do podziału komórek]

Rezerwuar – miejsce stałego bytowania, czasem także- miejsce namnażania się drobnoustrojów. Z rezerwuaru w sposób bierny (np. opadanie cz. kurzu) lub czynny (ręce personelu) mogą przenosić się bezpośrednio na żywność lub do źródła zakażenia, a stąd na żywność.

Źródło zakażenia – siedlisko drobnoustrojów: osoba zakażona, przedmiot, żywność, itp.

które miały styczność z patogenem i są jego bezobjawowymi……………….

Czynnik etiologiczny – bakteria, wirus, pleśń itd.

Środowisko zakładu mięsnego

• rezerwuar egzogennych czynników etiologicznych

o ożywionych – personel

o nieożywionych – woda

( flora naturalna człowieka lub okresowo kolonizująca jego organizm, mikroflora węzłów sanitarnych)

• rezerwuar endogennych czynników etiologicznych – surowiec, dodatek ( mikroflora charakterystyczna dla surowców i dodatków)

2. Aktywność wody = zawartość wody w środowisku

-

wszystkie składniki odżywcze muszą być najpierw rozpuszczone w wodzie, by móc być następnie przyswojone przez komórki mikroorganizmów

-

aw w mięsie wynosi ok. 0,99 (aw czystej wody = 1). Jest to wartość optymalna dla większości drobnoustrojów.

- niektóre drobnoustroje mogą rozwijać się przy niższych wartościach aw np. pleśnie w zakresie od 0,93 do 0, 64

3. Wilgotność względna otoczenia (RH)

 Wilgotność powietrza wpływając na ogólną aw determinuje wzrost drobnoustrojów rozwijających się na powierzchni żywności, sprzętu oraz ścian i posadzek pomieszczeń zakładowych

 Przetwory pakowane w woreczki foliowe, przechowywane w warunkach chłodniczych na skutek kondensacji wody na powierzchni miejsca najszybciej ulegają zepsuciu.

 Nadmierna wilgotność i wysoka temp. powietrza stwarza dogodne warunki do wzrostu; należy o tym pamiętać dobierając parametry przechowywania mięsa: o Większość bakterii > 92%

o Większość drożdży > 90%

o Większość pleśni > 85-90%

Obecność drobnoustrojów w pomieszczeniach zakładowych związana jest z możliwością dotarcia do źródeł wody.

Suche miejsca w zakładzie

- miejsca suche (ściany, meble, sprzęt, aparatura, wieszaki na odzież) – gram+, przetrwalniki laseczek tlenowych i beztlenowych (Bacillus, Clostridium), bakterie kwasooporne, zarodniki, formy przertwalnikujące grzybów

-

miejscem namnażania się bakterii są przede wszystkim węzły sanitarne: toalety, umywalki, zlewy (syfony). Rezerwuarem bakterii są też misy i inne pojemniki, często przechowywane w małych, niewietrzonych i ciemnych pomieszczeniach.

-

w miejscach wilgotnych flora jest bardziej jednorodna. Dominują G- Enterobacteriaceae Suche miejsca w zakładzie:

• Liczba gatunków i liczebność komórek w powietrzu uzależniona jest od architektury i rodzaju pomieszczeń (przeznaczenie technologiczne) oraz liczy pracujących w nim osób

• Prawidłowy program i realizacja szeroko pojętej czystości (mycie, dezynfekcja, wietrzenie, likwidacja szkodników sanitarnych) może znacznie obniżyć liczbę drobnoustrojów w suchym środowisku

Wilgotne miejsca w zakładach:

• W miejscach wilgotnych flora jest bardziej jednorodna. Dominują tu Gram-ujemne pałeczki z rodziny Enterobacteriaceae i gram –ujemne pałezki niefermentujące (szczególnie Pseudomonas sp.; Achromobacter)

• Rzeczy osobiste personelu (ręczniki, odzież) także umożliwiają przetrwanie drobnoustrojów

Biofilmy – złożona struktura utrwalona przez żywe komórki bakterii (30%) połączonych śluzową warstwą hydrożelu (70%) chroniącego przed antybiotykami i środkami dezynfekującymi. Warunkiem powstania jest ciągły kontakt z wodą.

Biofilm jest pierwszym etapem sukcesji ekologicznej =etapem zajmowania przestrzeni dla życia

Lita skała – silny pęd kolonizacyjny drobnoustrojów (utworzenie biofilmu – pierwotniaki, glony – porosty, mchy, rośliny wyższe

 Tworzeniu biofilmów sprzyja:

- zanieczyszczenia o zwiększonej proporcji białka do tłuszczu,

- pH zbliżone do 7,0

- porowatość kolonizowanych powierzchni

- nasiąkliwość powierzchni

- hydrofobowość powierzchni

- nasiąkliwość powierzchni

- hydrofobowość powierzchni

- długi czas pozostawania zanieczyszczenia na powierzchni

- obecność niezwiązanych kationów II-wartościowych np. wapnia i magnezu

- obecność bakterii

Szkody wynikające z istnienia biofilmów:

- zaburzenie przepływu cieczy w rurociągach, zarastanie glonami filtrów wodnych,

- zanik ciśnienia w przemysłowych systemach chłodzenia

- rozpoczęcie lub wsparcie procesów korozyjnych materiałów nieodpornych

- biologiczne zanieczyszczenie powierzchni produkcyjnych = ……………….

Drobnoustroje tworzące biofilmy:

• Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus ureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterococcus fecalis, Bacillus sp., Enterobacter sp.

• Enterobacter sp., Micrococcus sp., Salmonella sp., Clostridium sp., Legionella sp, grzyby (Clostridium sp. i grzyby – gleba; reszta od ludzi i zwierząt)

4. Struktura podłoża

 W wyniku rozdrabniania, ciągłość poszczególnych tkanek (mięśniowej, tłuszczowej, łącznej) zostaje przerwana, a tym samym ulega naturalna struktura mięsa.

 Powierzchnia mięsa wraz ze znajdującą się na niej mikroflorą bakteryjną zostaje wymieszana w masę mięsną.

 Podczas rozdrabniania do masy mięsnej wprowadza się również powietrze, które powoduje silne natlenienie środowiska i umożliwia rozwój mikroorganizmów.

 Skóra tuszek drobiowych mimo, że jest najbardziej zanieczyszczoną częścią tuszki, stanowi naturalną osłonę mięśni i ulega zepsuciu później niż mięśnie,

 Uszkodzenie skóry i odsłonięcie mięśni powoduje, że zaczynają one podlegać bardzo szybkim zmianom pod wpływem drobnoustrojów,

 Podobnie najszybciej odczuwalne są objawy zepsucia w miejscach, gdzie po przecięciu skóry pozostają resztki krwi (miejsce odcięcia głowy, gdy przy tłuszcze pozostaje szyja)

5. Potencjał redoks (Eh)

- potencjał Osydo-redukcyjny środowiska ma ogromne znaczenie dla bakterii

- bakterie beztlenowe wymagają do wzrostu ujemnego Eh

- bakterie tlenowe wymagają do wzrostu dodatniego Eh

- podczas wzrostu drobnoustrojów zmniejsza się wartość potencjału redoks w środowisku 6. Stężenie jonów wodorowych/ pH

-

bezpośrednio po uboju średnia wartość pH mięsa wynosi 6,8-7,0

-

po ok. 36 godzinach pH mięsa osiąga 5,7-6,0

-

wartość pH produktów wytworzonych z udziałem mięsa zależy od składu chemicznego pozostałych dodatków

-

wartością optymalną do wzrostu większości drobnoustrojów jest pH obojętne (7,0)

-

drobnoustroje różnią się zakresami pH, przy których mogą się rozwijać:

-Salmonella 4,0-9,0

-Clostridium botulinium 4,8-8,2

-Clostridium perfringers 5,5-8,5

-Thiobacillus thiooxidans 1,0 (przykład bakterii kwasolubnej)

-Nitrosomonas i Nitrobacter 10,0 (przykład bakterii zasadolubnej)

-Drożdże, pleśnie 4,0-6,0 (środowisko słabo kwaśne)

7. Temperatura:

Ze względu na odmienną wrażliwość drobnoustrojów na temperaturę podzielono je na:

- psychrofile 10-20° C

- mezofile 20-20° C

- termofile 50-60° C

Mięso i przetwory mięsne zawierają głównie mikroflorę psychrofilną (pochodzącą ze środowiska, w którym bytowały zwierzęta) oraz mikroflorę mezofilną (pochodzącą z przewodu pokarmowego zwierząt)

Przechowywanie chłodnicze

• Trwałość mięsa i produktów mięsnych przechowywanych w chłodniach jest ograniczona z powodu aktywności psychrofili i psychrotrofów (psychrotrofy należa do psychrofili lecz potrafią wzrastać w szerszych zakresach temp. np. Pseudomonas oraz ziarniaki Enterococcus, które rozwijają się w chłodni i są przyczyną psucia się żywności

Przechowywanie w stanie zamrożonym

- zamrażanie w temperaturze – 18 C powoduje całkowite zahamowanie procesów życiowych drobnoustrojów. Na przeżywalność komórek w czasie zamrażania wpływa tempo procesu: powolne zamrażanie powoduje trwałe uszkodzenie większej liczby bakterii aniżeli szybkie zamrażanie (kryształy są drobniejsze i nie niszczą znacząco organell wewnątrz komórek.

- komórki, które przeżywają proces zamrażania pozostają w czasie przechowywania w

-12 C, -18 C, -20 C w stanie anabiozy (powodem jest brak dostępu do wody)

- najbardziej niszczące działanie na drobnoustroje ma naprzemienne zamrażanie i rozmrażanie (nie do zastosowania w przemyśle spożywczym).

Działanie wysokiej temperatury

• Działanie wysokiej temp. powoduje trwałe zmiany w strukturach białek komórkowych i w konsekwencji śmierć drobnoustrojów (utrwalanie żywności)

• W związku z bakteriobójczym działaniem wysokiej temp. ustala się tzw. czas śmierci cieplnej, czyli czas potrzebny do zabicia określonej liczby komórek wegetatywnych i przetrwalników (istotne znacznie przy ustalaniu parametrów obróbki termicznej) 8. Skład atmosfery

Ze względu na zapotrzebowanie na tlen:

- tlenowce (aeroby) - rozwijają się tylko w obecności tlenu (większość bakterii, drożdży i pleśni).

- względne beztlenowce – lepiej rozwijają się w warunkach beztlenowych, tolerują tlen w środowisku ( bakterie fermentacji mlekowej, niektóre bakterie chorobotwórcze, część pleśni i drożdży).

- mikroaerofile – wymagają do wzrostu zmniejszonej zawartości tlenu w stosunku do zawartości tlenu w powietrzu ( Lactobacillus sp., Campylobacter sp.)

- beztlenowce (anaeroby) – rozwijają się w warunkach bezwzględnie beztlenowych (Clostridium sp., Bacteroides sp.) -> w przypadku źle wysterylizowanych konserw 9. Oddziaływanie innych drobnoustrojów

Interakcje pomiędzy drobnoustrojami

Bezpośrednie (bakteriocyny, barwniki,

Pośrednie ( związki zakwaszające podłoże,

związki o aktywności zbliżonej do

np. kwas mlekowy)

antybiotyków toksyny, np. otulinowa)

Postawą zachowań drobnoustrojów jest zjawisko konkurencji o składniki pokarmowe, wodę oraz tlen.