21.01.2011

Zanieczyszczenia i dodatki mikrobiologiczne do żywności

Zanieczyszczenia 

Każda substancja nie dodana celowo do żywności, a której obecność jest wynikiem produkcji (zabiegi w trakcie uprawy i zbiorów), hodowli zwierząt, medycyny weterynaryjnej, przetwarzania, przygotowywania, obróbki i pakowania, transportu, przechowywania lub jest rezultatem zanieczyszczenia środowiska. Jednym z parametrów dobrej jakości mikrobiologicznej żywności jest jej bezpieczeństwo, tzn. nieobecność patogenów i ich toksyn, przy minimalnej ilości mikroflory saprofitycznej, niezdolnej do rozwoju we właściwych warunkach przechowywania.

Źródłami zagrożeń mikrobiologicznych żywności mogą być:

· bakterie

· pleśnie

· drożdże

Pojawienie się zanieczyszczeń mikrobiologicznych w produktach żywnościowych powinno być przewidywalne i kontrolowane na każdym etapie produkcji. Zanieczyszczenia mogą pojawić się nagle i pochodzić z różnych źródeł (np. drobnoustroje naturalnie występujące na surowcach, wtórne i patogeny ze środowiska zewnętrznego - zwierzęta, powietrze, gleba, woda, ludzie - oraz pochodzące z kolejnych etapów produkcji).

Drobnoustroje znajdujące się w produktach spożywczych mogą stać się przyczyną zatruć pokarmowych (intoksykacji i toksykoinfekcji) . Do intoksykacji dochodzi w wyniku spożycia toksyny wyprodukowanej przez drobnoustroje w samej żywności. Przykładem intoksykacji jest zatrucie jadem kiełbasianym lub enterotoksyną gronkowcową. Toksykoinfekcje są wynikiem wprowadzenia do organizmu wraz z pokarmem żywych drobnoustrojów, których toksyczne oddziaływanie ujawnia się w następstwie rozwoju infekcji już w samym przewodzie pokarmowym.

Bakterie

Wysoka aktywność biochemiczna bakterii sprawia, że ich niekontrolowany rozwój prowadzi do niekorzystnych zmian cech organoleptycznych żywności i obniżenia ich trwałości, a nawet całkowitego zepsucia i dużych strat ekonomicznych.

Rodzina Enterobacteriaceae

Obecność Enterobacteriaceae jest często uznawana za oznakę zanieczyszczenia typu fekalnego, niedostatecznej obróbki czy wtórnego zanieczyszcenia.

Rodzaj Escherichia - pałeczki tego rodzaju występują w przewodzie pokarmowym ludzi i zwierząt. Dlatego obrane zostały wskaźnikiem sanitarnym produktu. Pałeczki te są wrażliwe na niskie temperatury (poniżej 0 st.C), jak również na ogrzewanie, giną przy 60 st.C po 15 min., a więc ich obecność w produktach pasteryzowanych wskazuje na zanieczyszczenie wtórne.

Typy E.coli:

1. EPEC - typ enteropatogenny - powodujący biegunki; ETEC - typ enterotoksyczny produkujący toksynę powodującą biegunkę u noworodków i tzw. „biegunkę podróżników”;

2. EIEC - typ enteroinwazyjny - atakujący nabłonek jelita grubego;

3. EHEC - typ enterohemoragiczny - należące do tej grupy szczepy verocytotoksyczne (O 157:H7) powodują u człowieka krwotoczne zapalenie okrężnicy oraz krwotoczny syndrom mocznicowy.

Rodzaj Salmonella - są chorobotwórcze dla człowieka. Nosicielstwo u ludzi i zwierząt (kaczki, kury, świnie, gryzonie) powoduje szerokie ich rozpowszechnienie i zagrożenie zdrowotne. Rosną w szerokim zakresie temperatur od 5 do 46 st.C i pH 6,6 - 8,2, giną podczas pasteryzacji. Ich szczególnie chorobotwórcze gatunki powodują ciężkie schorzenia u ludzi (dur brzuszny i dur rzekomy), natomiast tzw. gatunki odzwierzęce wywołują infekcje pokarmowe tzw. salmonelozy, zwłaszcza po spożyciu żywności pochodzenia zwierzęcego (mięso z dodatkiem surowych jaj, mleko surowe).

Salmonella enteritidis zakaża kury, nie powodując u nich objawów chorobowych, przez co do handlu dość łatwo trafiają zakażone jaja. Co gorsza, bakterie salmonelli o tym serotypie mogą lokalizować się nie tylko na skorupce jajka, ale i w żółtku. Do niedawna wnętrze jajka uważane było za bakteriologicznie czyste i za wystarczający środek bezpieczeństwa uznawano dokładne mycie skorupek.

Rodzaj Shigella - bakterie chorobotwórcze dla ludzi, powodujące czerwonkę oraz zatrucia pokarmowe. Źródłem ich jest przewód pokarmowy człowieka. Żywność i woda mogą być przenośnikiem dla tych bakterii. Są wrażliwe na ogrzewanie, jednak na brudnej odzieży mogą przetrwać wiele dni, podobnie jak w fekaliach.

Rodzaj Proteus - są bardzo rozpowszechnione w przyrodzie, występują w wydalinach ludzi i zwierząt, w glebie, wodzie i powietrzu. Są to bakterie gnilne, odgrywające dużą rolę w psuciu produktów białkowych. Przy silnym namnożeniu mogą spowodować zatrucie pokarmowe.

Rodzaj Erwina - pałeczki tego rodzaju cechują się zdolnością rozkładania pektyn i powodują miękką zgniliznę warzyw podczas ich przechowywania. Niektóre szczepy mogą być przyczyną zaburzeń jelitowych u ludzi.

Rodzaj Yersinia - występuje w przewodach pokarmowych zwierząt i w wodzie. Są wrażliwe na temperatury pasteryzacji. Pałeczki te izoluje się z różnych produktów żywnościowych, mięsa, mleka, wody i szczególnie często z warzyw i jadalnych skorupiaków. Produkty żywnościowe przechowywane w lodówce, szczególnie pakowane próżniowo, mogą być źródłem zakażenia Yersinia enterocolitica, które to wywołują ostre zaburzenia przewodu pokarmowego podobne do salmoneloz.

Rodzina Pseudomonadaceae

Rodzaj Pseudomonas - szeroko rozpowszechnione w przyrodzie, o dużej aktywności biochemicznej. W stanie zamrożenia przeżywają bardzo długo, charakteryzują się również wysoką ciepłoopornością. Stanowią dominującą mikroflorę produktów spożywczych: drobiu, mięsa, jaj, ryb, mleka i masła, przechowywanych w warunkach chłodniczych. Powodują zepsucia tych produktów, np. śluzowacenie, barwne plamy i zmianę cech organoleptycznych.

Rodzaj Listeria - bakterie te mają zdolność namnażania się w niskich temperaturach, przeżywają proces mrożenia i długotrwałe okresy wysuszenia. Zaliczane są do najbardziej ciepło-opornych wśród form wegetatywnych. Tolerują znaczne stężenia soli i niskie pH. Mogą powodować zatrucia o ciężkim przebiegu, szczególnie u osób z osłabionym układem odpornościowym. U kobiet ciężarnych mogą powodować poronienia oraz zakażenia płodu. Źródłem skażenia najczęściej jest żywność (np. pasztety, galarety mięsne, sery, sałatki warzywne, ryby) zawierające powyżej 1000 pałeczek na 1g produktu.

Rodzina Bacillaceae

Rodzaj Bacillus - stwierdza się ich obecność w mięsie i jego przetworach, w produktach mleczarskich, zbożowych, owocowo-warzywnych, przyprawach. Powodują psucie różnych produktów, wywołują hydrolizę skrobi, śluz i ciągliwość miękiszu pieczywa i nieprzyjemny zapach oraz kwaśne zepsucia konserw owocowo-warzywnych, wady serów (gorzki smak, wzdęcia), speptonizowany skrzep mleka („na słodko”) i zepsucia mleka zagęszczonego. Gatunki chorobotwórcze są przyczyną zatruć pokarmowych występujących szczególnie po spożyciu produktów białkowych i skrobiowych (deserów, sosów), uprzednio ugotowanych i pozostawionych w temperaturze pokojowej.

Rodzaj Clostridum - szeroko rozpowszechnione, naturalnym środowiskiem ich bytowania jest gleba. Do produktów żywnościowych dostają się z ziemią i kurzem. Część ich gatunków wywołuje ciężkie zatrucia pokarmowe. Inne prowadzą procesy gnilne produktów białkowych w warunkach beztlenowych, np. bombaż konserw mięsnych, nadając produktom odrażające cechy organoleptyczne. Mogą być spotykane w wadliwych (słabo ukwaszonych) kiszonkach oraz w mleku.

Rodzina Micrococcaceae

Rodzaj Micrococcus - są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie, optymalna temperatura wzrostu to 25-30 st.C. Tolerują wysoką obecność soli, stąd powodują psucie produktów konserwowanych solą, mleka pasteryzowanego, margaryny oraz żywności przechowywanej w chłodniach.

Rodzaj Staphylococcus - chorobotwórczy gatunek należący do tego rodzaju (gronkowiec złocisty) wywołuje ropnie skóry, anginy i zatrucia pokarmowe. Zapobieganie zakażeniom gronkowcowym polega na przestrzeganiu zasad higieny produkcji i temperatury obróbki termicznej, aby nie dopuścić do rozmnażania się bakterii.

Gronkowiec złocisty jest drobnoustrojem produkującym odporną na obróbkę termiczną enterotoksynę, której spożycie wraz z produktem prowadzi do ostrego zatrucia z objawami takimi jak: wymioty, biegunka oraz bóle brzucha. Produkty stanowiące źródło zanieczyszczenia to najczęściej mleko, sery, śmietana i lody. Do zanieczyszczenia produktów spożywczych tym drobnoustrojem dochodzi przeważnie po obróbce termicznej, na skutek bezpośredniego kontaktu z pracownikami będącymi nosicielami.

Do zanieczyszczenia może dochodzić także poprzez narzędzia. Drobnoustrój może również być obecny w wykorzystywanym surowcu. Najdogodniejsze warunki do wyprodukowania przez gronkowca enterotoksyny są wtedy, gdy zanieczyszczony został gotowy produkt, który następnie przechowywano w zbyt wysokiej temperaturze (powyżej 10oC). Enterotoksyna gronkowcowa jest stosunkowo oporna na ogrzewanie. Rozkładowi ulega dopiero po 30 minutach ogrzewania w temperaturze 100 st.C.

Rodzaj Enterococcus - są ciepłooporne, dobrze przeżywają proces zamrażania i warunki pasteryzacji stosowane w przemyśle spożywczym. Są przyczyną psucia pasteryzowanych konserw mięsnych przechowywanych w chłodniach, mleka i pasteryzowanych produktów mlecznych oraz powodują zielenienie powierzchni mięsa.

Bakterie kwasu mlekowego zanieczyszczają żywność poprzez fermentację cukrów do kwasu mlekowego oraz wytwarzanie śluzu i CO2. Są to związki obniżające pH i powodujące nieprzyjemny smak żywności. Bakterie te wolno rozwijają się w temperaturze chłodniczej i w warunkach tlenowych nie konkurują z Pseudomonas spp. W żywności bogatej w białko występują w niewielkiej ilości i nie są jej częstymi zanieczyszczeniami.

Niemniej jednak bakterie te odnaleziono w próżniowo pakowanych mięsach i drobiu. Ten fakt można tłumaczyć ich zdolnością przeżywania procesów konserwacji i fermentowania (m.in. niskie pH), które są zabójcze dla innej mikroflory zanieczyszczającej. Typowymi przedstawicielami tych bakterii są Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc i Pediococcus spp

Drożdże

W przemyśle fermentacyjnym szczególnie niebezpieczny jest rozwój tzw. drożdży dzikich, czyli gatunków nie fermentujących węglowodanów. W browarnictwie i winiarstwie warunkiem koniecznym do prawidłowego przebiegu procesów fermentacji jest utrzymanie czystej kultury drożdży szlachetnych. Zakażenia mogą tu stanowić drożdże z rodzajów: Hanseniaspora, Pichia i Candida; ich rozwój wpływa na obniżenie wydajności procesu, powoduje również powstawanie niepożądanych cech organoleptycznych gotowego produktu.

W kiszonkach rozwijające się na powierzchni drożdże kożuchujące z rodzaju Candida rozkładają kwas mlekowy, przyczyniając się tym samym do wzrostu pH, co sprzyja rozwojowi bakterii gnilnych. Podobnie marynaty mogą ulec zepsuciu w wyniku rozkładu kwasu octowego przez drożdże kożuchujące. W mleku i jego przetworach drożdże z rodzajów Candida, Saccharomyces, Debaromyces i Rhodotorula są przyczyną gazowania, pojawienia się gorzkiego lub alkoholowego smaku oraz czerwonych i pomarańczowych plam. Na powierzchni mięsa w wyniku rozwoju drożdży lipolitycznych może tworzyć się białawy, bezwonny nalot, tzw. oszronienie.

PLEŚNIE (GRZYBY STRZĘPKOWE)

Negatywna działalność wynika ze strat na skutek rozwoju pleśni na surowcach spożywczych oraz żywności nieprawidłowo przechowywanej. Pleśnie powodują rozkład białek, tłuszczów oraz innych składników, obniżając wartość odżywczą żywności.

Z higienicznego punktu widzenia pleśnie zanieczyszczają otoczenie człowieka, często bowiem stanowią czynnik wywołujący alergie, a ich toksyczne metabolity (mikotoksyny) zostały zakwalifikowane do szeregu najgroźniejszych związków rakotwórczych.

Mikotoksyny

Są to substancje toksyczne i często przedostają się do żywności. Powodują one duże straty w uprawach i hodowlach zwierząt, a co najważniejsze stwarzają ogromne zagrożenie dla zdrowia i życia człowieka. Związki te mogą powodować silne zatrucia pokarmowe, a także wykazują właściwości rakotwórcze, powodujące uszkodzenia wątroby, nerek, układu rozrodczego i nerwowego. Występują w wielu produktach spożywczych np. w zbożach, orzechach, przyprawach, owocach, warzywach, mięsie pozyskanym od zwierząt skarmianych zainfekowanymi paszami, mleku

Podział mikotoksyn pod względem toksycznego działania na narządy wewnętrzne

Feeder Fresh

Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 27 grudnia 2000 r. w sprawie wykazu dopuszczalnych ilości substancji dodatkowych i innych substancji obcych dodawanych do środków spożywczych lub używek, a także zanieczyszczeń, które mogą znajdować się w środkach spożywczych lub używkach (Dz. U. z dnia 5 lutego2001 r. Nr 9, poz. 72).

Załącznik nr 4

WYKAZ DOPUSZCZALNYCH ILOŚCI ZANIECZYSZCZEŃ W ŚRODKACH SPOŻYWCZYCH I UŻYWKACH ORAZ W SUBSTANCJACH DODATKOWYCH DOZWOLONYCH

ZANIECZYSZCZENIA MIKROBIOLOGICZNE

Do obrotu nie mogą być wprowadzane środki spożywcze zawierające substancje pochodzące z mikroorganizmów lub drobnoustroje chorobotwórcze w ilościach szkodliwych dla zdrowia, lub środki spożywcze zawierające nadmierne liczby drobnoustrojów saprofitycznych.

Dodatki mikrobiologiczne do żywności

„Żywe mikroorganizmy, które podawane w odpowiednich ilościach wywierają korzystne działanie w organizmie gospodarza” (wg WHO)

Produkt probiotyczny musi zawierać w 1g 10 mln jednostek Bifidobacterium lub 100 mln jednostek Lactobacillus

Probiotyki możemy podzielić na:

- probiotyki spożywcze - poprawiają funkcjonowanie przewodu pokarmowego, natomiast ich właściwości lecznicze są wątpliwe

- probiotyki medyczne - ich właściwości lecznicze są potwierdzone naukowo

Proces produkcyjny coraz popularniejszych na naszym rynku biojogurtów jest dość skomplikowany i nie przypomina zwykłego "nastawiania mleka na kwaśne". Koncerny spożywcze produkują jogurty z mleka pasteryzowanego, czyli praktycznie jałowego, poprzez dodanie do niego wybranych szczepów bakteryjnych o znanych właściwościach.

Same mleczarnie najczęściej nie prowadzą własnych hodowli bakterii, szczepy te to zaawansowane i zwykle chronione patentami produkty specjalistycznych firm biotechnologicznych. Bakterie takie są sprzedawane w formie proszku, uzyskiwanego dzięki suszeniu bakterii w niskiej temperaturze przy obniżonym ciśnieniu, tzw. liofilizacji. Uzyskany dzięki tym drobnoustrojom jogurt ponownie pasteryzuje się i dopiero wtedy dodaje bakterie, które mają w nim pozostać żywe i przez nas zjedzone, takie jak Lactobacillus acidophilus czy Bifidobacterium.

Cechy idealnego probiotyku to:

• oporność na działanie kwaśnego pH żołądka i soli żółci

• zdolność do adhezji do komórek nabłonka jelita

• zdolność do kolonizacji przewodu pokarmowego

• produkcja substancji antybakteryjnych

• dobry wzrost

• wykazywanie korzystnych właściwości na zdrowie organizmu

Korzystne oddziaływanie probiotyków na organizm zwierzęcia polega na:

- obniżaniu pH treści jelit poprzez wy-twarzanie przez bakterie probiotyczne kwasów organicznych (mlekowego, octowego, propionowego, masłowego),

- stabilizacji pożytecznej mikroflory przewodu pokarmowego i zapobieganiu rozwojowi mikroflory chorobotwórczej,

- poprawie trawienia i przyswajania składników pokarmowych,

- obniżaniu poziomu toksycznych produktów metabolizmu w przewodzie pokarmowym i krwi,

- produkcji naturalnych substancji antybiotycznych zwanych bakteriocynami , które działają bakteriobójczo lub bakteriostatycznie na mikroorganizmy patogenne oraz produkcji enzymów i witamin z grup B i K,

- zwiększeniu odporności na infekcje bakteryjne i poprawie zdrowotności,

- zwiększeniu aktywności niektórych enzymów jelitowych - laktazy, sacharazy, maltazy, a w konsekwencji wzrostu strawności pobieranej paszy,

- stymulowaniu odporności ogólnej organizmu oraz odporności miejscowej w obrębie błon śluzowych przewodu pokarmowego,

- obniżaniu poziomu triglicerydów i cholesterolu we krwi oraz tkankach

W większości krajów Europy Zachodniej oraz w USA roczne spożycie mlecznych napojów fermentowanych wynosi ok. 10-20 kg/osobę, w krajach skandynawskich prawie 40 kg, natomiast w Polsce zaledwie 2-3 kg.

Bakterie probiotyczne wpływają na układ immunologiczny przez aktywacje tkanki limfatycznej, związanej z błonami śluzowymi układu pokarmowego.

Probiotyki:

• stymulują produkcję przeciwciał wydzielniczych IgA,

• uszczelniają barierę jelitową,

• aktywują produkcję cytokin regulujących odpowiedź zarówno pozapalną jak i proalergiczną.

probiotyk + prebiotyk = synbiotyk

prebiotyk - substancja lub zespół substancji sprzyjających rozwojowi symbiotycznej, naturalnej mikroflory układu pokarmowego, ułatwiających zasiedlenie przewodu pokarmowego przez pożyteczne mikroorganizmy

Oddziaływania typu probiotyk - patogen (antagonistyczne)

• Konkurencja o substraty metaboliczne niezbędne do wzrostu np. bakterie rodzaju Lactobacillus mogą skutecznie wypierać enterokokki wytwarzające toksyny, ponieważ obydwie grupy drobnoustrojów metabolizują laktozę

• Konkurencja o receptory gospodarza (miejsce adhezji)

• Produkcja substancji hamujących wzrost konkurentów

Oddziaływania typu probiotyk - prawidłowa mikroflora jelita (symbiotyczne)

• Syntrofia - dostarczanie substratów dla sprzymierzeńców końcowe produkty fermentacji mlekowej wykorzystywane przez inne, przyjazne bakterie

• Tworzenie nowych miejsc adhezji np. wytwarzanie zewnątrzkomórkowych polisacharydów oferujących nowe miejsca przyczepu dla pożytecznych bakterii

• Zmiany warunków środowiskowych środowisko bardziej przyjazne dla niektórych szczepów

Rozporządzenie nr 1831/2003/EC Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 22 sierpnia 2003r. w sprawie dodatków stosowanych w żywieniu zwierząt, zalicza probiotyki jako dodatek paszowy.

Probiotyki są coraz częściej stosowane w hodowli zwierząt gospodarskich. Na zachodzie Europy, poza tradycyjną kiszonką, wzbogaca się paszę zwierząt o szczepy bakteryjne pochodzące z ich flory jelitowej i spełniające wszystkie wymagania, które stawia się probiotykom. W ten sposób poprawia się tucz m.in. bydła, trzody chlewnej i drobiu. Znane są również dodatki probiotyczne dla koni wyścigowych, które są odpowiedzią na zapotrzebowanie hodowców, szczególnie zainteresowanych poprawieniem w sposób niefarmakologiczny zdrowia (i wydolności) swoich championów.

Podawane są zwierzętom w postaci kapsułek, pasty, proszku, płynu, granulatu, bezpośrednio lub pośrednio z karmą.

---