MIKROBIOLOGIA ŻYWNOŚCI 2015

1. Morfologia bakterii- wymiary, ruch, rozmnażanie.

Wymiary komórek bakterii mieszczą się w granicach od 1 do kilku mikrometrów.Wiele bakterii wykazuje w środowisku płynnym ruch postępowy lub obrotowy. Zdolność do poruszania się wiąże się zazwyczaj z obecnością specjalnych organelli – RZĘSEK. Występowanie rzęsek i sposób ułożenia jest jedną z cech o znaczeniu taksonomicznym. Posiadanie zdolności poruszania się stwarza dla gatunku dodatkowe możliwości przetrwania i pozwala zareagować zmianą położenia na korzystne lub szkodliwe bodźce. Drobnoustroje urzęsione reagują na bodźce zewnętrzne czynnym, ukierunkowanym ruchem, tj. taksją.

Rozmnażanie bakterii.Większość bakterii właściwych rozmnaża się przez podział na dwie komórki potomne, które genetycznie są podobne do siebie oraz do byłej komórki macierzystej.Podział komórki jest wynikiem wielu skomplikowanych przemian tj. replikacja DNA, synteza białek, błony cytoplazmatycznej i ściany komórkowej przebiegających w różnych strukturach komórkowych. Koniugacja występuje między komórkami zróżnicowanymi genetycznie. Pomiędzy koniugującymi komórkami powstaje połączenie cytoplazmatyczne (kanalik kopulacyjny), przez który zostaje przeprowadzony materiał genetyczny z komórki dawcy do komórki biorcy. Zazwyczaj bakterie rozmnażają się przez podział bezpłciowy, koniugacja jest procesem płciowym.

1. Omów zjawisko sporogenezy u bakterii przetrwalnikujących.

Zdolność do wytwarzania endospor (przetrwalników) mają głównie bakterie GRAM+ o kształcie cylindrycznym np. bakterie z rodzaju Bacillus, Clostridium oraz Sporosarcina. Należy pamiętać, że formy te nie służą rozmnażaniu, a jedynie przetrwaniu, gdyż każda komórka może wytworzyć w swym wnętrzu tylko 1 przetrwalnik.Zapoczątkowany jest brakiem odpowiednich substratów w środowisku albo też starzeniem się komórki. Uaktywniają się wtedy geny odpowiedzialne za tworzenie i ostateczny skład przetrwalnika, unieczynniają się natomiast geny związane z procesami życiowymi komórki wegetatywnej. Powstanie przetrwalnika poprzedza proces replikacji DNA nukleoidu, syntezy związków swoistych tylko dla endospor oraz wielowarstwowej otoczki endospory.

Powstały przetrwalnik prowadzi życie "utajnione", czyli żyje w anabiozie. W takiej formie może żyć nawet latami. W przemyśle spożywczym, tworzenie form przetrwalnikujących stanowi bardzo poważny problem, ze względu na ich dużą odporność na stosowanie różnych zabiegów utrwalających żywność np. stosowanie wysokiej temperatury lub środków dezynfekujących (niszczy je dopiero zabieg sterylizacji). Jednakże stosując niskie pH > 4,5 można znacznie obniżyć ich odporność przez co łatwiej jest się ich pozbyć.

1. Z czego wynika ciepłooporność przetrwalników bakteryjnych?

Ciepłooporność bakterii przetrwalnikujących.

Materiał genetyczny spory (zarodnika) jest otoczony kilkoma warstwami, które chronią go przed takimi stresami środowiska, jak ciepło. Ponieważ niektóre ważne bakterie patogenne wytwarzają endospory wytrzymujące kilkugodzinne gotowanie, w celu unieszkodliwienia tych wysoce opornych należy zapewnić odpowiednie środki sterylizacyjne. Przetrwalniki nie lubią niskiego pH – poniżej 4,5. Stosując w zabiegach utrwalających niskie pH można znacznie obniżyć ciepłooporność.

Budowa endospory: 1. cytoplazma, 2. błona cytoplazmatyczna, 3. ściana komórkowa, 4. korteks (im grubsza warstwa korteksu tym przetrwalnik bardziej oporny) (kora), 5. wewnętrzna osłona spory, 6. zewnętrzna osłona spory, 7. egzosporium

Najważniejszym elementem budowy endospor i jej najgrubszą warstwą ochronną jest korteks, którego składnikami są mureina i kwas dipikolinowy. To właśnie zawartość kwasu dipikolinowego, którego kompleksy z jonami wapnia odgrywają główną role przy ciepłooporności endospory. Ważną cechą tych form jest jeszcze bardzo mała zawartość wody.

Korteks jest wrażliwy na działanie lizozymu. Po kontakcie z tą substancją dochodzi do autolizy niezbędnej do kiełkowania bakterii. Przy kiełkowaniu wchłaniają one wodę, pęcznieją i tracą swoją ciepłooporność.

1. Warunki wzbudzające przetrwalnikowanie bakterii.

• Bodźce zewnętrzne (wzrost do temperatury optymalnej)

• Zmiana środowiska pH i jakim się znajdują

• Odpowiednia wilgotność

1. Omów budowę ściany komórkowej bakterii Gram+ i Gram-.

GRAM + (w ich budowie nie wyróżnia się zewnętrznej błony komórkowej, zawierają ok. 40 warstw peptydoglikanu; są odporniejsze na wyższe temperatury sterylizacji, na alkaliczny odczyn środowiska; większą wrażliwością na antybiotyki, detergenty). Ścianę komórkową bakterii gramdodatnich oprócz warstwy peptydoglikanu tworzy również warstwa plastyczna która zawiera różne heteropolimery kwasów tejchojowych, tejchuronowych i lipotejchojowych.

GRAM – (mają zewnętrzną błonę komórkową; ich ściana jest cieńsza niż gram +, zawiera mniej warstw peptydoglikanu (od 1 do 3)) Bakterie gramujemne cechuje odmienna budowa ściany komórkowej. Cienka warstwa peptydoglikanu jest pokryta strukturą zwaną błoną zewnętrzną. Jest to warstwa plastyczna, zawierająca fosfolipidy, białka, lipoproteinę Brauna i lipopolisacharydy co stanowi łącznie 80% s.m. ściany. U bakterii tych nie wykryto kwasów tejchojowych. Błona zewnętrzna bakterii gramujemnych pełni nie tylko rolę mechaniczną, ale ma też ważne znaczenie fizjologiczne. Jest ona przyczyną chorób u ludzi (np. Salmonella). Wynika to z obecności lipidu A, który jest częścią budowy LPS. Lipid A jest bardzo toksyczny dla ludzi, zwany jest endotoksyną, której obecność w układzie krwionośnym w nawet bardzo niewielkich stężeniach prowadzi do szoku septycznego (niekontrolowanej nadprodukcji przeciwciał) i śmierci.

1. Scharakteryzuj bakterie beztlenowe – naturalne środowiska ich bytowania.

Beztlenowce – tlen jest dla nich niemal toksyczny, nie są wyposażone w kompleks enzymów dezaktywujących wolne rodniki powstające w procesie tlenowym, występują w glebie, bagnach, osadach dennych, podmokłych glebach, głębokich warstwach żywności i żywności pakowanej beztlenowo, tam gdzie jest niski potencjał oksydoredukcyjny. Uzyskują energię na drodze fermentacji lub oddychania beztlenowego.

Bakterie beztlenowe przetrwalnikujące obejmują rodzaj Clostridium. Znanych jest około 100 gatunków tego rodzaju, z czego ponad 40 izolowano dotąd od ludzi. Niektóre z tych gatunków wchodzą w skład flory kolonizującej błony śluzowe różnych układów, najczęściej przewodu pokarmowego. Często są spotykane w kale ludzi zdrowych.

Najgroźniejszą bakterią beztlenową jest Clostridium botulinum – laseczka jadu kiełbasianego, która rozwija się jedynie w wąskim przedziale pH 7,0-7,3. Nie jest w stanie rozwijać się w zdrowych, żywych tkankach, gdzie jest naturalny potencjał oksydoredukcyjny. Z powodzeniem rozwija się w martwych tkankach, konserwach i przetworach warzywnych, mięsie, puszkowanych orzeszkach ziemnych, jogurtach i wszystkich produktach pakowanych próżniowych. Dlatego bardzo ważnym elementem utrwalania żywności jest wyjaławianie żywności przed pakowaniem. Toksyna jest wrażliwa na działanie wysokiej temperatury, inaktywuje ją gotowanie przez minutę, bądź podgrzewanie do temp. 85°C przez 5-10 min.

1. Budowa komórki bakteryjnej.

W budowie komórki można wyróżnić następujące najważniejsze elementy:

• ściana komórkowa - chroni komórkę przed szkodliwymi wpływami środowiska zewnętrznego,

• błona cytoplazmatyczna (błona komórkowa) - pełni rolę membrany półprzepuszczalnej (mogą przedostać się przez nią związki o prostej budowie),

• cytoplazma - pełni funkcję substancji wypełniającej komórkę, ma charakter koloidalny i znajdują się w niej kuliste rybosomy, nukleoid, plazmid oraz różne ziarnistości będące materiałem zapasowym,

• fimbrie - dzięki nim bakterie mogą kolonizować się na gładkich powierzchniach,

• rzęski - dzięki nim bakterie mogą się poruszać, mogą one być okołorzęse, jednorzęse lub biegunowe i jest to cecha gatunkowa bakterii,

• mezosomy - uczestniczą przy podziale komórki.

Wymiary większości komórek bakterii mieszczą się w granicach od 1 do kilku mikrometrów. Średnica form kulistych wynosi ok. 0,5-1 mikrometra. Średnica form pałeczkowatych też zwykle nie przekracza 1 µm, a długość 10 µm.

1. LPS (lipopolisacharyd) – składnik ściany komórkowej bakterii Gram- .

Lipopolisacharyd znajduje się w błonie zewnętrznej bakterii gramujemnych – jest to związek będący związkiem amfifilowym jednocześnie hydrofilowym i hydrofobowym – zależy z którego końca składa się z cukru i z tłuszczu. Dla organizmów żywych jest endotoksyną.

1. Na czym polega barwienia Grama?

Barwienie Grama jest jednym z najpowszechniejszych testów, Za jego pomocą można podzielić bakterie na dwie podstawowe grupy: gramujemne (G-) i gramdodatnie (G+), różniące się od siebie składem i budową ściany komórkowej oraz pewnymi cechami fizjologicznymi, np. podatnością na leki. 

Różnice w sposobie barwienia bakterii wynikają ze składu i budowy ich ściany komórkowej. Barwnik podstawowy tworzy z jodem kompleksy na tyle duże, że nie mogą być wymyte ze ścian bakterii gramdodatnich - grubszych i bogatszych w peptydoglikan. Komórki te, nawet po przepłukaniu alkoholem, pozostają zabarwiane na niebiesko, a po dodaniu barwnika pomocniczego przybierają barwę fioletową. Przepłukane alkoholem bakterie gramujemne ulegają odbarwieniu i uwidaczniają się dopiero dzięki obecności dodatkowego barwnika o barwie różowej. 

Efekt barwienia można oglądać pod mikroskopem imersyjnym, przy powiększeniu 1000x (okular 10x, obiektyw 100x). W celu kontroli jakości barwienia dobrze jest wykonać równocześnie dodatkową próbę sporządzoną ze znanego szczepu. 

Z użyciem barwienia Grama większość bakterii można podzielić na dwie podstawowe grupy: 
• gramdodatnie (G+, Gram +), np. ziarniaki, laseczki, maczugowce, promieniowce - barwią się na fioletowo; 
• gramujemne (G-, Gram-), np. pałeczki, Pseudomonas, przecinkowce i śrubowce - przybierają barwę różową. 
Metoda ta pozwala również uwidocznić kształt badanej komórki, określić jej rozmiar oraz inne szczegóły strukturalne. Stanowi ona zatem źródło wstępnych informacji taksonomicznych o badanym szczepie. 

1. Co to jest czas generacji w rozwoju bakterii ?

czas generacji – (g) – czas niezbędny do powstania nowego pokolenia komórek.
Aby obliczyć czas generacji podstawia się do wzoru $g = \frac{t}{n}$ liczbę pokoleń n wyznaczoną z równania $n = \frac{\log{N - \log N_{0}}}{\log 2}\ $ i znany czas hodowli t.

czas generacji (wiek osobniczy) – jest czasem, w którym dokonuje się pełny cykl komórki.

Czas generacji w optymalnych warunkach wzrostu:

- mikroorganizmy prokariotyczne 15-60 minut

- mikroorganizmy eukariotyczne 90-120 minut

1. Archeony – charakterystyka.

Archeowce mają też nietypowe procesy metaboliczne. Istnieje istotna różnica między bakteriami a archeonami, jeśli chodzi o organizację materiału genetycznego. U archeonów kwas DNA jest upakowany w nić nukleosomów, której rdzeń tworzą białka histonowe. Ponadto materiał genetyczny archebakterii jest nieciągły, to znaczy przedzielony intronami.

Archeowce są prawdopodobnie bliżej spokrewnione z jądrowcami niż z innymi prokariotami. Archeowce są bardzo zróżnicowane zarówno pod względem morfologii jak i fizjologii. Niektóre żyją jako pojedyncze komórki, inne tworzą nitki lub agregaty (kolonie). Mogą być sferyczne, pałeczkowate, spiralne lub płatowate. Średnica waha się 0,1 do ponad 15 µm, a włókna nawet osiągają do 200 µm. Ich rozmnażanie jest również bardzo różnorodne – może to być podział, pączkowanie lub fragmentacja.

1. Ogólna charakterystyka wirusów.

• zbudowane są z kwasów nukleinowych DNA lub RNA w formie jedno- lub dwuniciowej oraz białek,

• wewnątrzkomórkowe pasożyty – niezbędnym etapem rozwoju jest infekcja komórek organizmów żywych, pełniących rolę gospodarza (rośliny, zwierzęta, bakterie),

• bakteriofagi – wirusy atakujące bakterie

1. Dynamika wzrostu drobnoustrojów w hodowlach okresowych.

W optymalnych warunkach środowiska liczba drobnoustrojów rośnie z postępem geometrycznym: 1 → 2 → 4 → 8 → 16

Ten typ podwajającego wzrostu nosi nazwę wykładniczego, a czas między kolejnymi podziałami komórkowymi zwany jest czasem podwojenia lub czasem generacji:

$$\mathbf{\text{czas\ generacji\ }}\left( \mathbf{g} \right) = \ \frac{czas\ pelnego\ cyklu\ rozwojowego\ komorki\ (t)}{liczba\ pokolen\ (n)}$$

Liczbę pokoleń można wyliczyć, jeśli znana jest początkowa (N₀) i końcowa (N) liczba komórek, opierająca się na wzorze:

n = 3, 3 • (logN − logN₀)

Szybkość wzrostu populacji bakterii (liczba generacji w jednostce czasu) jest wyrażana jako średnia lub stała specyficznego tempa wzrostu, określana za pomocą wzoru: $srednie\ tempo\ wzrostu\ populacji\ \left( \mu \right) = \frac{0,69}{g}$

Wzór ten wskazuje, że w miarę zwiększania się współczynnika wzrostu maleje czas podwojenia. Szybkość wzrostu i podziału bakterii zależy od ich przynależności do odpowiedniego gatunku jak i od składu podłoża na którym się rozwijają (warunków środowiska).

Bakterie hodowlane w ten sposób wykazują charakterystyczny wzór wzrostu, zwany krzywą hodowli bakteryjnej.

FAZY:

1. adaptacja – rozeznanie komórki, w jakim znalazła się środowisku i wytworzenie odpowiednich enzymów potrzebnych do rozkładania materii organicznej,

2. przyśpieszenie – powolne rozmnażanie,

3. wykładnicza – dynamiczny rozwój bakterii, początek tej fazy jest granicą przydatności do spożycia; w trakcie trwania tej fazy produkt się psuje,

4. zwolnionego wzrostu – w środowisku znajduje się za dużo metabolitów, coraz mniej bakterii się rozmnaża,

5. stacjonarna – tyle samo bakterii umiera ile powstaje, środowisko stało się toksyczne,

6. zwolnionego zamierania,

7. logarytmicznego zamierania – zwiększona szybkość zamierania, krzywa nigdy nie dojdzie do wartości 0, bo część komórek przystosuje się do nowego środowiska

1. Podział mikroorganizmów pod względem sposobów odżywiania.

   • ŹRÓDŁO WĘGLA

– autotrofy czerpią węgiel do budowy organicznych substancji komórkowych z CO₂

– heterotrofy źródłem węgla są dla nich związki organiczne

• ŹRÓDŁO ENERGII

– fototrofy wykorzystują energię z promieniowania słonecznego

– chemotrofy czerpią energię z utleniania organicznych lub nieorganicznych związków chemicznych

• ŹRÓDŁO ELEKTRONÓW W PROCESIE BIOSYNTEZY

– litotrofy (NH₃, H₂S, H₂, Fe²⁺, CO)

– organotrofy (organiczne donatory)

Większość drobnoustrojów wykorzystuje w biotechnologii są chorobotwórcze inaczej zwane chemoorganotrofami. Jako źródło energii i niezbędnego węgla wymagają do życia związków organicznych.

GRUPA MIKROORGANIZMÓW	TEMPERATURA (°C)
	minimalna
Psychrofile	-10÷5
Psychrotrofy	0÷5
Mezofile	5÷15
Termofile	30÷40

1. Podział mikroorganizmów pod względem zapotrzebowania na tlen.

• bezwzględnie beztlenowe – rosną tylko w nieobecności tlenu, który działa na nie toksycznie

• względnie beztlenowe – rosną zarówno w obecności tlenu, który nie jest konieczny do ich wzrostu, jak i w warunkach beztlenowych

• tlenowe – obecność tlenu jest niezbędna do ich wzrostu, rosną na powierzchni.

1. Podział bakterii pod względem temperatur optymalnych.

Psychrofile – żyją w ekstremalnie niskich temperaturach.

Psychrotrofy – najbardziej odpowiedzialne za psucie żywności; są to bakterie "lodówkowe", które przystosowały się do niskich temperatur; przeszły częściowo z grupy mezofilowej.

Mezofile - zdolne do wzrostu w temperaturach umiarkowanych. Do mezofili  należy znaczna część  drobnoustrojów występujących w przyrodzie. W obrębie tej grupy występują zarówno organizmy saproficzne jak i patogenne.

Termofile – żyją w bardzo wysokich temperaturach

1. Co to są temperatury kardynalne?

Każdy gatunek drobnoustrojów charakteryzuje się trzema kardynalnymi temperaturami rozwoju: minimalną, optymalną, maksymalną.

Temperatury kardynalne – wpływ temperatury na szybkość wzrostu drobnoustrojów.

• temperatura optymalna – maksymalna szybkość reakcji enzymatycznych; drobnoustroje rozmnażają się najszybciej,

• temperatura maksymalna – po jej przekroczeniu następuje denaturacja białek i uszkodzenie błony cytoplazmatycznej,

• temperatura minimalna – po jej przekroczeniu następuje krzepnięcie membrany cytoplazmatycznej; spowalnianie procesów transportu prowadząca do zahamowania wzrostu; nie następuje natychmiastowe obumieranie bakterii, nie może wydać „potomstwa”; jeśli długo pozostają w takich warunkach przechodzą w stan uśpienia, a w bardzo głębokim mrożeniu dochodzi do selekcji – część zamiera; działanie bakteriostatyczne.

Powyżej temperatury maksymalnej i poniżej temperatury minimalnej wzrost mikroorganizmów jest niemożliwy.

1. Scharakteryzuj drobnoustroje psychrotrofowe.

Psychrotrofy – najbardziej odpowiedzialne za psucie żywności; są to bakterie, które przystosowały się do niskich temperatur; przeszły częściowo z grupy mezofilowej.

Do środowisk naturalnych należą: wody oceanów i mórz, wody śródlądowe i gleba.

Najczęściej spotykane bakterie psychrotrofowe zaliczane są do rodzajów: Pseudomonas, Flavobacterium i Arthrobacter.

Najczęściej spotykane drożdże psychrotrofowe: Candida, Rhodotorula, Pichia

Psychrotrofy najczęściej spotykane są w: nabiale, wędlinach, warzywach i owocach przechowywanych w niskich temperaturach.

W nabiale wyizolowano: Pseudomonas, Aeromonas, Acinetobacter, Clostridium, Corynobacterium, Lactococcus, Lactobacillus. W mięsie najczęściej występują psychrotrofowe bakterie z rodzaju: Pseudomonas, Lactobacillus, Acinetobacter, Moraxella, Corynobacterium.

Patogenne psychrotrofy występujące w żywności: Listeria monocytogenes, Yersinia enterocolitica ssp. enterocolitica i Bacillus cereus.

Psychrotrofy znalazły zastosowanie w procesach biotechnologicznych. Enzymy psychrotroficznych enzymów są stosowane między innymi w utylizacji zanieczyszczeń  w zimnych środowiskach, wykorzystywane są również w pralniach (pranie na zimno).

1. Wymagania drobnoustrojów pod względem wartości aktywności wody i pH.

Grupa drobnoustrojów	Minimalna aw
bakterie	0,91
drożdże	0,88
pleśnie	0,8 (0,6)
bakterie halofilne	0,75
drożdże osmofilne	0,6

Aktywność wody  oznacza wodę niezwiązaną bezpośrednio z żywnością, czyli tą która jest dostępna dla wszystkich mikroorganizmów znajdujących się w niej. Minimum wody potrzebnej w podłożu do rozwoju bakterii wynosi ok. 30%, a dla pleśni ok. 10% Szczególnie wrażliwe na brak wody są formy wegetatywne, które wówczas stosunkowo szybko giną. Dużą odporność na brak wody wykazują przetrwalniki, zarodniki pleśni i drożdży, bakterie mające otoczki śluzowe, gatunki osmofilne drożdży i pleśni. Liczne przemiany chemiczne w komórce odbywają się w środowisku wody i z jej udziałem. Poza tym komórka pobiera potrzebne jej składniki odżywcze tylko w postaci roztworów wodnych i w takiej samej postaci wydala produkty zbędne oraz szkodliwe. Obecność wody decyduje także o ciśnieniu osmotycznym w środowisku. Wewnątrz komórki panuje stosunkowo wysoki ciśnienie osmotyczne, nadające jej odpowiednią prężność.

     Drobnoustroje są bardzo wrażliwe na odczyn środowiska. Poszczególne gatunki mogą rozwijać sie w ściśle określonych granicach pH, przy czym rozróżnia się wartości pH minimalne, optymalne i maksymalne.

Na kwaśny odczyn środowiska są wrażliwe przede wszystkim bakterie gnilne, które nie mogą rozwijać się przy niskim pH. Mogą natomiast rozwijać się drożdże, pleśnie, bakterie mlekowe i octowe. Wpływ odczynu na wzrost drobnoustrojów wykorzystuje się w konserwowaniu produktów owocowych i warzywnych przez sztuczne lub naturalne zakwaszanie. Sztuczne zakwaszanie stosuje się przy produkcji marynat, a naturalne - w postaci kwaszonek (fermentacja mlekowa), takich jak: kapusta i ogórki. Niskie pH kwaszonek (w granicach od 4 do 3,5) hamuje rozwój bakterii, ale nie chroni przed pleśniami. Rozwój pleśni można zahamować przez stworzenie warunków beztlenowych.

1. Kryteria podziału drożdży na klasy.

Obecnie drożdże podzielono na dwie gromady (typy): Ascomycota i Basidiomycota.

Wiele gatunków drożdży uprzednio należących do klasy Ascomycetes, zakwalifikowano do kilku klas w obrębie gromady Ascomycota. Poza klasą Ascomycetes wyodrębniono między innymi: Saccharomycetes, Schizosaccharomycetes.

Gatunki drożdży wcześniej zaliczane do klasy Deuteromycetes obecnie należą do Ascomycota bądź Basidiomycota. Istnieją jednak rodzaje (np. Blastoderma, Candida, Chromothorula), których przynależność taksonomiczna na poziomie klas, rządu czy rodziny nie została jednoznacznie ustalona. Dodatkowo wyodrębniono grupę drożdży anamorficznych, która jednak nie stanowi odrębnego taksonu.

Gromada Ascomycota:

• rozmnażają się generatywnie, wytwarzając zarodniki wewnątrz worka, a wegatywnie rozmnażają się przez pączkowanie wieloboczne,

• mają zdolność do formowania grzybni,

• z wyjątkiem Schizosaccharomycetaceae nie wytwarzają enzymu ureazy,

• można tu znaleźć gatunki zarówno drożdży fermentujących jak i niefermentujących sacharydów,

• ściana komórkowa tych drożdży jest trójwarstwowa, zbudowana głównie z glukanu i mannanu,

Gromada Basidiomycota:

• charakteryzują się wytwarzaniem basidiospor w procesie generatywnego rozmnażania oraz formowania dwujądrowej grzybni podzielonej septami; wegetatywnie rozmnażają się przez pączkowanie wielobiegunowe,

• wytwarzają enzym ureazę,

• nie fermentują sacharydów,

• ściana komórkowa ma budowę lamelarną, z możliwością tworzenia śluzowatej warstwy powierzchniowej, a jej głównymi składnikami są chityna i mannan.

1. Ekologia drożdży.

Mikroorganizmy tlenowe, niektóre mogą również rozwijać się w warunkach beztlenowych prowadząc procesy fermentacji. [10⁶ jtk].

• Występowanie na kwiatach, owocach, liściach, roślin (obecność sacharydów), w glebie i wodzie

• Wykorzystuje się je w : przemyśle farmaceutycznym (winiarstwo, piwowarstwo, gorzelnictwo), piekarstwie, przemysle spożywczym oraz do produkcji pasz.

• Zagrożenia: grzybice błon śluzowych i skóry , zafermentowanie soków i innych przetworów owocowych (odpowiednia ilość powietrza i cukrów powoduje rozwój drożdży, a wprowadza się je jako kultury z owocami)

• Morfologia: organizmy jednokomórkowe. Wymiary 1-8mm długości oraz 1-6mm szerokości. Wykazują zmienność morfologiczną zależnie od wieku i warunków hodowli. Stare hodowle mogą tworzyć pseudogrzybnię (wydłużone nitkowate struktury, często rozgałęzione złożone z komórek pączkujących) lub grzybnię właściwą (wzrost wierzchołkowy, z poprzecznymi przegrodami)

• Podstawowe kształty komórek drożdży:

Generalnie można wyróżnić 6 podstawowych kształtów, często charakterystycznych dla poszczególnych rodzajów: kulisty (Torulaspora, Rhodotorula), elipsoidalny, cytrynkowaty (Kloeckera, Saccharomycodes, Nadsonia, Hanseniaspora), butelkowaty (Pityrosporum), cylindryczny (Schizosaccharomyces) i nitkowaty.

• Charakterystyczne ugrupowania tworzone przez komórki drożdży:

Morfologia ważniejszych gatunków: A — Saccharomyces cerevisiae, A1 — komórka pączkująca, A2 — worki z zarodnikami, B — Candida utilis, C — Kluyveromyces fragilis, C1 — worki z zarodnikami, C2 — zarodniki, D — Schizosaccharomyces pombe, D1 — worki z zarodnikami.

• Rozmnażanie wegetatywne- pączkowanie, podział (rozszczepianie) lub połączenie obu tych procesów, tworzenie blastospor lub balistospor (konidia amorficzne)

• Rozmnażanie generatywne- proces płciowy, tworzenie diploidalnych zygot. Zygoty mogą rozmnażać się na drodze wegetatywnej dając pokolenie diploidalne lub podlegać sporo genezie (haploidalne spory w workach), które dają pokolenie haploidalne. Występowanie kolejnych pokoleń haploidalnych i diploidalnych nosi nazwę przemiany pokoleń.

• Cykl rozwojowy drożdży S.cerevisiae

1. Na czym polega efekt Pasteura?

Efekt Pasteura – efekt opisujący hamujący wpływ tlenu na procesy fermentacji drożdży. Louis Pasteur wykazał, że przeniesienie organizmu (drożdży) do warunków tlenowych spowoduje zahamowanie fermentacji alkoholowej i spadek zużycia substratu oddechowego.

1. Przemysłowe wykorzystanie drożdży.

Znaczenie gospodarcze mają drożdże szlachetne - liczne odmiany i rasy hodowlane drożdży należące do gatunku Saccharomyces cerevisiae, wykorzystywane w przemyśle spożywczym, a zwłaszcza fermentacyjnym (drożdże piwowarskie, winiarskie, gorzelnicze i piekarniane). Do drożdży szlachetnych zalicza się także niektóre gatunki grzybów niedoskonałych o znaczeniu przemysłowym, szybko rozmnażających się warunkach tlenowych i wytwarzających (głównie na pożywkach melasowych) duże ilości masy komórkowej, o znacznej zawartości białka (drożdże spożywcze i pastewne). Istnieją też gatunki szkodliwe z punktu widzenia przemysłu, nazywane drożdżami dzikimi, wywołujące wady produktu (śluzowacenie, zużywanie alkoholu, gorzknienie itp.). Z drugiej zaś strony, dzikie drożdże mogą być pożyteczne; są wykorzystywane np. przy produkcji piwa typu lambik czy Rakiji. 

W procesach biotechnologii najczęściej wykorzystywanym gatunkiem jest Saccharomyces cerevisiae. Chociaż wiele gatunków drobnoustrojów wykazuje zdolność do tworzenia etanolu, obecnie szacuje się że 95% produkcji tego alkoholu odbywa się z udziałem tych drożdży.

Drożdże z rodzaju: Candida, Endomycopsis i Kluyveromyces mogą być stosowane do produkcji drożdży paszowych z odpadu przemysłu fermentacyjnego, ziemniaczanego i mleczarskiego. Niektóre gatunki drożdży znalazły zastosowanie w produkcji mlecznych napojów fermentowanych: kumysu i kefiru.

Gatunki S. cerevisiae, Pichia pastoris, Yarrowia lipolytica, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces lactis oraz Schizosaccharomyces pombe stanowią również ważne źródło białek heterologicznych.

1. Przemysłowe wykorzystanie bakterii octowych i mlekowych.

Bakterie mlekowe wykorzystywane są w przemyśle mleczarskim, warzywnym, mięsnym, piekarskim.

Zastosowanie bakterii mlekowych w mleczarstwie jest następujące:

• do produkcji napojów mlecznych fermentowanych: mleko ukwaszone, kefir, mleko jogurtowe,

• do ukwaszania śmietanki spożywczej,

• do ukwaszania śmietanki przeznaczonej do produkcji masła,

Bakterie mlekowe biorą udział w kwaszeniu kapusty, ogórków, itp. Kwaszenie polega głównie na fermentacji mlekowej. Celem tego zabiegu jest przetwarzanie surowców roślinnych w artykuły smaczne i zdrowe, a jednocześnie zakonserwowanie tych produktów na długi okres. Czynnikiem konserwującym jest kwas mlekowy – wytworzony w wyniku działalności życiowej bakterii mlekowych.

W przemyśle mięsnym bakterie mlekowe biorą udział w przemianach mikrobiologicznych zachodzących w wędlinach surowych podczas ich produkcji i przechowywania.

W przemyśle piekarskim bakterie mlekowe wchodzą w skład zakwasów chlebowych. Wywołując fermentację mlekową zakwaszają one ciasto żytnie, co nadaje pieczywu żytniemu swoisty smak i zapach, a poza tym przez zakwaszenie środowiska uniemożliwiają rozwój szkodliwej mikroflory.

Bakterie mlekowe:

Rodzaje: Lactobacillus, Streptococcus, Lactococcus.

Występowanie naturalne: - środowiska roślinne (kiszone ogórki, kapusta), - błony śluzowe ludzi i zwierząt

Właściwości:

• gramdodatnie, nieprzetrwalnikujące, nieruchliwe, ziarniaki lub pałeczki

• względne beztlenowce

• nie wytwarzają katalazy

• mezofile lub termofilne

• prowadzą fermentację sacharydów z wytworzeniem kwasu mlekowego

• chemoorganotrofy

Bakterie octowe należą do rodzaju Acetobacter. Ważną ich właściwością jest zdolność utleniani alkoholu etylowego do kwasu octowego. Ta właściwość wykorzystywana jest w przemyśle do produkcji octu. Nazwa fermentacja octowa nie jest właściwa do określenia procesów zachodzących przy przemianie alkoholu etylenowego na kwas octowy, ponieważ procesy te przebiegają przy udziale tlenu atmosferycznego.

Bakterie octowe:

Rodzaje: Acetobacter, Gluconobacter

Występowanie: -środowiska roślinne, w szczególności owoce, - przenoszone przez muszki owocowe

Właściwości:

• gramujemne, nieprzetrwalnikujące pałeczki o zróżnicowanych kształtach, najczęściej nieruchliwe

• mogą wytwarzać śluzowe otoczki zbudowane z polisacharydów

• w niekorzystnych warunkach tworzą formy inwolucyjne w postaci długich, często rozdętych komórek

• w środowiskach płynnych wzrastają na powierzchni w postaci błonki lub kożuszka

• mezofile

• typowe tlenowce

• większość szczepów wytwarza katalazę

• chemoorganotrofy

• najkorzystniejszym źródłem węgla są dla nich cukry proste

• w szczególności utleniają etanol do kwasu octow

1. Charakterystyka morfologiczna i fizjologiczna pleśni.

Morfologia: plecha grzybów strzępkowych jest utworzona z rozgałęzionych strzępek tworząc skupisko – grzybnię (cymelium). Komórki strzępki otacza ściana komórkowa zbudowana z polisacharydów tj: głównie glukaniu i chityny, oraz z białka i lipidów. Morfologia stzępek wszystkich grzybów jest podobna, różnice występują w budowie wewnętrznej. U grzybów wyższych są one podzielone przegrodami poprzecznymi – septami na jedno- dwu- lub wielojądrowe komórki. Natomiast u grzybów niższych są niepodzielone i stanowią wielojądrową komórkę zwaną komórczakiem.

Rozwój wegetatywny: rozwój i rozmnażanie grzybów odbywa się za pośrednictwem spor.

W zalezności od sposobu i miejsca tworzenia spor wyróżnia się następujące ich formy:

• spory powstałe w wegetatywnej grzybni:

• chlamydospory – fragmenty strzępek grzybni dodatkowo obłonione

• artrospory – tworzone z końcowych fragmentów strzępek grzybni np.: u Geotrichum

• spory konidialne tworzone przez grzyby rozmnażające się bezpłciowo np.: u Penicillium i Aspergillus

• askospory (zarodniki) tworzone w workach u grzybów rozmnażających się płciowo np.: u Chaetomium

• zygospory komórki wytworzone u grzybów klasy Zygomycetes, rozmnażających się płciowo

• sporangiospory – umieszczone w sporangium (zarodnia) powstałe w bezpłciowym rozmnażaniu u grzybów klasy Zygomycetes

Cechy fizjologiczne:

• szerokość spektrum enzymów hydrologicznych, 

• biodegradacja materiałów technicznych, wytwarzanie toksyn metabolitów (pikrotoksyny – związki lotne), 

• działania alergujące grzybni i konidiów, 

• mała wrażliwość na niekorzystne czynniki środowiskowe, środki dezynfekcyjne i promieniowanie UV.

1. Skutki rozwoju pleśni w żywności – mikotoksyny.

Na skutek nieodpowiedniego przechowywania owoców i innych roślin może dojść do zanieczyszczenia pleśnią i grzybem. Najniebezpieczniejszą miotoksyną, czyli toksyna pochodząca z grzybów jest AFLATOKSYNA wytwarzana przez Aspergillus flavus.

Grzyb ten rozwija się na roślinnych produktach spożywczych magazynowanych w wilgotnych i ciepłych pomieszczeniach, jak spleśniałe orzechy, orzeszki ziemne, migdały, zboża. Afaltoksyna jest silnym kancerogenem roślinnym posądzanym o indukcję raka wątroby.

Mikotoksyny mogą być przyczyną ostrych i przewlekłych zatruć (także śmiertelnych), mogą powodować alergie, grzybice, choroby układu oddechowego, pokarmowego i wątroby, a także liczne choroby związane z osłabieniem układu odpornościowego.

Do mykotoksyn zalicza się m.in. aflatoksyny, ochratoksyny (m.in. ochratoksynę A), patulinę i kwas aspergilowy.

1. Przemysłowe wykorzystanie grzybów pleśniowych.

Grzyby strzępkowe są saprofitami rozwijającymi się na martwym podłożu, komensalami, symbiotami lub pasożytami. Jako saprofity, z bakteriami rozkładają materię organiczną, zapobiegając gromadzeniu jej na Ziemi i w postaci prostych związków udostępniają następnym pokoleniom roślin. Liczebność i różnorodność form grzybów saprofitycznych w glebie oraz ich duża aktywność biologiczna warunkuje żyzność gleby. Np.

• pleśnie z rodzaju Chaetomium charakteryzują się wysoką aktywnością celulolityczną; występują w glebie, powodując rozkład błonnika, który w ogromnych ilościach gromadzi się w postaci obumarłych liści i części roślin.

• Pleśnie z rodzaju Aspergillus najliczniej wystepują w glebie, rozwijają się na resztkach roślinnych i zwierzęcych, ponieważ charakteryzują się różnokierunkową przemianą materii organicznej.

• Rodzaj Penicillium jako typowe saprofity, uczestniczą w rozkładzie materii organicznej. Są przyczyną psucia surowców roślinnych podczas ich magazynowania oraz produktów spożywczych, do których dostają się jako zanieczyszczenia wtórne pochodzące z powietrza bądź linii produkcyjnej.

• Pleśnie należące do rodzaju Fusarium są saprofitami bytującymi w glebie oraz na resztkach roślinnych. Liczne są pasożytami roślin zbożowych, motylkowych, ziemniaków, buraków cukrowych. Niszczą tkankę roślinną. Patogenność tych organizmów wynika ze zdolności do wydzielania enzymów hydrolizujących pektyny. Pleśnie te są sprawcą kopcowej zgnilizny korzeni buraka cukrowego oraz ziemniaków. Atakują pomidory, cebulę oraz owoce, powodując gnicie.

1. Mikroflora gleby – autochtoniczna i zymogenna, czynniki kształtujące skład mikroflory gleby.

Czynnikami decydującymi o rozwoju mikroflory w glebie są:

• wilgotność gleby (w glebach wilgotnych lepiej rozwija się większość bakterii i grzybów, natomiast w glebach bardzo mokrych względne i bezwzględne bakterie beztlenowe)

• żyzność (dostępność substancji odżywczej)

• wartość pH (gleby alkaliczne lub o odczynie alkalicznym zawierają kilkakrotnie więcej drobnoustrojów niż kwaśne torfowiska)

• temperatura

• struktura gleby

Mikroflora gleby

1. Bakterie 10⁶-10⁹ jtk/g

Dominujące rodzaje: Bacillus, Pseudomonas, Micrococcus, Clostridium, Enterobacter, Escherichia

1. Promieniowce 3×10⁴-2×10⁶ jtk/g

Dominujące rodzaje: Streptomyces, Nocardia, Micromonospora

1. Grzyby pleśniowe i drożdżoidalne 10⁴-10⁶ jtk/g

Dominujące rodzaje: Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Chaetomium

1. Drobnoustroje chorobotwórcze: pałeczki Enterobactera ceae i Pseudomonas,  Listeria monocytogenes, paciorkowce kołowe, Candida,  Blastomyces,Gyptococcus,  Itistoplasma,  grzyby  keratynofilne,  Campylobacter

Drobnoustroje bytujące w glebie można podzielić na dwie grupy:

• mikroorganizmy autochtoniczne, które występują zawsze, nawet w glebach nieuprawianych

• mikroorganizmy zymogenne, które bytują w glebie okresowo i rozwijają się po wprowadzeniu do gleby substancji organicznej.

Wśród autochtonów występują wszystkie grupy mikroorganizmów. Przeważnie są to organizmy saprofityczne, bytujące na martwej substancji organicznej, tlenowe, rosnące powoli, niefermentujące sacharydów. Dominują bakterie gramdodatnie, nieprzetrwalnikujące pałeczki, promieniowce i maczugowce. Ważną grupę stanowią bakterie wiążące azot atmosferyczny i prowadzące przemiany azotu mineralnego i organicznego.

Rozwój organizmów zymogennych zależy od dopływu świeżej, łatwo przyswajalnej materii organicznej. Organizmy te mogą okresowo przebywać w glebie w stanie anabiozy i gwałtownie rozwijać się w odpowiednich warunkach.

1. Mikroflora surowców roślinnych pierwotna i wtórna.

• Epifityczna-pierwotna ściśle współpracuje z powierzchnią korzeniową

• Wtórna – wprowadzona na poziomie zbioru i przechowywania

1. Omów mikroflorę odpowiedzialną za psucie soków pasteryzowanych.

• Bakterie oporne na zakwaszenie środowiska Alicyclobacillus acidoterrenstris

• Drożdże acidotolerancyjne : Rhodotorula, Candida

• Pleśnie acidotolerancyjne : Penicilius, Aspergillus, Botrytis

1. Wymień dominującą mikroflorę suchych surowców roślinnych.

• Zarodniki pleśni

• Przetrwalniki bakteryjne

• Bakterie chorobotwórcze (pałeczki jelitowe, pałeczki z rodzaju Pseudomonas, Flavobacterium, Aeromonas, )

• Paciorkowce: enterococcus, Staphylococcus,

• Laseczki tlenowe z rodzaju Bacillus

1. Wzajemne skutki między drobnoustrojami gleby.

• symbioza – bez obecności partnera mikroorganizm rozwija się bardzo słabo albo wcale,

• pasożytnictwo – jeden z partnerów osiąga korzyść, natomiast drugi partner nie ponosi lub ponosi szkody,

• drapieżnictwo – odżywianie się jednego organizmu innym,

• protokooperacja – wszystkie związane ze sobą mikroorganizmy odnoszą korzyść, ale mogą istnieć bez siebie,

• komensalizm – jeden z partnerów odnosi korzyść, natomiast drugi nie podlega wpływowi,

• konkurencja – współzależność, w której obydwaj partnerzy współzawodniczą o deficytowy i ważny dla nich składnik pokarmowy, bądź też o światło, wodę, przestrzeń życiową,

• amensalizm – rozwój jednej populacji jest hamowany przez substancje wytwarzane przez partnera.

1. Mikroflora powietrza – czynniki kształtujące skład mikroflory.

Do powietrza atmosferycznego drobnoustroje dostają się z gleby, wód płynących i stojących, wydalin ludzi i zwierząt. Mniej licznie występują bakterie i wirusy patogenne pochodzące z dróg oddechowych ludzi i zwierząt.Dominującą mikroflorą są grzyby strzępkowe które stanowią ok. 70% wszystkich mikroorganizmów. Reprezentowane są głównie przez: Cladosporium, Alternaria, Penicillium, Aspergillus, Mucor, Rhizopus, Fusarium, Geotrichum, Trichoderma. Liczba pleśni w znacznym stopniu zależy od pory roku najwięcej jest w miesiącach letnich, najmniej w grudniu-styczniu.

Udział bakterii waha się od 18-20%. Najczęściej spotykane są bakterie saprofityczne z rodzaju: Micrococcus, Achromobacter i Bacillus.

Drożdże najczęściej reprezentowane przez Torulopsis, Rhodotorula, Candida, Saccharomyces lecz stanowią tylko 5% ogólnej liczby mikroorganizmów obecnych w powietrzu

Powietrze pomieszczeń zamkniętych jest zanieczyszczone drobnoustrojami pochodzącymi zarówno z powietrza atmosferycznego jak i ze źródeł znajdujących się wewnątrz pomieszczeń.

Do najważniejszych czynników kształtujących skład i ilość mikroorganizmów w powietrzu pomieszczeń zamkniętych należą:

• rodzaj pomieszczenia

• zagęszczenie osób w pomieszczeniu

• mikroklimat (temperatura, wilgotność)

• użytkowanie pomieszczeń

• warunki higieniczne pomieszczeń, systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych

• zanieczyszczenie mikrobiologiczne powietrza atmosferycznego (wietrzenie)

• ruch powietrza

• obecność zwierząt, roślin, gleby

• obecność zanieczyszczonych surowców roślinnych i materiałów technicznych

Wśród mikroflory zanieczyszczającej powietrze pomieszczeń zamkniętych przeważa mikroflora saprofityczna, Najczęściej występują bakterie należące do rodzajów: Micrococcus, Staphylococcus, Bacillus stanowią one 68-80% mikroorganizmów. Występować mogą też: Aeromonas, Pseudomonas, Mycobacterium.

Występowanie spor grzybów strzępkowych w powietrzu pomieszczeń zamkniętych wynika z możliwości doskonałej ich adaptacji do warunków tam panujących. Najczęściej występujące pleśnie wywołujące alergię: Penicillium, Cladosporium, Aspergillus, Alternaria i inne.

Drobnoustroje w powietrzu w pomieszczeniach zamkniętych: człowiek, zanieczyszczenia pyłowe, przegrody budowlane, urządzenia, materiały codziennego uzytku, powietrze atmosferyczne, klimatyzacja, gleba, rośliny, zwierzęta.

1. Co to są aerozole biologiczne?

Bioaerozol jest układem dwu- lub trójfazowy składający się z fazy rozpraszającej (powietrznej) i rozproszonej (stałej lub ciekłej) zawierającej drobnoustroje. Faza rozproszona bioaerozolu składa się z drobnych cząsteczek wody, substancji organicznych pochodzących od człowieka i zwierząt oraz cząstek stałych – nasion pyłków roślin, kurzu, komórek wegetatywnych i przetrwalników bakterii, fragmentów strzępek grzybów i zarodników, komórek drożdży i wirusów.

Bioaerozol ze względu na wielkość można podzielić na kilka frakcji:

• gruboziarnistą – składa się głownie z komórek bakterii i grzybów połączonych z cząsteczkami stałymi – kurzu, pyłków roślinnych oraz kropelkami wody, stanowi układ nietrwały, szybko osiada, a zasięg rozprzestrzeniania jest nieznaczny,

• drobnoziarnistą – głownie wirusy, endospory bakteryjne oraz fragmenty komórek połączone z parą wodną, przez długi czas frakcja ta może utrzymywać się w powietrzu w stanie zawieszonym i rozprzestrzeniać się na znaczne odległości,

• kropelkowo – jądrową – najbardziej trwały układ koloidalny, składa się głownie z komórek wegetatywnych drobnoustrojów i kropelek wody o małej średnicy.

Bioaerozole rozprzestrzeniają się w środowisku różnymi sposobami:

• poprzez tzw. drogę inhalacyjną, w momencie kaszlu, kichnięcia, mówienia, w ten sposób rozprzestrzenia się głównie mikroflora patogenna człowieka,

• przez przenoszenie cząstek aerozolu za pomocą prądów konwekcyjnych powietrza, ta droga jest charakterystyczna dla drobnoustrojów powietrza atmosferycznego oraz w pomieszczeniach, w których panuje wymuszony ruch powietrza,

• poprzez system wentylacyjno – klimatyzacyjny,

Ze względu na skład ilościowy aerozole biologiczne można podzielić na: saprofityczne, które są odpowiedzialne za pogorszenie stanu higienicznego powietrza i zakaźne, które wywołują wiele chorób, lub mieszane składające się z dwóch wymienionych.

1. Mikroflora wody – czynniki kształtujące jej skład.

Istnieje ścisły związek między indywidualnymi cechami zbiorników wodnych a ich zasiedleniem przez organizmy żywe. Życie i rozwój, skład biocenozy organizmów wodnych determinują czynniki ekologiczne do których należą:

• czynniki abiotyczne (fizyczne i chemiczne): energia świetlna, temperatura,  ruch wody, substancje chemiczne

• czynniki biotyczne (biologiczne) wynikające ze wzajemnych współzależności organizmów: producenci,  reducenci,  konsumenci

Ze względu na pochodzenie i możliwość rozwoju w środowisku wodnym drobnoustroje można podzielić na:

• mikroflorę autochtoniczną, czyli tubylczą, dla której woda jest naturalnym środowiskiem rozwoju i bytowania

• mikroflorę allochtoniczną, czyli naniesioną, która do wody dostaje się z innych środowisk.

1. Co to jest saprobowość – omów strefy saprobowe wody.

Saprobowość – zbiór reakcji chemicznych i biochemicznych, które prowadzą do mineralizacji związków organicznych.

- naturalna dążność mikroorganizmów do uzyskania równowagi w środowisku naturalnym.

STREFA	ZESPÓŁ ORGANIZMÓW WSKAŹNIKOWYCH	WSKAŻNIK STOPNIA ZANIECZYSZCZENIA
Ultrasaprobowa (stężone ścieki przemysłowe)	Bakterie wiciowe z rodzaju Bado	BZT5: do 1,5⋅10^5 mg O2/l Bakterie psychrofile: do 1⋅10^8 /ml Wskaźnik coli: do 1⋅10^8 /l
Polisaprobowa (wody silnie zanieczyszczone)	Bakterie siarkowe (Beggiatoa, Tiotrix, prominiowce)	BZT5: do 50 mg O2/l Bakterie psychrofile: do 2⋅10^6 /ml Wskaźnik coli: do 3⋅10^7 /l
α – mezosaprobowa (wody zanieczyszczone)	Bakterie siarkowe, sinice, zielenice, wiciowe	BZT5: do 10 mg O2/l Bakterie psychrofile: do 2,5⋅10^5 /ml Wskaźnik coli: do 1⋅10^6 /l
β – mezosaprobowa (woda dość czysta)	Glony, sinice, brak bakterii siarkowych	BZT5: do 5 mg O2/l Bakterie psychrofile: do 5⋅10^4 /ml Wskaźnik coli: do 1⋅10^5 /l
Oligosaprobowa (wody czyste)	Glony, okrzemki, bakterie żelaziste (Crenotix)	BZT5: do 2,5 mg O2/l Bakterie psychrofile: do 1⋅10^4 /ml Wskaźnik coli: do 5⋅10^4 /l
Katarobowa (wody bardzo czyste, źródlane)	Okrzemki	BZT5: do 1 mg O2/l Bakterie psychrofile: do 1⋅10^3 /ml Wskaźnik coli: do 1⋅10^4 /l

1. Czego dotyczy analiza mikrobiologiczna wody. Omów metodę określania miana coli.

Analiza mikrobiologiczna wody dotyczy badań na obecność określonych wskaźników mikrobiologicznych:

• Bakterie grupy coli i Escherichia coli

• Enerokoków (paciorkowce kałowe)

• Ogólnej liczby mikroorganizmów w temperaturze 37^oC (48h) i 22^oC (72h)

• Clostridium perfringens w wodzie z ujęć powierzchniowych

WSKAŹNIKI	JEDNOSTKA [cm^3]	ZAWARTOŚĆ DOPUSZCZALNA [jtk]
Ogólna liczba bakterii w temp 37^oC (48h)	1	Nie więcej jak 20
Ogólna liczba bakterii w temp 22^oC (72h)	1	100
Escherichia coli	100	0
Enterococcus fecalis	100	0
Clostridium perfingens	100	0

Oznaczenie bakterii grupy coli: prowadzi się za pomocą metody filtracji membranowej. Metoda ta, polega na przesączeniu określonej objętości wody przez filtr membranowy. Filtr z zatrzymanymi bakteriami umieszcza się na agarze laktozowym z solą tertrazolową TTC i tergitolem lub na pożywce Endo. Wysiewy inkubuje się w temperaturze 37^oC przez 24- 48h, a nastepnie liczy się wysiane na filtrze charakterystyczne kolonie.

Podłoże Endo zawiera fuksynę zasadową, siarczan (IV) sodowy hamujący wzrost bakterii Gram+.

Tergitol hamuje wzrost bakterii Gram+. Bakterie grupy coli rosną w postaci żółtopomarańczowych kolonii, inne bakterie tworzą kolonie czerwone.

Badanie potwierdzające obecność bakterii E.coli obejmuje test na obecność oksydazy (wynik ujemny) oraz test na wytwarzanie indolu z tryptofanu w temp 44^oC (wynik dodatni).

1. Scharakteryzuj bakterie Legionella pneuntophila

Legionella pneumophila – gram-ujemna bakteria, pałeczka wywołująca choroby z grupy legioneloz, z których najważniejsze znaczenie mają: choroba legionistów oraz gorączka Pontiac.

Właściwości

• bakteria tlenowa

• gram-ujemna pałeczka

• względnie wewnątrzkomórkowa

• ruchliwa, orzęsiona

• optymalna temperatura wzrostu: 35 °C

• temperatura unicestwiania: 60 °C - 65 °C

Do zakażenia u ludzi dochodzi drogą kropelkową w wyniku inhalacji aerozoli zawierających bakterie Legionella pneumophila. Wnika do makrofagów pęcherzyków płucnych. Powoduje obniżenie odporność komórkową organizmu. Niszczy okoliczne tkanki poprzez wydzielane egzotoksyny.

Bakteria gwałtownie się namnaża w zbiornikach stojącej ciepłej wody (temp. optymalna 35 °C), co ma najczęściej miejsce w: termach, klimatyzatorach czy niektórych typach kąpielisk.

Poza tym w rozpylaczach prysznicowych, kranach, wannach z hydromasażem i fontannach. Legionella pneumophila dobrze znosi wodę chlorowaną.

Środowisko stojącej, zalegającej wody wraz temp. 35ºC niesłychanie sprzyja rozwojowi bakterii. Dlatego zaleca się okresowe nagrzewanie wody w nagrzewnicach wodnych (bojlerach) do temperatury od 60 do 65ºC, w której bakterie giną. Po czym wodę spuszczamy tak długo, aż temperatura zakończenia armatury (końcowego kranu i "słuchawki") osiągnie maksimum.

1. Drobnoustroje chorobotwórcze w żywności: intoksykacja i toksykoinfekcja – przyczyny zatruć pokarmowych.

Zatrucia pokarmowe dzielimy na intoksykacje i infekcje, zależnie od występującego czynnika etiologicznego.

Intoksykacja występuje wtedy gdy choroba wywołana jest działaniem toksyn. Czynnikami wywołującymi intoksykację mogą być toksyczne związki chemiczne, trujące tkanki roślinne i zwierzęce oraz toksyny wytwarzane przez mikroorganizmy – grzyby, glony i bakterie.

Nazewnictwo toksyn jest zróżnicowane, może być związane z nazwą bakterii które je wytwarzają (toksyna botulinowa – Clostridium botulinym) lub wskazywać miejsce ich działania (komórki nerwowe – neurotoksyny, przewód pokarmowy – enterotoksyny). Intoksyny wywołują również Mikotoksyny wytwarzane przez różne rodzaje pleśni, będące przyczyną mikotoksykozy. 

Toksyny bakteryjne dzielimy na dwie grupy: endotoksyny i egzotoksyny w zależności czy są komponentami komórek, czy też są wydzielane do środowiska.

Egzotoksyny wytwarzane przez bakterie gramdodatnie są białkami o znacznej zawartości takich aminokwasów jak: lizyna, tyrozyna, kwas glutaminowy i asparaginowy. Większość egzotoksyn jest inaktywowana przez temp powyżej 60⁰C, kwasy i enzymy trawienne. Egzotoksyny wykazują silną toksyczność, równocześnie się silnymi antygenami inicjującymi proces powstawania swoistych przeciwciał.

Endotoksyny są głównie wytwarzane przez bakterie gramujemne. Endotoksyny w stosunku do egzotoksyn są słabymi toksynami i słabymi antygenami. Wykazują właściwości gorączkotwórcze.

Infekcja w wyniku której patogeny uwalniają w organizmie gospodarza toksyny, nosi nazwę toksykoinfekcja. W razie przedostania się komórek czynników infekcyjnych do tkanek, narządów czy całych układów dochodzi do infekcji inwazyjnej której rodzaj zależy od czynników wirulencji (chorobotwórczości) danego mikroorganizmu. Infekcja jest spowodowana dostaniem się do organizmu drobno i ich rozwojem w organizmie człowieka.

Przyczyny:

• globalizacja zaopatrzenia społeczeństwa w żywność,

• import z krajów w których mogą występować inne, specyficzne szczepy mikroorganizmów

• zmiany w nawykach żywieniowych (żywność nisko przetworzona „Fast food”, zbyt długie przechowywanie produktów w warunkach chłodniczych)

• starzenie się społeczeństwa (obniżenie odporności immunologicznej organizmu)

• rozwój międzynarodowej turystyki sprzyjają rozprzestrzenianiu się mikroorganizmów patogennych

• możliwe jest również powstawanie nowych szczepów

1. Choroby zakaźne przenoszone przez żywność.

Najczęstszymi chorobami zakaźnymi przenoszonymi przez żywność są zatrucia pokarmowe i salmonellozy. Ponadto przez zanieczyszczoną żywność mogą przenosić się czerwonka i wirusowe zapalenie wątroby typu A. Istnieje również stałe zagrożenie wystąpienia zachorowań na dur brzuszny.

Bakteryjne zatrucia pokarmowe są to ostre zachorowania, które występują po spożyciu produktów zawierających chorobotwórcze drobnoustroje lub ich toksyny, najczęściej pałeczki Salmonella i gronkowce. Ostatnio nastąpił wzrost liczby zatruć pokarmowych wywołanych przez bakterie: Campylobacter, Listeńa i niektóre pałeczki okrężnicy.

Objawy chorobowe (mniej lub bardziej nasilona biegunka oraz nudności i wymioty) występują najczęściej od 30 minut do kilku godzin po spożyciu posiłku. Ich gwałtowność może spowodować zagrażające życiu duże odwodnienie organizmu. Po kilku godzinach ustępują samoistnie.

Pałeczki Salmonella wywołują zachorowania u ludzi i zwierząt. Najczęściej występują w żywności pochodzenia zwierzęcego, zwłaszcza w drobiu i jajach. W Polsce zdarzają się głównie zatrucia potrawami zawierającymi surowe jaja (befsztyk tatarski) oraz wyrobami cukierniczymi produkowanymi z użyciem surowych jaj — serniki „na zimno" i kremy. Sprawcami zanieczyszczeń żywności i produkowanych potraw mogą być również zakażeni pracownicy.

Gronkowce to drobnoustroje powodujące ropne zakażenia u ludzi i zwierząt. Niektóre gronkowce wytwarzają silne toksyny. Objawy chorobowe przy zatruciach występują szybko — od pół godziny do kilku godzin po spożyciu posiłku. Źródłem gronkowca bywa najczęściej człowiek mający zmiany ropne na skórze oraz nosiciel tych bakterii w nosie i w gardle.

Laseczki jadu kiełbasianego (botulizmu) wytwarzają w warunkach beztlenowych bardzo silne toksyny, które w ułamkach miligrama są śmiertelne dla człowieka. Laseczki jadu kiełbasianego występują, jako przetrwalniki (endospory) i są bardzo odporne na temperaturę. Natomiast toksyny wytwarzane przez te bakterie rozkładają się w temperaturze około 80°C.

Zatrucia jadem kiełbasianym stanowią niewielki procent zatruć pokarmowych, ale mają bardzo ciężki przebieg. Najczęściej zdarzają się po spożyciu przetworów mięsnych i warzywnych domowej produkcji (wekowanych).

Zatrucia pokarmowe powodują również inne bakterie, które w dogodnych dla siebie warunkach uległy namnożeniu w żywności. W zasadzie wszystkie bakterie w nadmiarze mogą wywołać mniejsze lub większe dolegliwości. Dlatego zatrucia pokarmowe zdarzają się częściej w zakładach o złym stanie sanitarnym.

Wirusowe zapalenie wątroby typu A uszkadza wątrobę i zwykle objawia się mniej lub bardziej nasiloną żółtaczką. Okres wylęgania choroby trwa około 30 dni. Wtedy i we wczesnym okresie choroby następuje intensywne wydalanie wirusa z kałem. Choroba przenosi się drogą pokarmową przez brudne ręce i pośrednio przez zanieczyszczoną żywność.

Dur brzuszny to ciężka choroba zakaźna przewodu pokarmowego. Wywołują ją pałeczki duru brzusznego z grupy Salmonella. Okres wylęgania choroby wynosi od jednego do trzech tygodni. Choroba przebiega z ogólnym zakażeniem oraz owrzodzeniem jelit i zagraża życiu. W czasie jej trwania bakterie w dużych ilościach są wydalane z kałem.

Czerwonka jest ostrym bakteryjnym zapaleniem jelita grubego, wywoływanym przez pałeczki czerwonki (Shigella). Okres wylęgania choroby jest krótki — od dwóch do trzech dni. Objawia się biegunką z obecnością krwi w kale. W czasie choroby duże ilości bakterii są wydalane z kałem. U części chorych nosicielstwo przedłuża się do kilku tygodni. Zakażenie przenosi się przez ręce chorych ludzi oraz zanieczyszczoną żywność. Choroba jest bardzo zaraźliwa — do zakażenia wystarcza zwykle kilkadziesiąt komórek bakteryjnych..

Nosiciele zakaźnych schorzeń jelitowych (duru brzusznego, czerwonki i salmonelloz) nie mogą pracować przy żywności. Nosiciele mogą wydalać setki milionów drobnoustrojów w jednym gramie kału, co może spowodować bezpośrednie zanieczyszczenie żywności lub powierzchni, z którą się ona styka.

1. Bakterie występujące najczęściej w żywności i źródło ich pochodzenia.

GRAM +

Staphylococcus (najczęściej aureus gronkowce) – formy wegetatywne, produkują ciepłostabilną toksynę, odporną na pasteryzację.

Zakażenia: od ludzi, produkty mleczne, mięso, drób, wyroby cukiernicze z bitą śmietaną. Objawy to przede wszystkim wymioty.

Częste zatrucia, powoduje zapalenie wymion u krów, dlatego mleko musi być przechowywane w odpowiednich temperaturach (0-4⁰C)

Dawka infekcyjna 10⁵-10⁶ komórek

Listeria monocytogenes formy wegetatywne. Zakażenia: ziemia, produkty mleczne z mleka niepasteryzowanego, warzywa liściaste, żywność morska, dania gotowe przetrzymywane w chłodzie. Odporna jest na ogrzewanie, chłodzenie i suszenie. Groźna dla ludzi z obniżona odpornością, dla kobiet w ciąży. Wydalana jest z kałem zwierząt, pochodzi z ich przewodu pokarmowego, a warzywa są zakażone, ponieważ mają kontakt z glebą. Choroba, którą wywołują nazywa się listeriozą. Objawami są: zapalenie opon mózgowych, węzłów chłonnych, sepsa.

Dawka infekcyjna 10²-10⁵ komórek

Bacillus cereus formy wegetatywne produkują ciepłostabilną toksynę. Źródło: produkty mleczne, gotowany ryż, mąka, makaron, zboża, ale również produkty mięsne. Wytwarzają przetrwalniki. Naturalnym miejscem bytowania jest gleba, powietrze, woda, ścieki, może być też na roślinach. Wytwarza kilka różnych toksyn: enterotoksyny biegunkowe (wodnista biegunka i bóle brzucha), toksyna wymiotna (wymioty, nudności, rzadko biegunka).

Dawka infekcyjna 10⁵-10⁶ komórek.

Clostridium perfringens formy wegetatywne i przetrwalniki. Źródło: ziemia, produkty mięsne, drób, sosy mięsne, owoce warzywa. Nie jest odporna temperaturę, wrażliwa na niskie temp, zamrażanie.. Wyróżnia się pięć typów od A do E. Dla ludzi chorobotwórczy jest typ A. Dawka infekcyjna 10⁵-10⁷ komórek.

Bakterie te przetrwalnikują w jelicie cienkim człowieka i w tej fazie rozwoju wytwarzają enterotoksynę. Do uwolnienia enterotoksyny dochodzi w czasie kiełkowania spor.

Clostridium botulinum zwane laseczką jadu kiełbasianego, formy wegetatywne i przetrwalniki. Produkują toksynę w warunkach

beztlenowych i w środowisku mało kwaśnym. Źródło: żywność pakowana próżniowo, konserwy sterylizowane w niskiej temperaturze (wybrzuszenie – bombaż), woda, ziemia, mięso, ryby, czosnek. Jest bardzo groźna, wymaga natychmiastowego kontaktu z lekarzem. Naturalnym środowiskiem bytowania jest gleba, przewód pokarmowy zwierząt, osady denne i wody przybrzeżne. Objawy chorobowe: początkowe to wymioty, bóle brzucha, nudności, luźne stolce, następnie występują zaburzenia wzroku, rozszerzone źrenice, opadanie powiek, trudności w przełykaniu i mowie, ślinotok, zaburzenia oddychania. Śmierć następuje przez uszkodzenie lub zatrzymanie akcji serca.

Dla człowieka śmiertelna dawka 0,005-0,1 µg

GRAM –

Salmonella formy wegetatywne. Źródło: drób, jaja, mleko, ryby, kości. Wrażliwe na wysokie temp (nie przeżywają powyżej 70⁰C), natomiast odznaczają się wysoką opornością na wysuszenie. Przez lata mogą przeżywać w kurzu, suszonym kale, paszach i żywności. W wodzie mogą przeżywać kilka miesięcy w glebie nawet kilka lat. Naturalnym miejscem bytowania jest przewód pokarmowy człowieka, zwierząt domowych, ptaków, gadów i owadów. Typowymi objawami salmonellozy jest biegunka, gorączka, bóle brzucha i mięśni, nudności, wymioty. Bronią nas bakterie jelitowe w tym głównie bakterie mlekowe.

S. enterica – bardzo niebezpieczna dla człowieka, ma 2500 serotypów.

Shigiella  formy wegetatywne. Zakażenia przenoszone przez ludzi, sałata, mleko i przetwory. Bakteria brudnych rąk wywołuje czerwonkę (krwawa biegunka). Człowiek jest bardzo długo nosicielem. Bakteria wrażliwa na temp, namnaża się w jelicie cienkim, skąd dostaje się do jelita grubego gdzie wnika do komórek nabłonka jelita grubego.

Escherichia coli formy wegetatywne. Źródło: mielona wołowina, hamburgery, woda, surowe mleko, soki owocowe niepasteryzowane, zakażenia fekaliami. Żyją w przewodzie pokarmowym człowieka i SA nam potrzebne, syntezują witaminę K

Podział na podstawie mechanizmów działania i objawów klinicznych:

• EPEC – enteropatogenne (to takie, które wykazują adhezję do nabłonka jelita i powoduje regenerację. Bezobjawowe nosicielstwo w naszej populacji)

• ETEC – enterotoksyczne (produkuje z enterotoksyny i wprowadzamy ją z różnymi produktami. Jest to bakteria powodująca biegunkę podróżnych)

• EIEC – enteroinwazyjne (kolonizuje błonę śluzową okrężnicy, uszkadza błonę komórkową. Człowiek często jest nosicielem)

• EHEC – enterokrwotoczne ; serotyp 0157 (zachodzi do zaburzeń i zaniku mikrokosmyków jelita, kolonizuje jelito, wytwarza toksyny)

• EAEC – enteroagregujące (chorobotwórczość nie została dokładnie określona. Powoduje wodniste a czasem nawet krwawe biegunki)

• DAEC – andherecyjne (jest przyczyną biegunki u małych dzieci). 

Campylobacter jejuni formy wegetatywne. Źródło: drób, mięso wołowe, baranie, ryby, mleko surowe, gryzonie. Rezerwuarem pałeczek jest jelito zwierząt dzikich i hodowlanych, ale także domowych, woda i osady denne. Wrażliwa na wysuszenie. W początkowym okresie choroby u pacjentów często obserwowane są objawy przypominające grypę. Następnie pojawia się biegunka, często z domieszką żółci lub krwi, bóle brzucha, nudności, bardzo rzadko wymioty. Dawka infekcyjna 10²-10³ komórek

Yersinia enterocolitica formy wegetatywne. Źródło zakażeń: produkty mleczne, przetwory owocno-warzywne i w stanie surowym. Znajdują się w glebie i wodzie, u zwierząt domowych, szczególnie u świń, a także dziko żyjących. Dawka infekcyjna 10⁸-10⁹ komórek. Objawy podobne do salmonellozy.

Vibrio parahaemoliticus - powszechnie występują w środowisku morskim, a więc do zachorowań na wibriozę najczęściej dochodzi po spożyciu: ryb, małży, krabów, ostryg, mięczków.

Vibrio cholerae - powoduje zachorowania na cholerę. Objawy typowe jak przy zatruciach.

Enterobacter sakazakii – szczególnie niebezpieczne dla noworodków, u których mogą powodować zapalenie opon mózgowych, martwicze zapalenie jelit, posocznice. Nosicielem jest owad żywiący się krwią zwierząt hodowlanych i domowych.

Klebsiella pneumoniae obserwuje się najczęściej u niemowlaków, czasem u osób dorosłych po spożyciu żywności typu „fast ford”. Atakuje płuca.

Bacteroides fragilis stanowią składnik naturalnej mikroflory przewodu pokarmowego i dróg rodnych człowieka. Bardzo często są izolowane z ropni jamy brzusznej, płuc i mózgu.

Proteus vulgaris rozmnażają się bardzo szybko przy dużym zasobie białek, podczas przetwarzania białek produkuje związki rakotwórcze.

1. Wirusy w żywności.

Za pośrednictwem żywności i wody przenoszonych jest wiele wirusów.

Wirusy enteropatogenne wykazują znaczną odporność na temperaturę, pH środowiska oraz środki dezynfekcyjne. Oporność na temperaturę uzależniona jest od wilgotności względnej otoczenia tj. obniża się za wzrostem wilgotności. Temperatura pokojowa, chłodnicza, a nawet zamrożenie nie inaktywuje ani nawet nie zmienia aktywności wirusów. Nośnikiem tych wirusów mogą być prawie wszystkie produkty żywnościowe, które mogą zostać zakażone przez wodę zanieczyszczoną fekaliami lub przez kontakt z osobami chorymi, nosicielami, a także ze sprzętem, urządzeniami czy opakowaniami.

Wirusy namnażają się dopiero po dostaniu się do organizmu żywego, żyją czyimś kosztem.

Wirusy zawierające RNA: wir zapalenia wątroby, wir Coxsackie A i B, enterowirusy, wir ECHO, wir Norwalk.

43. Choroby bakteryjne przenoszone przez wodę.

Choroba	Czynnik etiologiczny
Dur brzuszyny, dury rzekome Salmonelozy	Pałeczki Salmonella
Czerwonka bakteryjna	Pałeczki Shigella
Zakażenia żołądkowo – jelitowe lub nieswoiste biegunki	Pałeczki jelitowe Enterobacteriaceae lub inne, np. Pseudomonas aeruginosa, Clostriudium perfringens
Krwotoczne zapalenie okrężnicy	Pałeczki Escherichia coli 0157:H7- typ enetrokrwotoczny (EHEC)
Kampylobakterioza	Pałeczki Campylobacter jejuni
Gorączka wodna lub choroba Weila (żółtaczka krwotoczna i inne laptospirozy)	Krętki Leptospira
Legionelloza (trzy typy zachorowań)	Pałeczki G z rodzaju Legionella, głownie L. pneumophila
Cholera	Przecinkowiec cholery Vibrio cholerae oraz Vibrio El Tor

1. Wyjaśnij rolę systemu wczesnego ostrzegania RASFF –główny inspektor sanitarny w Polsce, który kieruje siecią systemów w Polsce (prowadzi krajowy pkt kontaktowy KPK, jest odp za funkcjonowanie KPK, powiadamia odpowiednia komisje europejska o stwierdzonych przypadkach niezabezpieczonej żywności oraz pasz)

2. Definicja ogniska zatrucia (zakażenia) pokarmowego. -ostre zachorowanie o charakterze zakaźnym, inwazyjnym lub toksycznym, którego przyczyną było spożycie zakażonej żywności lub wody. Zatrucia i zakażenia pokarmowe mogą być spowodowane przez różne czynniki: bakterie, wirusy, pasożyty, toksyny roślinne i zwierzęce, chemiczne substancje toksyczne itp., niekiedy czynniki te występują łącznie.

3. Co rozumiemy pod określeniem czynniki zoonotyczne w żywności, podaj przykłady.

• Choroby bakteryjne (borelioza, zatrucie jadem kiełbasianym-Cl.botulinum, listerioza-L.monocytogenes, salmonelloza-S.enteritidis, kampylobakterioza-C.jejuni, jersinioza-Y.enterocolitica, gruźlica-Mycobacterium)

• Choroby wirusowe (wirus zapalenia watroby typu A, wścieklizna, choroby przenoszone przez stawonogi)

• Choroby pasożytnicze (wągrzyca-tasiemiec nieuzbrojony, toksoplazmoza- toksoplazmoza gondi-pierwotniak)

1. Pięć kroków do bezpiecznej żywności.

• Zachowaj czystość

• Oddzielaj produkty surowe od przetworzonych

• Gotuj dokładnie

• Trzymaj żywność w odpowiedniej temperaturze

• Używaj czystej wody i bezpiecznych surowych produktów

BEZPIECZEŃSTWO PRODUKCJI ŻYWNOŚCI 2015

1. Co to jest system HACCP ? Jakie ma on znaczenie w sterowaniu jakością wytwarzanej żywności?

HACCP – analiza ryzyka i kontrola pkt krytycznych. Jest to system majacy na celu identyfikacje i oszacowanie skali zagrozen bezpieczenstwa zywnosci z pkt.widzenia jej jakosci zdrowotnej oraz ryzyka wystapienia tych zagrozen podczas przebiegu wszystkich etapow produkcji i dystrybucji. jest to rowniez system majacy na celu okreslenie metod ogranicznia tych zagrozen. HACCP (Hazzard analisis and critical control points)

1. Podstawowe pojęcia w systemie HACCP.

• krytyczny pkt.kontroli (CCP)- pkt,etap,procedura, w ktorych mozna zastosowac kontrole i zapobiec zagrozeniu bezpieczenstwa zywnosci, wyelminowac je lub zredukowac do mozliego do zaakceptowania poziomu.

• granica krytyczna-wartosc ktora oddziela mozliwosc zaakceptowania od niemozliwosci zaakceptowania

• plan HACCP-dokument pisany oparty o zasady systemu HACCP, ktory wytyycza procedure, ktora ma byc zastosowana aby zapewnic kontrole specyficznego procesu lub procedury.

• Zagrozenia-srodek biologiczny, chemiczny lub fizyczny lub warunki ktore moga spowodowac zagrozenia bezpieczenstwa żywności

• analiza zagrozen-ocena znaczenie i stopnia niebezpieczenstwa oraz prawdopodobienstwa wystapienia tego zagrozenia

• monitorowanie-systematyczne sprawdzenie przebiegu procesow przez pomiary zapisy,oceny parametrow produkcyjnych w kazdym CCP. Monitorowanie umozliwa podjecie dzialan korekcyjnych przy wystapeieniu zaklocen.

1. Metody mycia i dezynfekcji stosowane w przemyśle.

METODY MYCIA:

• CIP-mycie bez demontazu maszyn i urzadzen wchodzacych w sklad linii technologciznej, wykonywanie czesto automatycznie

• COP-mycie zdemontowanych maszyn i urzadzen wchodzacych w sklad linii technologicznej wykonwywanie recznie

METODY DEZYNFEKCJI:

• fizyczne:
  -energia cieplna (dzialanie goraca woda)
  -promieniowanie elektromagnetyczne w szczegolnosci UV

• chemiczne:

-fenol i jego pochodne-toksycznosc wobec ludzi i zwierzat

-alkohole-denaturacja bialek komorkowych

-aldehydy-po dluzszym czasie dzialania niszcza przetrwalniki bakteryjne

-chlor i jego zwiazki

-jodoformy-moga wywlywac przebarwienia dezynfekowanych przedmiotow

-nadtlenek wodoru-drobnoustroje nie wytwarzaja mechanizmow opornosci na dzialania tych zwiazkow

-czwartorzedowe zwiazki amoniowe- silne zdolnosci odkarzajace i niska toksycznosc

1. Mechanizm działania dezynfektantów na drobnoustroje.

• -uszkodzenie sciany i blony komorkowej

• -denaturacja bialek w tym enzymow

• -utlenianie grup sylfydrylowych (-SH) zwlaszcza w bialkach enzymatycznych

• -uszkodzenie kwasow nuklienowych

1. Od czego zależy skuteczność dezynfekcji?

• -rodzaj drobnoustrojow (gram+-) gram ujemne bardziej oporne na srodki dezynfekcyjne-decyduje sciana komorkowa

• -poczatkowa liczebnosc populacji (im ich bylo wiecej tym bedzie wiecej przetrwalnikow)

• -stadium rozwoju komorek

• -dawka (stezenie)

• -czas dzialania srodka dezynfekcyjnego

• -czynniki srodowiskowe:odczyn ph,temp,wilgotnosc,obecnosc zanieczyszczen

1. Jakie warunki powinny spełniać środki dezynfekcyjne?

• -wysoka skutecznosc bojcza

• -brak wzbudzenia mechanizmow odpornosci u drobnoustrojow

• -doskonala zdolnosc zwilzania powierzchni

• -szybkie dzialanie i niskie stezenie uzytkowe

• -stabilnosc roztworow bocznych

• -formalnia (blyskawicznie dzialanie tak jak prad na czlowieka)

• -brak toksycznosci w stosunku do ludzi i zwierzat

• -brak wlasciwosci niszczacych dezynfekowane powierzchnie

• -wysoki stopien biodegradacji

• -niski koszt w stosunku do uzyskiwanych efektow

1. Wyjaśnij na czym polega zjawisko oporności na środki dezynfekcyjne?

OPORNOŚĆ -niska wrazliwosc lub brak wrazliwosci drobnoustrojow na dzialanie srodkow dezynfekcyjnych

• Opornosc pierwotna (naturalna)-stala cecha danego gatunku, rodzaju czy rodziny drobnoustrojow uwarunkowana genetycznie,moze byc wynikiem:
  -braku w komorce receptora dla okreslonego zwiazku (dezynfekanta)

• -zdolnoscia drobnoustrojow do biosyntezy enzymow hydrolizujacych preparaty dezynfekcyjne co powoduje ich inaktywacje

• -uszczelnienie blony komorkowej-obrona przed drobnoustrojami

• opornosc nabyta-w skutek spontanicznych mutacji:
  -moze sie pojawiac bez kontaktu z dezynfekantem

• -czestosc pojawiania sie mutanow jest niewielka

• -w obecnosci dezynfekanta mutanty maja przewage w stosunku do reszty populacji i staja sie dominujace

• opornosc wskutek nabycia genow od innych drobnoustrojow:
  -drobnoustroje nieoporna na dezynfekant uzyskuja gen lub zespol genow od innych drobnoustrojow opornych np.koniugacja

Opornosc krzyzowa-calkowita lub czesciowa opornosc drobnoustrojow na grypu zwiazkow nalezacych do tej samej lub pokrewnej klasy chemicznej, czasami moze dotyczyc grupy zwiazkow o roznej budowie chemicznej. Nie mozna stosowac przez dluzszy czas tego samego dezynfekanta ani dezynfekanta o tym samym skladzie-uodpornienie sie bakterii na skladniki, mala skutecznosc.

1. Omów działanie promieniowania UV na drobnoustroje. Na czym polega efekt bójczy?

Czesto stosowane w szpitalu.

• -Promieniowanie elektromagnetyczne o dlugosci fali lambda 10-400nm

• -wlasniwosci bojczde wykazuja glownie promieniowania z zakresu l=240-280nm

• -nie przenika przez osrodki o duzej gestosci-oddzialywuje dezynfekcyjnie na powierzchnie naswietlanmych przedmiotow

• Dzialanie bojcze:
  -denaturacja lub rozerwanie lancucha DNA

• -hydratacja cytoplazmy

• -olimeryzacja tyminy, cytozyny lub cytozyny z tymina

• -tworzenie wiazan medzy DNA i bialkami

1. Co to jest MBC i MIC – jak się je wyznacza i co one określają?

MIC-minimalne stezenei hamujace. minimalne stezenie hamujace wzrost drobnoustrojow w mg/l. nie zabije drobnoustrojow lecz zachamuje ich rozwoj. po ustapieniu srodka bakterie zaczna znowu sie namnazac w bardzo szybkim tempie.

MBC-minimalne stezenie bojcze. Najmniejsze stezenie srodka bakteriobojczego wyrazone w mg/l oznaczone w warunkach in vitro przy ktorym ginie 99,9% drobnoustrojow.

Wartosc MIC i MBC sa wyznaczane dla konkretnych drobnoustrjow (okreslonego szczepu, gatunku)

Metody wyznaczania MBC i MIC:

Metoda seryjnych rozcieńczeń na podłożu płynnym

Wyznaczenie polega na przygotowaniu seryjnego rozcieńczenia danego antybiotyku w odpowiedniej pożywce, a następnie zaszczepieniu takiej pożywki daną ilością bakterii (ważne jest by do każdego rozcieńczenia antybiotyku dodać taką samą ilość bakterii). Po inkubacji serii rozcieńczeń w odpowiednich warunkach możemy zaobserwować przy jakim stężeniu widać zahamowanie wzrostu, a przy jakim nie, analogicznie przy wyznaczaniu MBC obserwujemy czy komórki obumarły.

Metoda seryjnych rozcieńczeń na podłożu stałym (z agarem)

Polega na przygotowaniu serii płytek ze stałym podłożem wzrostowym, z dodatkiem badanego środka dezynfekcyjnego, w malejących stężeniach. Na płytki posiewa sie bakterie z hodowli i po inkubacji obserwuje wzrost kolonii bakteryjnych. Wzrost na płytce więcej niż jednej kolonii bakteryjnej świadczy o tym, że stężenie antybiotyku w tej płytce było mniejsze od MIC. Najniższe stężenie antybiotyku, przy którym nie rozwija się więcej niż jedna kolonia, wyznacza wartość MIC. Analogicznie przy wyznaczaniu wartości MBC po odpowiednim czasie inkubacji za pomocą mikroskopu sprawdzamy czy na pożywce znajdują się jeszcze jakieś żywe komórki.

1. Wyjaśnij dlaczego gleba jest uważana za główne źródło zanieczyszczeń w przemyśle spożywczym?

Skład mikroflory zależy od:wilgotnosc,zyznosc,struktura gleby,temp,ph

1. Jaki rodzaj mikroflory gleby może stanowić najpoważniejsze zagrożenie dla przetwórstwa spożywczego ?

przetrwalniki, gelba zasadowa-bakterie gram+-, gleba bogata w tlen-drozdze i plesnie

1. Czynniki decydujące o stanie mikrobiologicznym powietrza.

• -surowiec magazynowany i przetwarzany

• -systemy kanalizacyjne i wentylacyjne

• -warunki temperaturowe i wilgotnosciowe

• -kolonizacja plesni na przegrodach budowlanych

• -ruch pracownikow

• -przeplyw powietrza laminarny i turbuletny

• -czystosc urzadzen i aparatury

• -ogolne warunki higieniczno-sanitarne

• -czlowiek-aerozole biologiczne-mikroflora patogenna

1. Wielkość cząsteczek w ocenie czystości powietrza wg norm ISO.

Czasteczki o 10-50mikrometrow-szybko opadajace

czasteczki o 1-10mm-wykazuja stala predkosc przemieszczania sie w powietrzu zgodnie z ruchem powietrza

czateczki o <1mm -charakteryzujace sie mala predkoscia opadania, ich ruch opada ruchowi Browna

1. Wskaźniki mikrobiologiczne zanieczyszczenia powietrza.

• pseudomonas fluoroescens-wystepuje w wodzie w najwiekszej ilosci

• escherichia coli

• legionella pneumophila-wody z urzadzen klimatyzacyjnych

• (bacillus sp-gleba linie produkcyjna; zarodniki plesni-przegrody budowlane)

1. Metody oceny mikrobiologicznej powietrza.

• -metody hodowlana(fizyczne):sedymentacyjna Kocha, zderzeniowa, filtracyjna

• -metody chemiczne (dotyczna oznaczenie plesni i grzybow strzepoowych):oznaczenie ergosterolu (lipid,skladnik blon komorkowych grzybni, w zarodnikach wystepuje w minimalnych ilosciach), oznaczenie zwiazkow lotnych, oznaczenie mikotoksyn

1. Metody odkażania powietrza.

• -filtracja

• -dzialanie promieniowaniem UV (nie stosujemy gdy jest duzo pylow i gdy jest duza wilgotnosc)

• -zamglawianie - rozpylanie w powietrzu wodnmych roztworow chemikaliow

1. Dlaczego bakterie z grupy coli są wskaźnikami sanitarnymi?

Bakterie coli sa wskaznikiem sanitarnym bo sa to bakterie pochodzace z ukladu pokarmowego czlowieka i zwierzat. jesli sa w wodzie tzn sa tam fekalia - procz bakterii moga byc wirusy. w temp 22C nie ma bakterii chorobotworczych wskaznik sanitarny w 100ml nie moze byc bakterii coli.

1. Metody dezynfekcji wody.

• -UV-brak produktow ubocznych,szybkosc i skutcznosc w miejscu dzialania, dosc drogie

• -Ozon O3-czesciowe produkty uboczne, szybkosc i dosc dobra skutecznosc, dosc drogie

• Cl2-produkty uboczne, niezbyt szybkie,dosc dobras skutecznosc, dosc mala stabilnosc w wodzie, niski koszt

• ClO2-czesciowe produkty uboczne. dosc wolne, duza skutecznosc, stabilnosc w wodzie,bardzo drogie

• chloraminy-produkty uboczne, mala szybkosc,mala skutecznosc,duza stabilnosc w wodzie, niski koszt

1. Biofilny – mechanizm tworzenia (quorum sensing) – swoisty czynnik regulacyjny.

Mechanizm chemicznej regulacji ekspresji genow wzbudzany zageszczaniem komorek bakteryjnych w populacji. procesy regulowane przez QS.

• -rozmnazanie

• -biosynteza metabolitow

• -bioluminescencja

• -produkcja enzymow

• -inne

1. Biofilny jako źródło zanieczyszczeń mikrobiologicznych w przemyśle.

BIOFILM -blona biologiczna, struktura zlozona z licznych mikrokoloni polaczonych substancja pozakomorkowa o charakterze odpowiednim do charakteru podloza, substancja ktora skelja bakterie do jakis podlozy na powierzchniach abiotycznych i biotycznych. najtrudniej usunac z blon biologicznych.

• legionella-sama nie wytwarza biofilmow tylko dolacza sie do istniejacego,wytworzonego przez inne bakterie

• plankton-czesc nieustannie ruchliwa omywana przez wode aby zapobiec tworzeniu nalezy stosowac z ustalona czestoscia oczyszcznia

czynniki wplywajace na tworzenie biofilmow:

• -chropowatosc powierzchni - utrudnia oczyszczanie

• -rysy,pekniecia,miejsca spawow

• -energia swobodna materialu

• -sklad chemiczny srodowiska zewnetrznego

• -hydrofilowosc i hydrofobowosc powierzchni materialow

• -wplyw czynnika myjacego

• -obecnosc innych drobnoustrojow

1. Wyjaśnij zjawisko mikrobiologicznej korozji szkła i innych materiałów technicznych.

Przyczyną korozji licznych materiałów technicznych o  podłożu nieorganicznym– kamień, beton, cegła, zaprawy budowlane, szkło oraz metale i stopy, a także tworzywa sztuczne. Kwasy, głównie organiczne takie jak kwas szczawiowy, glukonowy, cytrynowy tworzą kompleksy z jonami Ca, Mg oraz innymi, powodując wypłukiwanie tych jonów z materiału i osłabianie ich struktury. Mechanizm niszczenia metalu polega głównie na zużywaniu

wodoru katodowego przez bakterie redukujące siarczany, stymulacji anodowego roztwarzania metali i w konsekwencji do intensywnych procesów korozyjnych. W  rzeczywistości procesom korozyjnym towarzysz znacznie wię- cej mechanizmów niszczenia, wszystkie one wpływają na zwiększenie szybkości procesów elektrochemicznych i c hemicznych, skutkiem czego jest korozyjna destrukcja w postaci wżerów, pęknięć ujawniających się często dopiero w  omencie awarii konstrukcji. W procesach tych uczestniczą zarówno bakterie beztlenowe z rodzaju Desulfovibrio jak i  ypowe tlenowce Bacillus, Nitrosomonas, Micrococcus oraz grzyby strzępkowe Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Alternaria

1. Objawy mikrobiologicznego psucia żywności.

• -zmiana barwy

• -zmiana zapachu

• -sluzowacenie

• -ciagliwosc

• -mocna zgnilizna

• -nieporzadana fermentacja

• -gnicie

• -blonka

• -korzuszek

• -gazowanie

1. Podaj definicję letalnych współczynników termicznych (D, Z) określających termiczne utrwalanie żywności.

Wartość D-czas dziesieciokrotnej redukcji, czas dzialania okreslonej temp po ktorym liczba drobnoustrojow spadnie dziesieciokrotnie, tj.o jedna jednostke logarytmiczna. im wyzszy czas D tym wyzsza cieploopornosc danej grupy drobnoustrojow.

Wartosc Z - wspolczynnik cieploopornosci drobnoustrojow, okresla wzrost temp podtrzebny do zmniejszenia czasu dziecieciokrotnej redukcji D o 90%

1. Wymień metody utrwalania żywności.

• Fizyczne (wysokie temp, niskie temp,-chlodzenie mrozenie, obnizenie aktywnosci wody

• chemiczne : substancje konserwujace

• bioogiczne: fermentacja zywnosci, bakteriocyny

1. Wymień niekonwencjonalne metody utrwalania żywności.

• -paskalizacja-wysokei cisnienie

• -radiacujne

• -zmienne pola elektromagnetyczne o wysokim napiecu

• -swiatlopulsacyjne

• -ultradzwieki

• -technologia sous ride-pasteryzacja w naczyniu prozniowym

• -technologia plotkow-laczne dzialanie wielu czynnikow

1. Omów radiacyjne utrwalanie żywności (skuteczność hamowania rozwoju drobnoustrojów)

Technologia konserwacji żywności, polegająca na wystawieniu jej na działanie promieniowania jonizującego, którego właściwości powodują unieszkodliwienie znajdujących się w żywności drobnoustrojów, wirusów i owadów. Proces radiacyjnego utrwalania żywności może być też stosowany w celu przedłużenia okresu ważności produktów spożywczych (powstrzymanie dojrzewania owoców, kiełkowania warzyw, hamowanie procesów gnilnych)

-wywoluje jonizacje czasteczek i powastanie wolnych rodnikow

1.teoria tarczy-dzialanie bezposrednie promieniowania prowadzace do trwalego zniszczenia

2.teoria dzialania posredniego-uszkodzenie aparatu genetycznego komorki lub blon komorkowych produktu radiolizy wody

1. Co to jest homeostaza układu i na czym polega technologia płotków?

Teoria plotkow-stosowanie kilku metod przechowywania zywnosci, jednoczesnie,utrudniajacych rozwoj drobnoustrojow.

Homeostaza- endencja układów biologicznych (np. ekosystemów) do opierania się zmianom środowiska i trwania w stanie równowagi

1. Omów skuteczność działania niektórych konserwantów w zależności od wartości pH i środowiska.

Kwas benzoesowy i sorbowy- im wyzsze ph srodowiska tym aktywnosc konserwujaca jest mniejsza. w formie niezdysocjowanej najwyzsza aktywnosc w ph kwasnym, skuteczna w srodowisku ph.

1. Higiena transportu w zakładzie produkcyjnym.

Transport zewnetrzny:

• wyjazd srodkow transportu przez sluzy dezynfekcyjne

Transport wewnetrny:

• -wejscie do strefy czystej produkcji przez sluze dezynfekcyjna

• -transport w systemie korytarzowym powinien uniemozliwiac zakazenia krzyzowe

1. Higiena pracowników produkcji.

Badania przed podjeciem pracy i po przebyciu. zakarzenia czynnikiem chorobotworczym w celu identyfikacji zakazenia:

• -pradkami grozlicy

• -paleczkami duru brzusznego

• -durow rzekomych ABC

• -innymi paleczkami z rodzaju salmonella i shigella

• odziez ochronna:
  -kombinezony, fartuchy,obuwie, rekawice,nakrycie glowy, maski na twarz

• -o odmiennych kolorach dla pracownikow zatrudnionych w roznych czesciach zakladu

1. Mikroflora rąk, technika mycia rąk.

• Mikroflora przejsciowa:
  -wystepuje na powierzchni skory przez pewien czas

• -nie jest specyficzna dla danego osobnika

• -przenoszona na rece w wyniku kontaktu z chorym nosicielem lub zanieczyszczonym srodowiskiem

• -sklad:paleczki z gr.coli, paciorkowce kalowe,gronkowce koagulozoujemne

• -latwe do usuniecia w procesie mycia rak

• Mikroflora osiadla (stala):
  -ma charakter osobniczy

• -sklad:ziarniaki,gronkowce koagulazododatnie-osiadle na powierzchni skory i na gruczolach lojowych

• -do jej usuniecia konieczne jest mycie i szczotkowanie rak przez co najmniej kilka minut

1. Wskaźniki toksyczności substancji konserwujących.

-LD50-ilosc substancji wywolujaca smierc 50%zwierzat ktorym zostala podana wyrazona w jednostkach masy na kg masy ciala (np.mg/kg masy ciala)

-AD-ilosc substancji ktora zgodnie z aktualnym stanem wiedzy moze byc pobierana przez czlowieka, codziennie przez cale zycie, prawdopodobnie bez negatywnych skutkow dla zdrowia, wyrazona w np. mg/kg masy ciala

1. Wymień najważniejsze konserwanty.

• -kwas sorbowy i jego sole

• -kwas benzoesowy i jego sole

• -kwas propionowy i jego sole

• -azotany III i V

1. Biologiczne metody utrwalania żywności.

• -fermentacja mlekowa warzyw i owocow, przetrwalnikow miesnych-salami,kielbasa

• -bakteriocyny

1. Bakteriocyny, nizyna jako czynnik konserwujący.

NIZYNA -antybiotyk-latwo rozkladany przez nasze enzymy, nie moze byc stosowany w lecznictwie.

Działa wyłącznie na bakterie Gram-dodatnie, takie jak na przykład bakterie z rodzaju Bacillus, Clostridium, Lactobacillus oraz niektóre bakterie z grupy coli[5]. Powoduje rozkład błony komórkowej form wegetatywnych bakterii. Nie niszczy przetrwalników (opóźnia tylko ich rozwój). Nie jest skuteczna w przypadku bakterii Gram-ujemnych, ponieważ wytwarzają one nizynazę - enzym rozkładający nizynę. Stwierdzono, że leczy zakażenia wywołane przez bakterie odporne na antybiotyki.dzialanie bakteriocyny:liza komorek wegetatywnych, hamowanie tworzenia i kielkowania przetrwalnikow bakteryjnych. Stosowana do serow dojrzewajacych i topionych, sera mascarpone