Wybrane zagadnienia 11, WSHIG


0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

Wybrane zagadnienia

z mikrobiologii i dodatków do żywności

Magdalena Sipa, Sum V, HG dzienne

  1. Podział grzybów na wyższe i niższe

  2. Grzyby trujące- toksyny

  3. Podział pleśni

  4. Odkrycie penicyliny

  5. Zastosowanie grzybów w produkcji żywności

  6. Dodatki funkcjonalne do żywności

  7. Wybrane działy z mikrobiologii żywności

  8. Bakterie nieszkodliwe i ich zastosowanie w produkcji żywności: jogurtów, kefirów, kiszonych ogórków, kapusty

  9. Bakterie szkodliwe występujące w żywności, nazwy szczepów

10. Rodzaje zatruć pokarmowych, czas inkubacji

i przebieg choroby

11. Mikroflora rozwoju przewodu pokarmowego

człowieka i jej znaczenie dla organizmu

12. Grzyby pleśniowe stosowane w produkcji

żywności- sery pleśniowe, rodzaje serów

13. Toksyny produkowane przez pleśnie

PODZIAŁ GRZYBÓW NA WYŻSZE I NIŻSZE

Grzyby wyższe - nieformalna nazwa nadawana grzybom z grup workowców (woreczniaków) i podstawczaków (czyli grzybów podstawkowych). Wiele z nich osiąga stosunkowo duże rozmiary i ma skomplikowaną budowę (plektenchyma), tworząc owocniki. Grupa ta przeciwstawiana jest tzw. grzybom niższym.

Grzyby niższe - nieformalna nazwa nazwa nadawana wszystkim prymitywnym organizmom zaliczanym według niektórych ujęć taksonomicznych do grzybów nietworzącym owocników i produkującym w zarodniach nieokreśloną liczbę mejospor. Grupa ta przeciwstawiana jest tzw. grzybom wyższym z typów workowców i podstawczaków. Nazwa ta jest nieprecyzyjna i może dotyczyć różnych grup organizmów zaliczanych zarówno do królestwa grzybów, jak i protistów - m.in. takich jak skoczkowce, lęgniowce (niegdyś łączone w grupę glonowce), śluzowce, a nawet drożdżaki (należące do workowców).

GRZYBY TRUJĄCE- TOKSYNY

Grzyby trujące - funkcjonalna (nie będąca taksonem) grupa grzybów, zwłaszcza kapeluszowych, zawierających substancje trujące w ilościach toksycznych dla ludzi.

U młodych osobników niektórych gatunków grzybów, czy po obróbce termicznej owocników zawartość czynnika toksycznego jest na tyle niewielka, że nadają się do spożycia. Z tego względu zwykle wyróżnia się gatunki bezwzględnie i fakultatywnie trujące.

Grzyby śmiertelnie lub silnie trujące

Grzyby średnio lub słabo trujące

Grzyby słabiej trujące, trujące w pewnych tylko okolicznościach lub podejrzane o trujące własności

Najważniejsze toksyny:

- amanityna- organiczny związek chemiczny, białko o stosunkowo prostej strukturze. Jest to jedna z toksyn występujących w muchomorze sromotnikowym (amanitotoksyny). Amanityna jest cyklicznym oktapeptydem zawierającym kilka nietypowych aminokwasów

- Fallotoksyny - grupa organicznych związków chemicznych, alkaloidy występujące w grzybach z rodzaju muchomor, głównie w muchomorze zielonawym oraz w muchomorze jadowitym. Część z nich ma silnie toksyczne własności.

Budowa fallotoksyn determinuje niezwykłą odporność na działanie wysokich temperatur, kwasów i enzymów trawiennych. Po wchłonięciu do krwiobiegu znaczna część toksyn wiąże się z albuminami, co dziesięciokrotnie zwiększa ich toksyczność. Powodują zahamowanie syntezy białek, w tym także enzymatycznych.

- Gyromitryna (N-metyloformylohydrazon aldehydu octowego) - organiczny związek chemiczny z grupy hydrazonów. Jest to lotna substancja zawarta w piestrzenicy kasztanowatej (Gyromitra esculenta). W organizmie człowieka metabolizuje do MMH

- Muskaryna - trujący alkaloid wielu grzybów, między innymi muchomora czerwonego, strzępiaków, lejkówek i gołąbka ceglastego.

Muskaryna jest parasympatykomimetyczną substancją działającą już 15-30 minut po spożyciu. Zatrucie może objawiać się mdłościami i wymiotami, ślinieniem, łzawieniem, biegunką, rozmyciem obrazu oraz trudnościami z oddychaniem, utrzymuje się ono około 2 godzin. Przypadki śmiertelnego zatrucia zdarzają się rzadko; mogą być one spowodowane depresją układu oddechowego lub zawałem serca. Ponadto w wymienionych grzybach znajdują się jeszcze inne toksyny (m.in. kwas ibotenowy, muscymol, muskazon i związki izoksazolowe w muchomorze plamistym).

Specyficzną odtrutką w zatruciu muskaryną jest atropina.

- Muscymol (inne nazwy: muscimol, panteryna) - alkaloid wielu muchomorów o właściwościach psychoaktywnych. Muscymol nie jest metabolizowany przez organizm człowieka i wydalany jest w postaci niezmienionej. Dawkowanie muscymolu waha się w przedziale 15-20 mg. Występuje w muchomorze plamistym, w muchomorze czerwonym w śladowych ilościach, ale może powstać w wyniku dekarboksylacji kwasu ibotenowego którego jest znacznie więcej (0,1% suchej masy grzybów). Efekty działania muscymolu znacznie różnią się od psylocybiny. Efekty wizualne wywołane zażyciem muscymolu przypominają wizje hipnagogiczne, a sam stan odurzenia określany jest jako podobny do świadomego śnienia. Muscymol jest selektywnym agonistą receptora GABA-A.

- Kwas ibotenowy - organiczny związek chemiczny, alkaloid o działaniu toksycznym i odurzającym. Występuje głównie w blaszkach i miąższu grzybów (np. muchomora plamistego lub czerwonego). Kwas ibotenowy rozkładany jest w organizmie na muscymol, którego toksyczność jest mniejsza.

- Psylocybina (4-PO-DMT) - psychodeliczny alkaloid z rodziny tryptamin, występujący naturalnie w setkach gatunków grzybów psylocybinowych, najbardziej znane z nich to Psilocybe cubensis i Psilocybe semilanceata. Psylocybina obok LSD jest najbardziej popularnym i najczęściej używanym psychodelikiem. Historia zażywania grzybów psylocybinowych sięga czterech tysięcy lat wstecz, obecnie popularnie znane są one jako halucynogenne lub magiczne grzyby. Psylocybina powoduje głębokie doznania psychodeliczne, transcendentne, mistyczne, medytacyjne, często także religijne. Obecnie w większości krajów wpisana została na listę nielegalnych środków psychoaktywnych i za posiadanie lub obrót nią grożą wysokie kary.

- Psylocyna (4-OH-DMT) - organiczny związek chemiczny, psychodeliczna substancja psychoaktywna, alkaloid grzybów Psilocybe spp. pochodna tryptaminy. W naturze zwykle występuje razem z psylocybiną i baeocystyną.

Strukturalnie psylocyna jest bardzo podobna do innej substancji psychodelicznej, również wystepującej w naturze, bufoteniny. Różnica polega tylko na umiejscowieniu grupy hydroksylowej na pierścieniu benzenowym. Psylocyna jest produktem metabolizmu psylocybiny i prawdopodobnie to właśnie ona odpowiada za ogół efektów wywołanych spożyciem grzybów psylocybinowych.

PODZIAŁ PLEŚNI

Pleśnie to mikroskopijnych rozmiarów grzyby (między innymi Aspergillus terreus, Acrothecium, Chaetomium globosum, Cladosporium, Oencillium notatum, Pellicularia isabellina, Penicillium), które mogą rozrastać się w bardzo duże kolonie. Kolonie grzybów rozwijają się w książkach, w których znajdują się dogodne warunki - tam gdzie jest duża ilość klejów roślinnych (klajster mączny) lub zwierzęcych (klej skórny lub kostny), tam gdzie woda i kurz wnikają łatwo - zarodniki grzybów zasiedlają książki. Kolonie grzybów mikroskopowych rozwijają się z zarodników, licznie występujących w powietrzu, kurzu i wszelkich zabrudzeniach. Do ich rozwoju wystarczy niewielka ilość wody. Grzyby, które bytują na papierze książek, na oprawach skórzanych, pergaminowych czy płóciennych, są do tych materiałów przystosowane, ponieważ na nich wyrosły i są zdolne do ich rozkładania.

Charakterystyka pleśni

Podstawą klasyfikacji pleśni jest złożoność ich budowy. Wyróżnia się pleśnie jednokomórkowe (składające się z silnie rozwiniętej komórki) i wielokomórkowe (tworzące skupiska poprzecznie podzielonych komórek). Pleśnie posiadają zdolność wykształcania tzw. grzybni powietrznej, rozwijającej się na zewnątrz pożywki pleśni. Pleśnie charakteryzują się wytwarzanymi strzępkami tworzącymi grzybnię pierwotną, na końcu których powstają zarodnie z zarodnikami. U niektórych gatunków pleśni na zakończeniach strzępków powstają charakterystyczne zgrubienia, tworzące bezpłciowe organy rozmnażania - tzw. konidia. Zarówno kształt zarodni, jak i układy konidii i ich kształty uważane są za cechę gatunkową, pozwalającą na klasyfikację gatunkową pleśni,

Pleśnie mogą rozmnażać się na dwa podstawowe sposoby:
- rozmnażanie wegetatywne (bezpłciowe) - przebiega poprzez zarodnikowanie, podział grzybni lub poprzez wykształcenie specjalnych strzępków, które oddzielając się od rodzimego organizmu tworzą nową strukturę. Najczęściej spotykanym u pleśni procesem rozmnażania wegetatywnego jest wytwarzanie zarodni z zarodnikami, które rozprzestrzeniają się wraz z prądami powietrza; w środowiskach im sprzyjających podejmują wegetację.
- rozmnażanie generatywne (płciowe) - przebiega przez zlanie się narządów płciowych) z końcówek strzępków dwóch różnych grzybni. W wyniku tego procesu tworzy się wielokomórkowa zygota, która w korzystnych warunkach wytwarza nową (potomną) grzybnię. Wiele grzybów barwi papier w wyniku procesów metabolicznych, towarzyszących przy pożywianiu się i wydzielaniu. Przyczyną zabarwień są najczęściej barwniki grzybów i promieniowców. Na papierze można zaobserwować rozległe kolonie grzybów w różnych odcieniach kolorów - różowego, żółtego, zielonego, szarego, brązowego.
W powietrzu pomieszczeń bibliotecznych i archiwalnych wykryto występowanie ponad 30 rodzajów grzybów pleśniowych, z których wiele jest groźnych dla materiałów bibliotecznych i bibliotekarzy.

Pleśnie (grzyby) książkowe pod mikroskopem

0x01 graphic


Acrostalagmus cinnabarinus

0x01 graphic


Alternaria geophila

0x01 graphic


Acrothecium

0x01 graphic


Botrytis cinerea

0x01 graphic


Aspergillus terreus

0x01 graphic


Penicillium sp.

0x01 graphic


Chaetromium fusiforme

0x01 graphic


Trichothecium roseum

0x01 graphic


Eidamella spinosa

0x01 graphic


Pellicularia isabellina

0x01 graphic


Chaetomium globosum

0x01 graphic


Helminthosporium sativum

Źródło: Wieprzkowski Jerzy, Konserwacja księgozbiorów, [w]: Biblioteka w szkole nr 11/12'91, Warszawa 1991

ODKRYCIE PENICILINY

Pierwszy raz fakt występowania substancji hamujących rozwój niektórych bakterii chorobotwórczych opisał w 1897 r. francuski lekarz wojskowy Ernest Duchesne w swojej rozprawie doktorskiej pt. "Antagonizm między pleśniami i mikrobami". Odkrycie to nie zostało jednak przez nikogo rozwinięte, a sam odkrywca zmarł w 1912 r. na gruźlicę, która mogłaby być wyleczona, gdyby efektem badań Francuza było wyizolowanie składnika czynnego odpowiedzialnego za opisane zjawisko.

Powtórnego odkrycia dokładnie tego samego zjawiska dokonał (jak głosi legenda - przypadkiem, gdyż w wyniku bałaganu w laboratorium, na resztkach pożywienia zaczęły wzrastać drobnoustroje) 30 września 1928 r. Alexander Fleming, jednak i jemu nie udało się wyizolować substancji czynnej, choć stwierdził, że jej skuteczne działanie ma miejsce nawet przy bardzo dużym rozcieńczeniu. W 1938 r. grupa trzech naukowców, w skład której obok Fleminga weszli Howard Walter Florey oraz Ernst Boris Chain, wyizolowała składnik czynny zakładając rok później pierwszą na świecie wytwórnię penicyliny. Za swoje odkrycie zostali oni uhonorowani w 1945 r. Nagrodą Nobla.

Mechanizm działania penicylin jako antybiotyków polega na blokowaniu aktywności enzymów bakteryjnych - transpeptydaz (PBP) biorących udział w ostatnim etapie syntezy peptydoglikanu ściany komórki bakteryjnej. Do zablokowania PBP może dojść dzięki strukturalnemu podobieństwu penicylin do naturalnego substratu dla enzymu, czyli układu dwóch reszt alaniny będącego częścią podstawowej jednostki budującej mureinę - składnika ściany komórkowej bakterii. Penicylina łączy się z transpeptydazą w jej centrum aktywnym i w ten sposób blokuje jej aktywność. Komórka bakteryjna pozbawiona prawidłowo działającego enzymu nie jest w stanie syntetyzować ściany bakteryjnej. Prowadzi to do upośledzenia jej zdolności życia w niekorzystnych warunkach środowiska - zwiększa się przepuszczalność ściany komórkowej. Takie uszkodzenie prowadzi po pewnym czasie do zwiększenia aktywności bakteryjnych enzymów autolitycznych, powodujących samozniszczenie bakterii.

0x01 graphic
Wzór ogólny penicylin

ZASTOSOWANIE GRZYBÓW NIŻSZYCH W PRODUKCJI ŻYWNOŚCI

4. Zastosowanie grzybów (niższych) w produkcji żywności:

Każdy grzyb musi być przebadany pod względem toksykologicznym!

Grzyby dopuszczone do obrotu:

- wszystkie rodzaje prawdziwka,

- borowik szlachetny,

- koźlarz babka, grabowy, czerwony, pomarańczowy,

- maślak pstry, sitarz, ziarnisty, zwyczajny,

- piaskowiec modrzak, kasztanowaty,

- podgrzybek brunatny,

- czubajka kania.

Pleśnie - niektóre gatunki pleśni są stosowane do produkcji enzymów proteolitycznych, amylolitycznych, celulolitycznych i innych oraz kwasów organicznych, np. kwasu cytrynowego, glukonowego, itp. Do produkcji kwasu cytrynowego na skalę przemysłową najczęściej używa się szczepów należących do gatunku Asp. Niger. W produkcji enzymów z pleśni wykorzystuje się szczepy należące do następujących rodzajów: Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Trichoderma, Trichothecium Stachybotris i inne.

Grupa Asp. Flavus - oryzae znalazła zastosowanie do produkcji żywności orientalnej (sosy sojowe). Jednakże wiele szczepów z tej grupy jest toksynotwórczych i stanowi zagrożenie dla zdrowia konsumentów.

Bezpośrednio do produkcji żywności, głównie serów pleśniowych, wykorzystuje się szczepy z rodzaju Penicillium, mianowicie P. roquefort i P. camemberti.

0x01 graphic
0x01 graphic

Grzyby są surowcem, który przeznacza się na różnego rodzaju przetwory: grzyby kiszone, grzyby w solance, grzyby mrożone, grzyby sterylizowane, grzyby marynowane, grzyby marynowane z warzywami, grzyby duszone w tłuszczu, grzyby suszone, mączka grzybowa, ekstrakt grzybowy, koncentrat grzybowy.

Produkty metabolizmu drożdży od dawna są wykorzystywane do wypieku chleba i produkcji alkoholu. Przetwarzanie mąki skrobiowej przez drożdże na drodze oddychania powoduje powstanie CO2, który zostaje zatrzymany wewnątrz bogatego w gluten ciasta i powoduje jego wyrastanie.

W produkcji alkoholu drożdże zmusza się do metabolizmu fermentacyjnego w bogatym w cukry i ubogim w tlen środowisku brzeczki piwnej lub soku z rozgniecionych winogron. Metabolizm fermentacyjny jest mało wydajny i dostępne substraty są metabolizowane jedynie częściowo, z wytworzeniem CO2 i etanolu.

Obydwa te procesy zwiększają wartość wyjściowego substratu, lecz w niewielkim stopniu przyczyniają się do jego wartości odżywczych.

Naturalne produkty grzybów ważne dla przemysłu:

Grzyby wytwarzają wiele różnych rodzajów metabolitów o znaczeniu przemysłowym. Należą do nich ważne w medycynie antybiotyki (np. penicyliny i cefalosporyny) i immunosupresory (cyklosporyny), enzymy stosowane w przemyśle spożywczym (np. α - amylaza, renina), inne enzymy (celulazy, katalaza), kwasy (np. mlekowy, cytrynowy) i kilka innych substancji.

Również białko ekstrahowane z grzybów jest ważnym produktem przemysłowym. W latach 60. rozwinięto produkcję białka z drożdży (białko z jednokomórkowców). Obecnie białko grzybowe uzyskiwane z Fusarium graminearum, o nazwie Quorn, staje się użyteczną alternatywą dla białka zwierzęcego.

DODTAKI FUNKCJONALNE DO ŻYWNOŚCI

Dodatki funkcjonalne w dzisiejszych czasach są niezbędne do otrzymania produktów spożywczych, wytwarzanych na skalę przemysłową, o akceptowalnej przez konsumentów jakości.

Dodatki funkcjonalne sprawiają, że produkty spożywcze zachowują atrakcyjny wygląd, smak i zapach oraz można je przechowywać dłużej niż produkty świeże, nie przetworzone. Najbardziej znane dodatki funkcjonalne to skrobie natywne i modyfikowane, hydrokoloidy, witaminy, barwniki, białka roślinne i zwierzęce, fosforany itp.

W zależności od pełnionych funkcji wyróżnia się ponad 20 grup substancji dodatkowych np. barwniki, aromaty, konserwanty,
Przeciwutleniacze, emulgatory, zagęstniki, substancje spulchniające, klarujące, pianotwórcze, itp.

Podane w rozporządzeniu substancje dodatkowe muszą być stosowane zgodnie z ich funkcją technologiczną, w określonych dawkach oraz na określonych warunkach. Dawki stanowią maksymalne ilości dopuszczalne w gotowych do spożycia środkach spożywczych i używkach. Substancje dodatkowe, dla których nie podano dopuszczalnych dawek, należy stosować zgodnie z dobrą praktyką produkcyjną, czyli w ilościach minimalnych, niezbędnych do osiągnięcia zamierzonego efektu technologicznego.

Dopuszczone do stosowania substancje dodatkowe zostały dokładnie sprawdzone pod kątem oceny ich bezpieczeństwa, a więc ich toksyczności, dopuszczalnego dziennego pobrania, wywoływania alergii, nadwrażliwości, nietolerancji, powodowania różnych schorzeń. Stosowane zgodnie z normami są całkowicie bezpieczne. Lecz alergicy, osoby cierpiące na schorzenia przewodu pokarmowego, będące na diecie powinni maksymalnie ograniczyć spożycie produktów zawierających substancje dodatkowe.

Im bardziej przetworzone produkty, tym większe prawdopodobieństwo występowania w nich substancji dodatkowych. Nieprzetworzone produkty, jak mleko, mięso, warzywa, owoce, miód pszczeli nie mogą zawierać żadnych dodatków. Żywność przeznaczona dla niemowląt i dzieci do lat trzech może zawierać niektóre, ściśle określone substancje dodatkowe.

odstawę diety powinny stanowić produkty zbożowe (kasze, pieczywo z mąki z pełnego przemiału, warzywa, owoce). Ale warzywa i owoce bywają woskowane (czyli zabezpieczane preparatami E901-E905), co przedłuża ich świeżość w czasie transportu. Pieczywo razowe barwi się karmelem (E150a-150d). Jeśli zatem nie mamy własnej działki, nie ubijamy sami masła i nie pieczemy sami chleba, jakąś ilość substancji dodatkowych zawsze będziemy zjadać. Od nas zależy natomiast to, ile tego będzie. Najlepiej - jak najmniej. Najwięcej "E" znajduje się w wędlinach, barwionych słodyczach i napojach oraz rozmaitych deserach.

Kwas glutaminowy E-620 organiczny związek chemiczny z grupy aminokwasów białkowych. Anion karboksylowy tego kwasu (forma anionowa jest formą przeważającą w warunkach fizjologicznych), glutaminian, jest aminokwasem endogennym, o kwaśnym odczynie, obecnym w prawie wszystkich białkach. kodowany przez kodony GAA i GAG w standardowym kodzie genetycznym.

Kwas glutaminian sodu E-621 Szeroko stosowany jako dodatek do żywności, jest np. składnikiem zup instant, sosów, przypraw, konserw rybnych, jako wzmacniacz smaku i zapachu. Jedna z ważniejszych substancji w chemii spożywczej. Przyjmowany nawet w małych ilościach powoduje niekorzystny wpływ na przewodnictwo nerwowo mięśniowe.

Kwas guanylowy E-626

Guanylan disodowy E -627 organiczny związek chemiczny, dodatek spożywczy, powszechnie dodawany do produktów spożywczych w celu wzmocnienia smaku. Guanylan disodowy otrzymywany jest z suszonych ryb i glonów morskich. Dodawany jest zwykle do chipsów, dań instant, sosów i przypraw.

Inozynian disodowy E- 631 organiczny związek chemiczny, dodatek spożywczy, powszechnie dodawany do produktów spożywczych w celu wzmocnienia smaku.

Maltol E- 636

Sos sojowy- sos fermentowany, wytwarzany z ziaren soi, prażonego ziarna ryżu lub pszenicy, wody i soli. Jest to jedna z najważniejszych przypraw kuchni azjatyckiej - obecnie używana także w kuchniach tradycji zachodniej. Wytwarzany z poddanych fermentacji ziaren soi, prażonego ziarna ryżu lub pszenicy, wody i soli. Po dwuletniej fermentacji powstaje ciemna, przezroczysta i aromatyczna ciecz, z której - po przefiltrowaniu - otrzymuje się sos sojowy. Jak widać, tradycyjny proces jest długotrwały. Dlatego opracowano chemiczne metody przyśpieszające produkcję sosu, które, niestety, przyczyniły się do pogorszenia smaku przyprawy. Metodą tradycyjną wytwarza się obecnie jedynie około 1% sosów sojowych.

Maggi - silnie aromatyczna przyprawa w płynie, zbliżona w swoim smaku, konsystencji i ogólnym wyglądzie do sosu sojowego, wykorzystywana jako dodatek aromatyzujący do zup, mięs, sosów, itp. Obecnie określenie "maggi" obejmuje wszelkiego rodzaju przyprawy w płynie, mające zastępować skondensowany bulion, niezależnie od firmy producenta. Dodawana do zup, potraw jednogarnkowych. Obecnie patent na oryginalną wersję należy do Nestlé.

ZAMIENNIKI CUKRU

Sacharyna E-954 Sacharyna - sztuczny środek słodzący. Sacharyna jest ok. 300 do 500 razy słodsza od cukru. Badania sacharyny z lat 60. i 70. wskazywały, że substancja ta może być karcynogenem. W roku 1977 stwierdzono zwiększenie częstości występowania raka pęcherza u szczurów przyjmujących duże dawki sacharyny, co było bezpośrednią przyczyną zakazania stosowania tego związku w Kanadzie. Natomiast w USA protesty ze strony diabetyków spowodowały ogłoszenie moratorium na podobny zakaz, wymagane natomiast było podawanie informacji o możliwym działaniu rakotwórczym.

Aspartam E-951 - organiczny związek chemiczny o wzorze sumarycznym: C14H18O5N2. Należy do grupy estrów peptydowych. Stosowany masowo jako sztuczny środek słodzący (słodzik) w produktach spożywczych, zwłaszcza takich, jak napoje niskokaloryczne, guma do żucia, drażetki odświeżające oddech. Można go też znaleźć w wielu wędlinach i rybach (zarówno w folii jak i konserwach). Ostatnio coraz częściej pojawia się w produktach farmaceutycznych, np. w większości tabletek musujących. Jest też dostępny w formie tabletek, które można stosować zamiast cukru, pod kilkudziesięcioma nazwami handlowymi (m.in.: NutraSweet, Equal, Sugar Free, Canderel). Jest też stosowany przez diabetyków (chorych na cukrzycę).

KONSERWANTY

Kwas sorbowy i jego sole E-200 organiczny związek chemiczny z grupy nienasyconych kwasów karboksylowych. Stosowany jako konserwant, głównie w margarynie i serach. Uważa się, że jest nieszkodliwy dla zdrowia, choć często powoduje reakcje alergiczne. Po raz pierwszy został otrzymany poprzez ekstrakcję z owoców jarzębiny (Sorbus aucuparia) skąd pochodzi jego nazwa.Kwas sorbowy i jego sole hamują rozwój pleśli i drożdży w pH 3-6, natomiast wykazują ograniczone działanie w stosunku do bakterii, szczególnie bakterii kwasu mlekowego, co sprawia, że kwas sorbowy jest bardzo użyteczny przy produkcji serów. Właściwości konserwujące wzrastają w obecności soli kuchennej, cukru, kwasu propionowego, nizyny i fosforanów. Mechanizm działania polega na hamowaniu aktywności enzymów, głównie dehydrogenaz, ale także katalazy, peroksydazy i niektórych enzymów zawierających grupy -SH. Kwas sorbowy jest skuteczny tylko w niskim pH, w stanie niezdysocjowanym. Jest on bardziej efektywny w działaniu od kwasu benzoesowego i propionowego. W organizmie ulega β-oksydacji. W badaniach na szczurach stwierdzono, że kwas ten, podawany z dietą, powodował powiększenie masy wątroby bez zmian histopatologicznych.

Kwas benzoesowy i jego sole E-210 - najprostszy aromatyczny kwas karboksylowy. Zbudowany jest z pierścienia benzenowego zawierającego jedną grupę karboksylową. W temperaturze pokojowej występuje w postaci białych, igłowatych kryształów. W czasie ogrzewania łatwo sublimuje. Podobnie jak inne kwasy aromatyczne występuje w stanie wolnym w żywicach niektórych drzew egzotycznych. W postaci anionu benzoesanowego występuje w znacznych ilościach (które mogą przekraczać 0,1%) w żurawinach, borówkach i śliwkach suszonych, a także w renklodach, cynamonie, goździkach i jabłkach. Do celów przemysłowych można go otrzymywać na drodze czysto syntetycznej. Jedną z metod laboratoryjnego otrzymywania kwasu benzoesowego jest utlenienie toluenu za pomocą nadmanganianu potasu. Najbardziej znaną jego pochodną jest jego sól sodowa - benzoesan sodu, która jest często stosowana jako konserwant przedłużający trwałość produktów spożywczych. Sam kwas benzoesowy jest również stosowany w tym celu. Innymi znanymi pochodnymi kwasu benzoesowego są kwas salicylowy (kwas 2-hydroksybenzoesowy), stosowany jako środek odkażający, oraz kwas 2-acetoksybenzoesowy lepiej znany jako aspiryna. Sole i estry kwasu benzoesowego to benzoesany.

Kwas propionowy i jego sole E-280 jest związkiem który naturalnie występuje w organizmie człowieka i zwierząt. Może być on również wytwarzany na drodze fermentacji np. serów typu ementaler. Zarówno sam kwas propionowy jak i jego sole: sodowa E-281 oraz wapniowa E-282 skutecznie hamują rozwój pleśni, drożdży i laseczki ziemniaczanej. Ta ostatnia bakteria powoduje śluzowacenie i ciągliwość pieczywa, dlatego wspomniane związki znalazły praktyczne zastosowanie w piekarstwie do przedłużania trwałości wyrobów. Kwas propionowy i jego pochodne są dobrze metabolizowane w organizmie człowieka i ich szerokie stosowanie nie budzi większych zastrzeżeń.

Dwutlenek siarki E-220 Związek ten oraz jego sole: E221, E222, E-223, E-224, E-228 zaliczane są do substancji o silnych właściwościach odkażających, odbarwiających i wybielających, stąd swoje zastosowanie znajdują nie tylko w przemyśle spożywczym ale także jako środek do bielenia pomieszczeń czy wyjaławiania opakowań. E-220 oraz jego sole wykorzystywane są głównie w przetwórstwie owocowo-warzywnym jako środki zapobiegające rozwojowi bakterii oraz jako przeciwutleniacze. W przemyśle winiarskim znajdują zastosowanie do utrwalania moszczów owocowych, a także zapobiegają ciemnieniu ziemniaków podczas ich przetwarzania oraz brunatnieniu suszonych owoców. Kwas siarkawy działa ochronnie w stosunku do witaminy C i A natomiast niszczy witaminę B1 i B12. Jego sole mogą przysparzać kłopoty jelitowe.

STABILIZATORY BARWY MIĘSA

Azotyn sodu E-250 nieorganiczny związek chemiczny, sól sodowa kwasu azotowego(III), stosowany jako substrat przy produkcji barwników, oraz jako dodatek konserwujący do żywności. W temperaturze pokojowej jest to biała lub żółtawa substancja stała. W temperaturze 271°C topnieje, w 320°C rozkłada się. Dobrze rozpuszczalna w wodzie. E250 służy w przemyśle spożywczym jako barwnik mięs i ryb oraz zapobiega rozwojowi bakterii powodujących botulizmu. Dzienne spożycie nie powinno przekroczyć 0,06 mg na kg masy ciała, niemowlętom do 6 miesiąca życia nie powinien być podawany w ogóle. Przekroczenie tej dawki może spowodować hiperaktywność i inne efekty uboczne. E250 jest potencjalnie rakotwórczy, a w połączeniu z innymi związkami chemicznymi w warunkach panujących w żołądku może tworzyć rakotwórcze nitrozoaminy. W wielu krajach dodawanie go do żywności jest zabronione.

Azotan sodu E-251 Substancja ta podobnie jak azotan potasowy E-252 to nic innego jak popularna saletra. Jako środki konserwujące, stosowane są w serowarstwie i przetwórstwie mięsnym, w celu zapobiegania rozwojowi bakterii beztlenowych. W przemyśle wędliniarskim wraz z solą i cukrem używane są do peklowania mięsa, dzięki czemu uzyskuje ono charakterystyczne zabarwienie. Azotany są jednak niezwykle niebezpieczne. Mogą one zarówno w solance peklującej jak również w przewodzie pokarmowym ulegać przemianom do azotynów a te łącząc się z białkami soku żołądkowego mogą tworzyć rakotwórcze nitrozoaminy. Podobna reakcja zachodzi z udziałem innego konserwanta - azotynu sodowego E-250. Zarówno azotany jak i azotyny wykazują także silne właściwości utleniające. W efekcie mogą nasilać przemianę hemoglobiny do methemoglobiny - związku który całkowicie traci zdolność przenoszenia tlenu. Związki te mają także zdolność utleniania witaminy A i beta karotenu jeszcze przed ich wchłonięciem w jelicie, w efekcie czego może dochodzić do niedoborów tych witamin w organizmie.

AROMATY NATURALNE I AROMATY SYNTETYCZNE

Aromaty - substancje użyte albo przeznaczone do użycia w lub na środkach spożywczych do nadania zapachu i/albo smaku. Definicja obejmuje również surowce stosowane do ich produkcji. Aromatem określa się substancje aromatyczne, preparaty aromatyczne, aromaty przetworzone, aromaty dymu wędzarniczego oraz ich mieszaniny. Substancje aromatyczne są to substancje chemicznie zdefiniowane (zidentyfikowane) o właściwościach aromatyzujących:

    1. naturalne- otrzymane przez odpowiednie procesy fizyczne (włączając destylację i ekstrakcję rozpuszczalnikami) lub enzymatyczne albo mikrobiologiczne z oryginalnych surowców roślinnych lub zwierzęcych lub po ich przetworzeniu do spożycia przez ludzi, tradycyjnymi metodami produkcji żywności (uwzględniając suszenie, fermentację, prażenie i wysuszenie),

    2. syntetyczne- otrzymane na drodze syntezy chemicznej i nie posiadające chemicznie identycznych odpowiedników substancji naturalnych obecnych w oryginalnych produktach roślinnych lub zwierzęcych,

Naturalne aromaty i substancje aromatyczne wolno stosować do następujących środków spożywczych i używek w dawkach zgodnych z dobrą praktyką produkcyjną, czyli w dawce najniższej, niezbędnej do osiągnięcia zamierzonego efektu technologicznego:

Aromaty syntetyczne wolno stosować po uzyskaniu każdorazowo opinii Państwowego Zakładu Higieny (z wyjątkiem etylowaniliny) do następujących środków spożywczych:

BARWNIKI NATURALNE

Antocyjany

Antocyjany są rozpuszczalnymi w wodzie barwnikami, nadającymi atrakcyjną barwę czerwoną, fioletową i niebieską wielu kwiatom, owocom i warzywom. Barwa ich zależy od pH i w środowisku silnie kwaśnym są najbardziej czerwone, a gdy pH wzrasta stają się niebieskie. Stosowane są do barwienia napojów, dżemów i wyrobów cukierniczych.

0x01 graphic

Chlorofil

Chlorofil obecny we wszystkich zielonych roślinach liściastych, należy do najbardziej rozpowszechnionych naturalnych barwników roślinnych. Ma barwę zieloną i jest rozpuszczalny w tłuszczu. Pochodne chlorofilu -chlorofiliny, są rozpuszczalne w wodzie i dość odporne na ogrzewanie i działanie światła. Stosowany do wyrobów cukierniczych i produktów mleczarskich.

Czerwień buraczana

Czerwień buraczana jest rozpuszczaln a w wodzie, a także wrażliwa na światło, ogrzewanie i tlen. Barwnik ten jest szczególnie przydatny do barwienia produktów zamrażanych, suszonych i o krótkim terminie przydatności do spożycia, np. lodów i jogurtu.

Karotenoidy

W owocach, warzywach i innych roślinach o barwie czerwonej/pomarańczowej/żółtej, zidentyfikowano ponad 400 różnych karotenoidów. W naturalnym środowisku powstaje rocznie na drodze biosyntezy 1000 milionów ton karotenoidów. Większość jest rozpuszczalna w tłuszczu, odporna na ogrzewanie i niewrażliwa na zmiany pH. Stosowane są do barwienia margaryny, produktów mleczarskich i napojów bezalkoholowych.

0x01 graphic

Koszenila

Głównym składnikiem jest k was karminowy (karmin); rozpuszczalny w wodzie barwnik otrzymywany z żeńskich form koszenili - owadów z rodziny pluskwiaków. Do Europy sprowadzono go za pośrednictwem Azteków. Jest odporny na ogrzewanie, działanie światła i tlen. Stosowany do barwienia napojów alkoholowych i przetworzonych produktów mięsnych.

Kurkumina

Znaną przyprawa, szeroko stosowana w przygotowaniu potraw jest kurkuma. Substancja barwna kurkumy - kurkumina jest rozpuszczalna w tłuszczu, blednie pod wpływem światła i jest odporna na ogrzewanie. Produktom żywnościowym nadaje barwę cytrynowo-żółtą. Stosowana jako składnik przyprawy curry, barwienia zup i wyrobów cukierniczych.

Ryboflawina

Ryboflawina, inaczej witamina B2, jest stosowana do wzbogacania żywności oraz jako barwnik. Jest rozpuszczalna w wodzie, odporna na ogrzewanie i stosowana w produktach mleczarskich, zbożowych i w deserach.

Węgiel drzewny i metale

Czarny barwnik w postaci węgla drzewnego jest odporny na działanie światła i ogrzewanie. Stosowany przede wszystkim w wyrobach cukierniczych. Sproszkowane metale, jak złoto, srebro i glin są stosowane do barwienia powierzchni, głownie wyrobów cukierniczych.

 BARWNIKI SYNTETYCZNE

Posiadają bardzo zróżnicowaną strukturę: mono-, di- i triazowe, triarylometanowe, ksantenowe, chinolinowe i indygoidowe. Formy tych związków rozpuszczalne w wodzie najczęściej otrzymuje się przez wprowadzenie do cząsteczki barwnika grup sulfonowych lub karboksylowych. Strącenie tych barwników w postaci soli, najczęściej glinowych, umożliwia otrzymywanie barwnych pigmentów, nierozpuszczalnych w wodzie. Są to tak zwane laki. Zaletami syntetycznych barwników organicznych są: ich niższa cena w porównaniu z ceną barwników naturalnych, duża standardowa moc barwienia, trwałość i odporność na środowisko oraz różne formy handlowe preparatów (proszki, roztwory, pasty). W Polsce dozwolone jest stosowanie wielu z dostępnych na rynku barwników syntetycznych m.in.: tartrazyna (E102), żółcień chinolinowa (E104), Żółcień pomarańczowa FCF (E110), azorubina (E122), amarant (E123),czerwień koszenilowa (E124), czerwień allura (E129), Błękit patentowy V (E131), indygotyna (E132), Błękit brylantowy FCF (E133), czerń brylantowa (E151) oraz fiolet metylowy.

WYBRANE DZIAŁY Z MIKROBIOLOGII ŻYWNOŚCI

Mikroorganizmy (drobnoustroje są mikroskopijnej wielkości organizmami, z których najbardziej interesują nas bakterie. Można je sklasyfikować według różnych kryteriów.

Ze względu na morfologię wśród bakterii wyróżniamy bakterie kuliste (coccus), pałeczki (bacillus), przecinkowe(vibrio), krętki(spirochaeta). Niektóre z nich mają zdolność poruszania się, inne �nie. Te które zabarwiają się pod wpływem barwników Grama, nazywamy gram-dodatnimi, zaś nie zabarwiające się gram-ujemnymi. Kiedy warunki środowiska stają się niesprzyjające, niektóre bakterie przybierają formy przetrwalnikowe, aby po powrocie do normalnych warunków rozwoju wyrastać w formy wegetatywne , które rozmnażają się

Innym jeszcze kryterium podziału jest zapotrzebowanie na tlen, toteż wyróżniamy tlenowce, beztlenowce i względne beztlenowce. Jeśli chodzi o optymalną temperatur rozwoju, bakterie dzielimy na psychrofilne (rozwój w niskich temperaturach), mezofilne (rozwój w temperaturach pomiędzy 20 a 37 C) i termifilne (optimum rozwoju w temperaturze 40 C i wyżej).

Jak wiemy życie opiera się na reakcjach enzymatycznych. Tak więc obecność wody jest niezbędnym warunkiem do przeprowadzenia koniecznych reakcji. Każdy rodzaj mikroorganizmu wymaga minimum wody dla swojego rozwoju. To minimum wyrażane jest przez wartość h w , czy aktywność wody (aw) i zależy od ilości gramocząsteczek rozpuszczonych w jednostce rozpuszczalnika. Innymi słowy jest ono identyczne z równowagą wilgotnością względną (Rww), przy której produkt ani nie zyskuje ani nie traci wilgotności.

Dla bakterii wartość aw ogólnie waha się od 0,99 do 0,92, dla pleśni do 0,99 do 0,80, a dla drożdży między 0,99 a 0,90. Jednakże wartości te mogą zmieniać się w znaczniej mierze, ponieważ każdy gatunek ma swoją własną wartość aw (toteż niektóre drożdże osmofilne będą jeszcze rozwijać się i fermentować przy tak niskiej wartości jak 0.62). zależy to także od temperatury. W temperaturze 20C minimalna wartość aw dla Bacillus mesentericus wynosi 0,930-0,915, a dla Micrococcus roseus 0,905.

Dla bakterii znajdujących się w warunkach hodowli statycznej można zanotować 6 faz ich wzrostu i rozmnażania:

•  Faza spoczynkowa (lagfaza), w czasie której bakteria rozpoczyna swój metabolizm i powiększa objętość, i która może być podzielona na pozornej nieaktywności (A) i okres, kiedy rozpoczyna się reprodukcja (B).

•  Logarytmiczna faza wzrostu Š w stałym tempie.

•  Faza opóźnienia (D). Obniżenie przyspieszenia wzrostu z powodu braku składników pokarmowych i nagromadzenie się produktów przemiany materii ( aw spada do wartości , przy której rozmnażanie nie jest dłużej możliwe)

•  Faza stacjonarna w której obumieranie i reprodukcja równoważą się (E).

•  Faza przyspieszonej śmierci (F), kiedy obumieranie jest szybsze niż reprodukcja.

•  Logarytmiczna faza śmierci (G) w stałym tempie.

RYS str. 19

W fazie logarytmicznego wzrostu następuje gwałtowny przyrost liczby bakterii w środowisku wzrostu. Powstaje poprzez podział komórki wyjściowej bakterii dwie nowe dzielą się w podobny sposób, co daje wyjątkowo szybkie tempo rozmnażania. W optymalnych warunkach okres dojrzewania i podziału bakterii (czas generacji) wynosi ok.20 minut. Stąd też z jednej komórki bakterii po 7 godzinach wzrostu potomstwo osiąga aż 2 097 152 osobniki.

Dla rozwoju bakterii bardzo istotna jest temperatura. Maksymalny wzrost osiągany jest w temperaturze optymalnej.

Podnosząc ją można zaobserwować najpierw zahamowanie wzrostu, aż przy odpowiednio wysokiej następuje śmierć kolonii. Podczas obniżenia temperatury następuje początkowo spadek tempa wzrostu. Dalsze zaś jej obniżanie powoduje kompletne zahamowanie aktywności bakterii, to znaczy nie następuje produkcja, ale bakterie nie obumierają (jeśli tylko temperatura osiągnie poziom optymalny, reprodukcja rozpoczyna się od nowa).

Tylko niektóre bakterie są niezbędne dla prawidłowego peklowania mięsa, podczas gdy większa ich część ma na nie ujemny wpływ. Są to tzw. Bakterie gnilne. Dlatego też podczas produkcji przetworów mięsnych muszą być przestrzegane najbardziej rygorystyczne warunki higieny.

Bakterie-grupa mikroorganizmów, stanowiących osobne królestwo. Są to jednokomórkowce lub zespoły komórek o budowie prokariotycznej. Badaniem bakterii zajmuje się bakteriologia, gałąź mikrobiologii.

Cechą charakterystyczną budowy komórek bakteryjnych jest brak otoczonych błoną organelli, takich jak jądro komórkowe czy mitochondrium, które występują u wszystkich innych organizmów żywych - grzybów, roślin, protistów i zwierząt. Wielkość bakterii wynosi od 0,2 do kilkudziesięciu mikrometrów (μm). Mogą mieć różne kształty, np. kulisty, pałeczkowaty lub spiralny. Niektóre bakterie potrafią łączyć się ze sobą, tworząc luźne, charakterystyczne układy przestrzenne (np. pakietowce, paciorkowce, trychomy).

Bakterie występują we wszystkich biotopach. Można je spotkać w glebie, w innych organizmach i w wodzie, na lodowcach Antarktydy i wokół oceanicznych kominów hydrotermalnych. Występują także na terenach radioaktywnych, co udowodnił eksperyment, w czasie którego bakterie poddawano działaniu promieniowania jonizującego[1]. W jednym gramie gleby można znaleźć nawet 40 milionów komórek tych organizmów, a około milion w mililitrze wody słodkiej. Na Ziemi jest w przybliżeniu pięć kwintylionów (5x1030) bakterii, które stanowią znaczną część biomasy planety[2].

Dotąd nie udało się opisać wszystkich bakterii. Przyczyną jest ogromna różnorodność tej grupy organizmów, ich małe rozmiary oraz problem z przetrzymywaniem w laboratoriach - gatunki z około połowy gromad nie mogą być hodowane[3].

Pod względem sposobu odżywiania się, można je podzielić na heterotrofy i autotrofy, a także symbionty, komensale i pasożyty. Niejednokrotnie stawały się endosymbiontami.

Bakterie odgrywają ważną rolę w obiegu biogennych pierwiastków (są destruentami). Biorą udział w podtrzymywaniu wszystkich cykli biogeochemicznych (np. obiegu azotu) oraz w procesach fermentacji i gnicia. Jako symbionty żyjące w organizmach zwierząt, w tym ludzi, odpowiadają m.in. za trawienie pokarmów, umożliwiając lub przynajmniej ułatwiając w ten sposób ich odżywianie. Są producentami różnych ważnych dla funkcjonowania ekosystemu substancji, np. niektórych witamin dla konsumentów. Niektóre bakterie mogą zakłócać funkcjonowanie organizmów, powodując u nich choroby. W przemyśle i biotechnologii bakterie są niezwykle cenione, w tym przy biologicznym oczyszczaniu ścieków (jako główny element osadu czynnego) oraz przy wytwarzaniu produktów spożywczych, np. jogurtu i sera. Stosunkowo łatwo poddają się manipulacjom genetycznym, dzięki czemu mogą być wykorzystywane w przemyśle farmaceutycznym do produkcji peptydów i białek, które trudno uzyskać z innych źródeł. Modyfikowane genetycznie bakterie są producentami np. insuliny stosowanej jako lek w terapii cukrzycy.

0x01 graphic

BAKTERIE NIESZKODLIWE I ICH ZASTOSOWANIE W PRODUKCJI ŻYWNOŚCI: JOGURTÓW, KEFIRÓW, KISZONYCH OGÓRKÓW, KAPUSTY.

Wszystkie bakterie mają stosunkowo prostą budowę komórkową. Nie mają jądra komórkowego, chloroplastów, mitochondriów, aparatu Golgiego[25], które są charakterystyczne dla komórek eukariotycznych. Zamiast jądra komórkowego mają jedną dużą, kolistą i nieupakowaną cząsteczkę DNA, czyli genofor, oraz niewielkie koliste cząsteczki DNA - plazmidy.

0x08 graphic

Budowa bakterii - 1. Pile, 2. Plazmid, 3. Rybosomy, 4. Cytoplazma, 5. Błona zewnętrzna, 6. Ściana komórkowa , 7. Otoczka, 8. Nukleoid, 9. Wić

Głównymi składnikami komórek bakteryjnych są:

* cytoplazma - substancja koloidalna, wypełniająca wnętrze komórki;

* nukleoid - obszar cytoplazmy, w którym znajduje się nić DNA;

* otoczka - ściana o funkcji szkieletowej, na niej są zawieszone rzęski;

* ściana komórkowa, która pełni funkcję ochronną, w jej skład wchodzi mureina.

* błona komórkowa - struktura oddzielająca wnętrze komórki od świata zewnętrznego;

* rybosomy - organelle służące do produkcji białek;

* rzęski i wici, które są wypustkami pełniącymi funkcję ruchową, nie we wszystkich typach bakterii są obecne;

Micrococcus - bakterie kuliste, oddychające tlenowo. Powodują szkody w mleczarstwie oraz psucie się kiszonek. Niektóre są wykorzystywane w procesie dojrzewania serów.

Staphylococcus - niektóre gatunki tych gronkowców, np. S.aureus, są chorobotwórcze. Wymieniony gatunek wywołuje zatrucia pokarmowe. Gronkowce rozkładają białka i cukry.

Streptococcus - paciorkowce posiadające zdolność homofermentacji laktozy, co wykorzystuje się przy produkcji kwaszonego mleka (S.lactis) i jogurtów (S.thermophilus). Do tego rodzaju należą też bakterie chorobotwórcze, np. S.agalactiae, S.faecalis.

Leuconostoc - prowadzą heterofermentację. Należą tu zarówno gatunki wykorzystywane w przemyśle do produkcji zakwasów mleczarskich, jak i gatunki powodujące psucie produktów spożywczych.

Lactobacillus - bakterie mlekowe, prowadzące homo- i heterofermentację. Są używane do produkcji kefirów, jogurtów, serów, kiszonej kapusty i ogórków, zacierów zbożowych i ziemniaczanych.

Propionibacterium - bakterie propionowe, biorące udział w dojrzewaniu serów podpuszczkowych oraz występujące w mleku i zakwasie chlebowym.

BAKTERIE SZKODLIWE WYSTĘPUJĄCE W ŻYWNOŚCI, NAZWY SZCZEPÓW.

Bakterie chorobotwórcze w żywności

Escherichia coli - bakteria ta stanowi normalny składnik mikroflory jelita człowieka i zwierząt. Jest to bakteria Gram-, posiadająca na powierzchni komórki cztery antygeny: somatyczny (lipopolisacharyd o właściwościach endotoksyn), otoczkowy, rzęskowy i fimbriowy. Szczepy zjadliwe produkują dwa rodzaje toksyn: ciepłostałą i ciepłochwiejną. Ta pierwsza nie traci aktywności nawet w temp. 100°C, druga natomiast ulega aktywacji w 60°C. E.coli jest najczęściej przyczyną zatruć pokarmowych i biegunek, szczepy chorobotwórcze dostają się do organizmu wraz z zanieczyszczoną wodą lub żywnością.

Salmonella - Salmonella to pałeczka Gram-, występująca u ludzi i zwierząt. U ludzi występuje S.typhi i S.paratyphi. Zatrucie ta bakterią wywołuje ostre choroby zakaźne (dur brzuszny) i zakaźne zatrucia pokarmowe. Często spotyka się bezobjawowe nosicielstwo - nosiciele nie mają dolegliwości, ale są źródłem zakażenia żywności. Salmonella najczęściej spotykana jest w produktach pochodzenia zwierzęcego: mięsie, jajach oraz ciastkach z kremem czy deserach. Rozwija się w temp. 5-45°C.

Schigella - bakterie te mogą żyć w wodzie, rozwijają się w takich produktach jak mleko, masło, ser, śmietana, ale rozmnażają się jedynie w organizmie człowieka. Objawy choroby - czerwonki - pojawiają się około 12 godzin po zatruciu i mają postać silnych biegunek.

Yersinia enterolithica - bakteria Gram-, występuje w wodzie i glebie. Optymalna temp. Do rozwoju to 22-30°C. Zarazić się można po spożyciu surowego mięsa lub mleka. Może rozwijać się z produktów przechowywanych w chłodniach. Objawami zatrucia są wymioty i biegunki.

Staphylococcus aureus - gronkowiec Gram+. Występuje na powierzchni skóry człowieka oraz na śluzówkach gardła i migdałkach. Poza organizmem człowieka również dobrze się rozwija (w temp. 0,5-45°C), np. w mięsie mielonym, roztopionych lodach czy twarogu. Zakażenie może objąć wszystkie narządy, wywołując ropne stany zapalne: opon mózgowych, płuc, kości oraz anginy.

Listeria monocytogenes - pałeczka Gram+, bez otoczek i nie tworząca przetrwalników. Występuje w przewodzie pokarmowym ludzi i zwierząt oraz w glebie i na szczątkach roślinnych. Optymalne do rozwoju pH to 7,4, choć są szczepy rozwijające się w pH 5,6. Ginie po zadziałaniu temp. 60°C przez 30 minut. Zakażenie ta bakterią wywołuje zaburzenia przewodu pokarmowego, co u ciężarnych kobiet może prowadzić do poronienia.

RODZJE ZATRUĆ POKARMOWYCH, CZAS INKUBACJI, I PRZEBIEG CHOROBY

Lp

RODZAJ BAKTERII

CZAS INKUBACJI GODZINY

PRZEBIEG CHOROBY W CZASIE

1

Salmonella

6-36/12-24

1-7 dni

2

Staphyloccocus aureus

2-6

6-24 godzin

3

Clostridium perfringes

8-24

24-48 godzin

4

Clostridium botulinum

12- 96

Zgon po 1-6 dniach lub powolna rekonwalescencja od 6 do 8 miesięcy

5

Bacillus cereus

1-16

12-24 godzin

6

Escherichia coli

12-72

1-7 dni

7

Streptococcus

3- 22

24 - 48 godzin

8

Vibrio parahaemolyticus/ Vibrio vulnificus/b. inwzyjna bacteria, śmiertelne z.

2-48 /12-18/

1- 2 dni

9

Listeria monocytogenes

24 lub dłużej

Śmiertelność ok. 30% Zapalenie opon mózgowych /70%/

10

Shigella /stopień zagrożenia, niski od 10 - 100 komórek/

Do 2-4 dni

2 tygodnie, są przyczyną czerwonki

11

Yerinia enterocolityka

5-12

1-3 dni

Źródło : Trojanowski K. Mikroorganizmy w żywności /1995/

MIKROFLORA PRZEWODU POKARMOWEGO CZŁOWIEKA I JEJ ZNACZENIE DLA ORGANIZMU

Przewód pokarmowy człowieka wykazuje dość znaczne zróżnicowanie ilościowe i jakościowe flory bakteryjnej - wpływają na to odmienne warunki i fizjologia poszczególnych odcinków układu trawiennego:
- w żołądku - z powodu bardzo niskiego pH (1,0-2,0) oraz obecności enzymów proteolitycznych znajduje się niewiele względnie beztlenowych bakterii Gram dodatnich, które są odporne na niskie pH z rodzaju Lactobacillus, Streptococcus oraz rodziny Enterobacteriaceae; często stwierdza się występowanie Gram ujemnych pałeczek Helicobacter pylori, możliwa jest również obecność drożdży Candida albicans;
- w dwunastnicy środowisko nie jest korzystne dla rozwoju mikroorganizmów - pomimo niewielkiego wzrostu pH sole kwasów żółciowych nie sprzyjają wzrostowi flory bakteryjnej; występują nadal bakterie z rodzaju Lactobacillus i Streptococcus oraz bakterie z rodzaju Bacteroides, nadal możliwe jest występowanie drożdży Candida albicans, natomiast nie występuje już pałeczka Helicobacter pylori;
- w jelicie czczym - wzrost pH do 6,5-7,5 powoduje wzrost ilościowy flory bakteryjnej, ale nie ulega zmianie skład mikroflory;
- w jelicie krętym następuje wzrost ilościowy flory bakteryjnej, ponadto staje się ona coraz bardziej zróżnicowana - przeważają bakterie beztlenowe względnie beztlenowe z rodzaju Bifidobacterium, Bacteroides,
Clostridium, Enterococcus, Lactobacillus, Streptococcus i Veillonella oraz z rodziny Enterobacteriaceae;
- w jelicie grubym i odbytnicy przy pH 8,0 występuje najbardziej liczna i zróżnicowana flora bakteryjna - około 30% mas kałowych stanowią bakterie, występują tu przede wszystkim względnie i bezwzględnie beztlenowe bakterie Gram dodatnie i Gram ujemne z rodzaju Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Ruminococcus oraz w mniejszych ilościach bakterie z rodzaju Lactobacillus, Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Bacillus sp., Clostridium sp., Streptococcus sp. oraz drożdże - głównie Candida albicans. Bakterie bezwzględnie beztlenowe w stosunku do względnie beztlenowych są 100 do 1000 razy liczniejsze.

Typowa mikroflora jelita człowieka, która występuje w stałych ilościach niezależnie od wieku to Escherichia coli i Enterococcus sp. - ich obecność w wodzie i żywności jest łatwa do wykrycia - wskazuje na skażenie kałowe.
jest bardzo korzystna dla człowieka spełnia ona ważne biologiczne funkcje :
1. metaboliczne
2. troficzne
3. ochronne

Działanie metaboliczne mikroflory jelitowej:
- fermentacja niestrawionych resztek pokarmowych
- biosynteza krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych SCFA (ang. short chain fatty acids) - kwas octowy, propionowy, masłowy, które stanowią źródło energii dla jelita grubego
- magazynowanie energii w postaci krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych SCFA - krótkołańcu-chowe kwasy tłuszczowe SCFA obniżają pH jelit i stymulują rozwój nabłonka jelitowego - szczególnie kwas masłowy
- biosynteza witaminy K i witamin z grupy B (B„ B2, B12)
- regulacja metabolizmu glukozy i lipidów
- regulacja gospodarki mineralnej - pozytywny wpływ SCFA na proces absorpcji wapnia, magnezu i żelaza z jelita grubego
- udział w procesie wchłaniania elektrolitów
- wpływ na metabolizm organizmu człowieka poprzez zwiększanie ilości energii uzyskiwanej
z pożywienia
- regulacja czynności motorycznej układu pokarmowego - perystaltyka
- redukcja poziomu cholesterolu we krwi poprzez konwersje w sterole przez niektóre odmiany bakterii

Działanie ochronne mikroflory jelitowej :
- stanowi barierę, która chroni jelito przed kolonizacją przez patogenne mikroorganizmy niekorzystne dla zdrowia człowieka - konkurencja o przestrzeń życiową i składniki pokarmowe, modyfikacja parametrów fizjologicznych środowiska jelit na niekorzystne dla patogenów;
- działanie cytoprotekcyjne pobudza regenerację nabłonka jelit poprzez biosyntezę argininy, cysteiny oraz glutaminy;
- zdolność biosyntezy substancji antagonisty cz-nych w stosunku do patogenów przewodu pokarmowego - nadtlenek wodoru, kwasy organiczne, bakteriocyny (laktocyna, acydofilina)
- stymulacja układu odpornościowego - profesor Gerard Eberl z Instytutu Pasteura w Paryżu odkrył, że bakterie jelitowe komunikują się z systemem immunologicznym poprzez receptor NOD1, co stymuluje powstawanie i rozwój tkanki limfatycznej jelit
- rozkład toksyn i karcynogenów obecnych w pożywieniu;
- hamowanie procesów gnilnych, w których powstają nitrozoaminy

Skład mikroflory jelitowej może ulegać zmianom pod wpływem różnych czynników - szczególnie w następstwie antybiotykoterapii, radioterapii, zakażeń bakteryjnych i wirusowych, silnego stresu, niewłaściwej diety - naruszenie subtelnej równowagi w tym złożonym systemie zaburza system homeostazy organizmu człowieka i może stać się punktem wyjścia wielu poważnych schorzeń. W wielu sytuacjach stan równowagi ekosystemu mikroflory jelita człowieka ma fundamentalne znaczenie w przywróceniu, a następnie utrzymaniu zdrowia. Korzystne działanie regulacyjne na ten złożony dynamiczny system biologiczny wywierają probiotyki.

GRZYBY PLEŚŃIOWE STOSOWANE W PRODUKCJI ŻYWNOŚCI - SERY PLEŚNIOWE, RODZAJE SERÓW

Pleśnie wykorzystywane są do przeprowadzania fermentacji cytrynowej w wyniku której uzyskiwany jest kwas cytrynowy do produkcji kwasku cytrynowego; do jego produkcji wykorzystuje się pleśń kropidlaka czarnego.
Pleśnie wykorzystywane są również do zyskiwania preparatów enzymatycznych przy udziale których następuje hydroliza skrobi wykorzystywana w produkcji syropu skrobiowego.
Pleśnie wykorzystywane są w przetwórstwie mleczarskim do produkcji preparatów proteolitycznych hydrolizujących białka, co przyspiesza dojrzewanie serów. W mleczarstwie pleśnie stosuje się do produkcji serów z porostem pleśniowym (brie, camembert) oraz serów maziowych i pomaziowych (bryndza).

Ser pleśniowy - gatunek sera wytwarzanego z mleka i podpuszczki. Mogą być porastane niebieską, zieloną lub białą pleśnią. Do najbardziej znanych należą min.:

* Brie

* Camembert

* Roquefort

* Gorgonzola

* Bleu de Bresse

* Munster

* Coulommiers (ser).

Podpuszczka (inaczej: rennina, chymozyna) - enzym trawienny, który znajduje się w dużych ilościach w śluzówce żołądka cielęcego. Jest ona wykorzystywana w mleczarstwie do produkcji serów podpuszczkowych. Istnieją także podpuszczki roślinne, znajdujące się w niektórych sokach i tkankach roślin oraz grzybów. Od czasów antycznych powszechnie znaną substancją wywołującą proces ścinania mleka jest sok figowy. Obecnie w użyciu znajdują się także podpuszczki syntetyczne.

Podpuszczka występuje również w żołądku człowieka, ale jedynie w okresie niemowlęcym, zanika u dzieci około trzeciego roku życia - powoduje denaturację białka z mleka matki. Katalizuje rozkład rozpuszczalnego kazeinianu wapnia do nierozpuszczalnego parakazeinianu (twaróg), który jest następnie trawiony pepsyną.

Sery z porostem pleśniowym

- sery miękkie z "mytą skórką": poznaje się je po błyszczącej skórce w kolorze od żółtego do czerwono pomarańczowego. Mają ostry zapach i smak. Należą do tej samej rodziny co sery ze skórką pleśniową, z tym, że podczas dojrzewania przemywane są soloną wodą. Pod koniec dojrzewania do wody solonej dodaje się w zależności od regionu: piwo, cydr lub wino, co nadaje im ciekawy smak. Najbardziej znane z nich to: Pont l'Eveque, Maroilles, Munster.

- sery miękkie ze skórką pleśniową: są to typowo francuskie sery produkowane z mleka krowiego i poddawane dojrzewaniu przez 2 do 6 tygodni. Ich skórka pokryta jest białym nalotem pleśniowym, a masa serowa jest elastyczna, gęsta, o jasnożółtym kolorze. Spożywa się je z czerwonym, wytrawnym winem np. Cote de Nuit, Saint-Emilion, Cotes du Rhone. Najczęściej jada się je z pieczywem lub podaje na desce serów. W kuchni stosowane również: panierowane jako nadzienie do krokietów i pasztecików lub jako dodatek do gęstych sosów. Najbardziej znane wśród nich to: Camembert, Brie (oba na zdjęciu), Coulommiers, Neufchatel. Sery te podaje się z delikatnym winem czerwonym: Cotes du Rhone, Saint-Emilon, Beaujolais, a także z mocniejszymi: Bordeaux, Bergerac.

0x01 graphic

Sery z przerostem pleśniowym

- sery pleśniowe niebieskie: nazwę (bleu-niebieskie) zawdzięczają delikatnym zielonkawoniebieskim żyłkom pleśni, przerastającym białokremowy ser. Podczas ich produkcji do mleka dodaje się kultury pleśni - penicillum, hodowane na chlebowym miąższu. W trakcie dojrzewania, ser jest specjalnie nakłuwany, aby powietrze umożliwiło rozwój pleśni. Wszystkie produkowane są z mleka krowiego oprócz Roquefort i Bleu du Corse, które wytwarza się z mleka owczego. Mają one zdecydowany, ostry i pikantny smak. Wykorzystuje się je do przygotowania sałatek, sosów, zapiekanek. Najbardziej znane to: Bleu d'Auvergne (zdjęcie obok), Bleu de Bresse. Do tego rodzaju serów pasują ciężkie czerwone wina wytrawne: Bourgogne, Bordeaux, Cotes du Rhone lub białe wina słodkie: Sauteners, Jurancon lub też alzackie wino białe Gewurztraminer.

0x01 graphic

TOKSYNY PRODUKOWANE PRZEZ PLEŚNIE

Wiele pleśni wytwarza toksyny, które są szkodliwe i powodują zatrucia pokarmowe po spożyciu zepsutego produktu. Toksyny produkowane przez grzyby to mykotoksyny. Gatunki wytwarzające mykotoksyny to m.in. Aspergillus, Penicillium, Mucor, Fusarium, Alternaria, Rhizopus, Geotrichum, Monillia. Ich wytwarzanie zachodzi jedynie w odpowiednich (optymalnych) warunkach, które są różne dla różnych gatunków i szczepów pleśni. Ważna jest obecność wody, odpowiednia temperatura i skład podłoża. Przykładowo Aspergillus flavus produkuje najwięcej toksyn w temp. 20°C, a już w 18°C produkcja całkowicie ustaje. Gatunkowi temu sprzyja również podłoże z ziaren zbóż, a np. suszone owoce już nie dają tak dużej wydajności. W zależności od podłoża, może być syntetyzowane kilka rodzajów toksyn.

Jedną z grup toksyn grzybowych są aflavotoksyny. Są to niewielkie cząsteczki, łatwo rozpuszczalne w wodzie i łatwo dyfundujące do podłoża. Nie ulegają rozkładowi ani pod wpływem wysokiej temperatury (nawet 100°C), ani po działaniu innych czynników fizycznych czy chemicznych. Mają właściwości rakotwórcze. Są za to dobrze wchłaniane w jelitach i akumulowane w wątrobie i nerkach. Nie da się ich usunąć z organizmu.

Rozmnażanie się pleśni może zachodzić bezpłciowo lub płciowo. Sposób bezpłciowy to podział poprzeczny strzępek lub pączkowanie. Pleśnie tworzą również różnego rodzaju zarodniki: konidia, endospory, artrospory, chlamydospory, sklerocja, gemmy. Konidia tworzą się zewnętrznie na szczytach konidioforów, które mogą być rozgałęzione (jak u Penicillium) lub pojedyncze (jak u Aspergillus). Endospory powstają wewnątrz zarodni (np. u Mucor), na trzonkach zarodnikonośnych, wyrastających z grzybni. Artrospory to komórki oderwane od strzępki grzybni, które w ten sposób stają się zarodnikami. Grzyby pleśniowe mogą również rozmnażać się płciowo, przez połączenie się komórek haploidalnej liczbie chromosomów. W wyniku tego powstaje diploidalna zygota, która dzieli się mejotycznie. W ten sposób powstaje grzybnia dikariotyczna, która tworzy następnie worki (u Ascomycetes) lub podstawki (u Basidiomycetes) z zarodnikami. U Mucor przy rozmnażaniu płciowym ze strzępki wyrastają wypustki, które łączą się ze sobą tworząc zygosporę, otoczoną grubą otoczką. Zygospora zawiera haploidalne komórki, które wykiełkują w nową grzybnię.

Pod koniec XIX wieku w Rosji oraz w trakcie II Wojny

Światowej w okręgu Orenburg, odnotowano masową śmierć ludności po zjedzeniu

chleba z mąki ziarna zebranego po zimie. Dopiero po 25 latach ustalono, że przyczyną

tych przypadków chorobowych była toksyna T-2 produkowana przez Fusarium spp.

(Gedek 1980).

Tabela 7. Najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych w odniesieniu do toksyn Fusarium w kukurydzy i produktach kukurydzy.

Lp.

Produkt

Maksymalna dozwolona zawartość

(ppm/ kg)

Deoksyniwalenol

Fumonizyny

Zearalenon

1.

Nieprzetworzona kukurydza z wyjątkiem przeznaczonej

do mielenia na mokro

1250

4000

350

2.

Mąka, otręby, zarodki

750

1000

75

3.

Olej kukurydziany

-

-

400

4.

Chleb, ciasta, przekąski i płatki śniadaniowe

500

800

100

5.

Przetworzona żywność dla niemowląt i małych

dzieci

200

200

20

6.

Frakcje mielenia kukurydzy o rozmiarze cząstek

powyżej 500 mikronów, nieprzeznaczone do bezpośredniego

spożycia przez ludzi

750

1400

200

7.

Frakcje mielenia kukurydzy o rozmiarze cząstek

co najwyżej 500 mikronów, nieprzeznaczone do

bezpośredniego spożycia przez ludzi

1250

2000

300

Tabela 3. Dopuszczalne poziomy zawartości mikotoksyn

Mikotoksyna

Mycotoxin

Produkt

Product

Dopuszczalny poziom

Permissible level

[μg/kg]

Deoksyniwalenol

Deoxynivalenol

nieprzetworzone zboża

nieprzetworzone pszenica durum,

owies

nieprzetworzona kukurydza

1 250

1 750

1 750*

Aflatoksyna B1

Aflatoxin B1

pszenica

jęczmień, kukurydza

2

20

Aflatoksyna

B1+B2+G1+G2

Aflatoxin

B1+B2+G1+G2

pszenica

4

Ochratoksyna A

Ochratoxin A

pszenica

5

Zearalenon

Zearalenone

nieprzetworzone zboża

nieprzetworzona kukurydza

100

200*

Toksyna T-2 i HT-2

Toxin T-2 and HT-2

nieprzetworzone zboża

**

Fumonizyny

Fumonisin

nieprzetworzona kukurydza

2 000***

* jeżeli do dnia 1.07.2007 r. nie zostanie ustalony poziom, wówczas będzie obowiązywać

** najwyższy dopuszczalny poziom zostanie ustalony w razie potrzeby do dnia 1.07.2007 r.

*** jeżeli do dnia 1.10.2007 r. nie zostanie ustalony poziom, wówczas będzie obowiązywać

Dopuszczalne zanieczyszczenia mikrobiologiczne żywności

Niestety nawet przy stosowaniu się do zasad higieny może dojść do zanieczyszczenia żywności. Obowiązujące Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 stycznia 2003 r. w sprawie maksymalnych poziomów zanieczyszczeń chemicznych i biologicznych (Dz. U. z 4. marca 2003r. Nr 37, poz. 326) przedstawia dopuszczalne zanieczyszczenia mikrobiologiczne żywności. Skrótowo przedstawia to tabela III Dopuszczalne zanieczyszczenia mikrobiologiczne żywności.

Tabela :Dopuszczalne zanieczyszczenia mikrobiologiczne żywności

Środek spożywczy

Rodzaj drobnoustroju

m

M

Przetwory mięsne

Tlenowe mezofilne

105

105

Grupa coli

0 (0,01 g)

0 (0,001g)

Beztlenowe laseczki przetrwalnikujące

0 (0,01 g)

Salmonella

0 (20g)

Staphylococcus aureus

102

Listeria monocytogenes

0 (1,0g)

Owoce mrożone

Tlenowe mezofilne

104

105

Esterichia coli

0 (0,1g)

Salmonella

0 (25g)

Półprodukty garmażeryjne

Salmonella

0 (25g)

Staphylococcus aureus

5x102

103

Konserwy rybne

Tlenowe mezofilne nieprzetrwalnikujące

0 (0,01g)

Tlenowe mezofilne przetrwalnikujące

0 (0,01g)

102

Beztlenowe mezofilne

0

Przetwory jajowe

Tlenowe mezofilne

105

106

Grupa coli

102

103

Salmonella

0 (25g)

Staphylococcus aureus

0 (0,1g)

m - akceptowalna wartość progowa, powyżej której wyniki są dyskwalifikujące

M - wartość równa lub poniżej której wszystkie wyniki uznawane są za zadowalające

Źródła: Gawęcki Jan, Libudzisz Zdzisław „Mikroorganizmy w żywności i żywieniu” Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań 2006 r.




Wyszukiwarka