dr Jarosław Bystroń

Oddziaływanie wysokich temperatur na drobnoustroje

Minimalna, optymalna i maksymalna temperatura wzrostu drobnoustrojów

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Grupa mikroorganizmów	Temperatura (^0C)
		minimalna	optymalna	maksymalna
Psychrofile	-5 - 5	12 - 15	15 - 20
Psychrotrofy	-5 - 5	25 - 30	30 - 35
Mezofile	5 - 15	30 - 45	35 - 47
Termofile	40 - 45	55 - 75	60 - 90

Podział żywności ze względu na jej kwasowość

A. żywność mało kwaśna, pH >4,6 - surowe mięso, mleko,

większość wędlin

B. żywność kwaśna, pH 4,0 - 4,6 - pomidory, morele, gruszki

C. żywność bardzo kwaśna, pH<4,0 - żywność fermentowana,

kefir, jogurt, kapusta kiszona,

kiełbasy fermentowane np. salami)

owoce cytrusowe, jabłka, wiśnie

Podział żywności ze względu na jej aktywność wodną (aktywność wody)

A. żywność bardzo wilgotna

(high moisture food - HMF) - a_w > 0,9

B. żywność pośrednio wilgotna

(intermediate moisture food - IMF) - a_w 0,6 - 0,9

C. żywność mało wilgotna

(low moisture food - LMF) - a_w < 0,6

Żywność botulinogenna

- to żywność w której występuje możliwość rozwoju beztlenowych laseczek Clostridium botulinum,

- to żywność będąca potencjalnym źródłem zatrucia toksyną jadu kiełbasianego.

Za żywność botulinogenną uważa się żywność spełniającą poniższe parametry:

- pH > 4,6

- a_w > 0,93

- przechowywana w temp. > 10⁰ C - Cl. botulinum typ A i B (typ ziemny)

> 4⁰ C - Cl. botulinum typ E (typ wodny)

- przechowywana w warunkach beztlenowych np. konserwy, produkty pakowane próżniowo, MAP.

W procesie obróbki żywności botulinogennej (o pH > 4,6) musi być zapewnione tzw. minimum botulinowe.

Minimum botulinowe mówi nam, że prawdopodobieństwo przeżycia spor Cl. botulinum, po przeprowadzonej obróbce, nie może być większeniż 10^-12

W praktyce minimum botulinowe zapewnia proces sterylizacji w temp. > 110⁰ C

Minimum botulinowe w produktach mięsnych nie poddanych sterylizacji > 110⁰ C zapewnia:

1. obecność azotynów dodanych w procesie peklowania mięsa.

oraz

2. przetrzymywanie produktu w temp. chłodniczej

(< 10⁰ C)

Zmniejszenie prawdopodobieństwa przeżycia spor Cl. botulinum w produktach mięsnych powoduje (oprócz azotynów) dodatek:

• nizyny,

• mikroflory zakwaszającej tj. bakterii kwasu mlekowego

-----------------------------------------------------------------------------------

- fitoncydy obecne w niektórych przyprawach np. w czosnku (alliina)

oraz

- antyseptyki dymu wędzarniczego (fenole, aldehydy)

nie inaktywują przetrwalników!!

Przetrwalniki Cl. botulinum występują powszechnie w przyrodzie: gleba, osady denne jezior i rzek, rośliny, przewód pokarmowy zwierząt roślinożernych, ryb.

Toksynę jadu kiełbasianego inaktywuje ogrzewanie:

• w temp. 100⁰ C przez 10 minut,

• w temp. 80⁰ C przez 20 minut.

Zatrucie toksyną jadu kiełbasianego - botulizm

Źródła zatrucia:

- żywność mało-kwaśna (pH>4,6)

• bardzo wilgotna (a_w>0,93)

• nie poddana obróbce termicznej > 110⁰ C

• produkowana z surowców mięsnych niepeklowanych

przechowywana w:

- warunkach beztlenowych

- w temp. powyżej 10⁰ C

Przykłady: domowe (tzw. z kotła) konserwy warzywne i mięsne.

według danych PZH w Polsce zarejestrowano w 2006 r. 50 przypadków zatruć toksyną jadu kiełbasianego

Botulizm pokarmowy - intoksykacja

Źródło zatrucia: - neurotoksyna wytwarzana przez świeżo wykiełkowane formy wegetatywne Cl. botulinum.

Typy toksyn botulinowych: A, B, C1, C2*, D, E, F i G*

* - nie są neurotoksynami

Toksyna botulinowa - to egzotoksyna o działaniu wewnątrzkomórkowym, która hamuje uwalnianie neurotransmiterów (acetylocholiny) w obwodowym układzie nerwowym powodując porażenie wiotkie (obwodowe) mięśni poprzecznie prążkowanych.

- zbudowana jest z dwóch białkowych podjednostek A i B.

podjednostka A - ma aktywność właściwej neurotoksyny

podjednostka B - pełni rolę ochronną przed proteolitycznym działaniem pepsyny w żołądku i wiąże toksynę z receptorami zakończeń nerwów obwodowych.

Objawy zatrucia: zaburzenia wzroku i mowy, ból głowy i brzucha, nudności i wymioty, pragnienie - suchość ust i języka, porażenie kończyn, zatrzymanie moczu, trudności w oddychaniu aż do jego zaniku.

Spożycie przetrwalników Cl. botulinum z żywnością nie stanowi niebezpieczeństwa dla osób dorosłych - mikroflora okrężnicy stanowi silną konkurencję dla świeżo wykiełkowanych form wegetatywnych.

U dzieci do 2 roku życia istnieje możliwość zatrucia per os z powodu niepełnego rozwoju mikroflory przewodu pokarmowego - botulizm dziecięcy (toksykoinfekcja).

Pasteryzacja - to obróbka termiczna w temp. < 100⁰ C

W procesie pasteryzacji inaktywowane są wyłącznie formy wegetatywne drobnoustrojów.

Pasteryzacja nie inaktywuje spor Cl. botulinum, dlatego w procesie produkcji konserw mięsnych pasteryzowanych wymagany jest dodatek nitrytu.

Przykłady żywności pasteryzowanej:

• półkonserwy np. szynka pasteryzowana,

- konserwy domowe (tzw. z kotła)

- prezerwy,

- produkty o trwałości półkowej - SSP (Shelf Stable Products),

- produkty tyndalizowane

- mleko pasteryzowane np. metodą HTST (High Temperature Short Time) - temp. 71,8⁰ C przez 20 s.

Sterylizacja - to proces obróbki termicznej w temp. > 100⁰ C

W procesie sterylizacji inaktywowane są:

- formy wegetatywne drobnoustrojów

- przetrwalniki

Proces sterylizacji żywności przeprowadzamy w autoklawach

(sterylizatorach) - temp. - 121⁰ C

- ciśnienie - 2 atm.

Typy sterylizacji żywności:

• Apertyzacja (sterylizacja tradycyjna) - żywność hermetycznie

zamykamy, a następnie sterylizujemy.

• Aseptyczna - żywność sterylizujemy, a następnie w aseptycznych

warunkach zamykamy.

• Dwustopniowa - żywność sterylizujemy, a następnie w aseptycznych warunkach zamykamy i ponownie sterylizujemy.

• Mikrofalowa

• Radapertzacja - sterylizacja radiacyjna

• HTST lub UHT (Ultra High Temperature) np. mleko UHT - 138⁰ C, 2-3 s

Podział ze względu na „ruch” konserw w czasie sterylizacji:

- dynamiczna

- statyczna

Termobakteriologia

Krzywa czasu śmierci cieplnej drobnoustrojów
TDT - Thermal Death Time curie

Krzywa TDT - informuje jaki czas jest potrzebny do zabicia danej populacji drobnoustrojów w określonej temperaturze lub odwrotnie - jaką temperaturę należy zastosować, aby inaktywować daną populację w określonym czasie.

Krzywa TDT zakłada, że w określonych warunkach temperaturowo - czasowych dochodzi do śmierci całej (w 100%) populacji drobnoustrojów.

Krzywa przeżycia

Krzywa przeżycia - wyznacza czas potrzebny do redukcji o 90% liczby bakterii

danej populacji w zdefiniowanych warunkach (stałym pH,

aw i temperaturze).

Czas potrzebny do redukcji o 90% w stałych warunkach jest zawsze taki sam.

Krzywa przeżycia - informuje, że „nigdy” nie zaistnieją takie warunki temperaturowo - czasowe, w których wystąpi śmierć całej populacji.

Liczba komórek przeżywających w danym środowisku będzie malała do nieskończoności.

Wartość D

1 D = redukcja decymalna = redukcja o 90% = redukcja o jeden cykl logarytmiczny

1D = redukcja o 90%

2D = 99%

3D = 99,9%

4D = 99,99%

Czas potrzebny do redukcji o 90% w stałych warunkach jest zawsze taki sam!!

dla Cl. botulinum

1D ^121,1 = 0,21 min 2D^121,1 = 0,42 min 12D^121,1 = 2,52

---