Élelmiszeripari mikrobiológia

Átírás

1 Élelmiszeripari mikrobiológia

2 A mikroorganizmusok élelmiszeripari alkalmazása egyidős az emberiséggel

3 Az élelmiszerek nem sterilek, számos mikroba található rajtuk/bennük mikroflórájuk a környezetből szelektálódik és a gyártás során módosul A mikrobák szaporodása az élelmiszerekben azok összetételében alapvető változásokat okozhat: Fermentáció Romlás Élelmezés-egészségügy és higiéne: patogének terjedése Élelmiszer ipari termékek előállítási folyamata mikroorganizmusok segítségével

4 Hasznos mikroflóra szerepe Erjesztett élelmiszerek előállítása Alkoholos erjesztők: erjesztett italok (bor, sör, ) előállítása Tejsavas erjesztők: erjesztett tejtermékek, fermentált húskészítmények, fermentált zöldségek Vegyes erjesztési folyamatok: sajtkészítés Romlási folyamatok megelőzése Élelmiszer biológiai értékének javítása Kedvező íz-, szaghatás elérése

5 Élelmiszerromlás Már az ókorban is próbáltak védekezni ellene Élelmiszerromlást fizikai, kémiai és biológiai tényezők válthatnak ki Romlás érzékelhető jelei: Színelváltozás, íz- és szagelváltozások, állagváltozások A romlást okozó mikroorganizmusok elsősorban a heterotróf baktériumok, élesztők és penészgombák közül kerülnek ki Az élelmiszerek mikrobiológiai állapotát a bennük lévő mikrobák száma és fajtái határozzák meg

6 Az élelmiszer okozta megbetegedések okai 80 %-a (!!) a háztartásokban keresendő 36% szennyezett nyersanyag felhasználás, 24% elégtelen főzés, 10% nem megfelelő hűtés Leggyakoribb fertőzés források: hús és tojás tartalmú készítmények, mosatlan zöldségek Tömeges megbetegedések: közétkeztetés

7 Az ételkészítés 5 aranyszabálya 1. Friss, romlásmentes nyersanyagok gondos tisztítása, mosása 2. Húsok, zöldségek elkülönítése más alapanyagoktól 3. Az eszközök és a kéz tisztántartása 4. Alapos sütés, főzés 5. A készétel hűtőben való tárolása (legfeljebb 2 3 napig, fogyasztás előtt felforrósítani!!)

8 A mikrobiális szennyezések forrásai Az élelmiszerekben romlást vagy egészségkárosodást okozó mikroflóra általában külső szennyező forrásból szelektálódik ki Általános szennyező források Talaj, víz, levegő Specifikus szennyező források

9 Talaj Nagy egyedszámú, változatos mikroflóra Aerob és anaerob, spórás és spórátlan baktériumok Kórokozók gyakran az emberi, állati ürülékkel jutnak a talajba Spórák sokáig életképesek maradnak Clostridium botulinum, Cl. tetani, Salmonella fajok,

10 Víz A vízben élő mikrobaközösség nagysága változó, eredete különböző Természetes mikroflórában aerob és anaerob mikrobák; általában nem kórokozók Talajból vízbe kerülő mikrobák (fekális) szennyezésekből vízbe kerülő mikrobák (E. coli, Streptococcus faecalis, szalmonellák) Ivóvíz minőségű víz: kórokozókat nem tartalmaz, csíraszám alacsony

11 Levegő Állandó mikroflórája nincs Kokkuszok és gombaspórák a leggyakoribbak (Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes) Csíraszám nagysága és a faji összetétel a külső körülmények változásától függ Szél, napsütés, csapadék, járműforgalom, lakosság létszáma, tengerszint feletti magasság Mikrobák porszemcsékhez tapadva terjednek Takarítás, csomagolás, takarás, légszűrés szerepe

12 Specifikus szennyező források Állati fertőző gócok Leggyakoribb: rágcsálók, rovarok Romlott nyersanyagok, hulladékok Élelmiszerekkel érintkező tárgyak, eszközök Élelmiszerekkel érintkező személyek (!!)

13 A mikrobák élelmiszerekben történő szaporodását és túlélését befolyásoló tényezők 1. Belső tényezők (szubsztrát): kémiai összetétel, tápanyag tartalom antimikrobás gátló anyagok jelenléte vagy hiánya vízaktivitás 2. Külső tényezők (környezeti hatások): levegő relatív nedvességtartalma hőmérséklet csomagolás

14 Az élelmiszerekben előforduló mikrobák felosztása biológiai tevékenységük szerint 1. Hasznos mikroba a szokásos előállítási, feldolgozási, szállítási, tárolási körülmények között kárt nem okoz jelenlétével hozzájárul a végtermék jellegének kialakításához esetleg a káros mikrobák tevékenységét visszaszorítja, gátolja 2. Kórokozó mikroba az élelmiszerbe kerülés ill. elszaporodás révén az emberi (állati) szervezetbe bejutva, annak megbetegedését okozza 3. Káros mikroba Olyan mikroorganizmus, amely az élelmiszer eredeti érzékszervi sajátságait kedvezőtlenül megváltoztatja, táplálkozás-élettani értékét csökkenti, vagy mikrobiális romlását (rothadását, erjedését, avasodását, penészedését) idézi elő. Mikrobiológiai állapot: az élelmiszerekben jelen levő mikrobaféleségek minőségi és mennyiségi megoszlása

15 Mikrobák felosztása élelmezésegészségügy Súlyos kockázatot jelentő mikrobák Mérsékelt egészségügyi kockázattal járó mikrobák kiterjedt szóródási lehetőséggel szempontból Mérsékelt egészségügyi kockázat mérsékelt szóródási lehetôséggel Kismértékû egészségügyi kockázatot jelentô mikrobák Indikátor mikrobák Brucella sp. Salmonella sp.* Escherichia coli Clostridium botulinum Hepatitis A Salmonella sp.* Shigella sp.* Vibrio cholerae Shigella sp.* Streptocuccus b hemoliticus RODLER 2006 nyomán

16 ÁLLATI EREDETŰ TERMÉKEK MIKROBIOLÓGIÁJA

17 Az állati eredetű élelmiszerek, különösen a tojás, a baromfi- és a vöröshúsok a fő közvetítői a patogének állatról emberre történő átvitelében. Ennek oka, hogy a vágásra szánt állatok gyakran tünetmentesen hordoznak számos fertőző ágenst. 17

18 Integrált húsvizsgálat Húsvizsgálat: ante mortem (élő állat) és post mortem (levágott állat) vizsgálat A korszerű húsvizsgálat számára előírt kritériumok, amelyeket együttesen kell vizsgálni és értékelni: 1. A vágóállatok egészségügyi vizsgálata a gazdaságban 2. A vágás előtti vizsgálat 3. A húsvizsgálat 4. A vágóüzem higiéniai vizsgálata 18

19 Tej mikrobiológiája fejéskor fertőződik a bőr és a szőr normál mikroflórájához tartozó Strepto- és Micrococusokkal, a takarmányról, környezetből Lactobacillusokkal Romlás elkerülés: Pasztőrözés (70-80 C) magas hőmérsékleten történő hőkezelés C: 1 hétig forgalmazható ESL (extended shell life) technológia: o C-on néhány mp + mikroszűrés UHT (Ultra high temperature) o C

20 Tejsav baktériumok Lactococus (régebben Sterptococcus) lactis leggyakoribb: aludttej Lactobacillus fajok L. lactis: a sajt érlelését végzi szimbiózisban a Str. thermophilus-szal. L. bulgaricus: a joghurt savanyítója Bifidobacterium fajok Bifidobacterium

21 Gombák a tejipari technológiákban Élesztők: kefírgombák Kefírgumók : élesztők és baktériumok szimbiotikus együttese Saccharomyces fragilis Candida pseudotropicalis Fonalas gombák - érlelt sajtokban vagy azok felületén Penicillium roqueforti P. camemberti

22 Tej és tejtermékek romlását okozó mikrobák Pseudomonas sp. kellemetlen ízanyagok Micrococcus sp.-ek + Alcaligenes viscosus nyúlósodás, nyálkásosdás, ha a savképző mikrobák tevékenysége gátolt; Clostridium butyricum levegő kizárásával vajsav és egyéb kellemetlen íz- és szaganyagok képződése (vajnál is) Savanyú tejtermékek penészesedés Sajtok: Micrococcus sp., Pseudomonas sp.-ek pigmenttermelés a felületen

23 A tojás mikrobiológiája Salmonella!! intenzív tartás miatt a tojók 50%-a tünetmentes hordozó A tojás mikrobiológiai romlástípusai: Legtöbbször Pseudomonas sp.-ek okozzák állott tojásokban. 1. Zöldrothadás: a tojásfehérje zöldes színű, UV fényben fluoreszkál. A sárgáján nincsenek látható elváltozások, édeskés szag jellemzi. Okozója a Pseud. fluorescens, esetleg Pseud. aeruginosa. 2. Szintelen rothadás: idegen illat, esetleg gyümölcsszerű illat, a sárgája könnyen szétesik. Okozói Pseudomonas fragi és Achromobacter fajok. 3. Rózsaszínű vagy vörös rothadás: a tojásfehérjében barna, rózsaszín vagy vörös pöttyök jelennek meg. Ugyancsak ilyen színű koagulumok jelenhetnek meg a sárgájában is. Pigmentet termelő Pseudomonas fajok okozzák. 4. Fekete rothadás: a fehérje elfolyósodik, a sárgája koagulál és megfeketedik. Bűzös, általában kénhidrogén szagú. Pseudomonas fajok elszaporodását követően Proteus sp.-ek okozzák. 5. Penészgombák okozta romlás, általában hajszálrepedéses héjú tojásoknál következik be. Dohos penészes íz, fehérje elfolyósodik, sárgája koagulálhat.

24 NÖVÉNYI EREDETŰ NYERSANYAGOK MIKROBIOLÓGIÁJA

25 Növényi eredetű élelmiszerek: kisebb veszélyforrás Nyers zöldségfélék: öntözés során szennyeződhetnek kül baktérium fajokkal (Listeria monocytogenes, Clostridium sp., stb.) Gyümölcsök, gyümölcskészítmények: alacsony ph ( kevés baktérium szaporodási feltételeinek felel meg) főleg vírusos betegségeket terjeszthetnek

26 Az ép, egészséges növényi szövetek belseje néhány kivételes esettől (pl. a pillangósok gyökérgumóiban élő szimbiotikus nitrogénkötő baktériumoktól) eltekintve steril. A felületre: számos mikroorganizmus kerülhet a környezetből. Felületi mikroflóra Mennyiségi és minőségi összetétel szempontjából egyaránt függ a növény fajtájától, termőhelyétől, a klimatikus viszonyoktól a növényi rész fejlődési állapotától Nagy a mikrobás szennyezettség: a talajhoz nagyon közel vagy abban termő zöldségféléknél, Gyümölcsök: szálló por és a rovarok révén

27 A mikroorganizmusok behatolása elleni védekező mechanizmusok: Mechanikai (pl. viaszréteg) Kémiai gyümölcssavak (citromsav, almasav) elsősorban baktériumok ellen Csersavak Fitocidok (pl. rafanin a retekben, allicin a fokhagymában): gomba és baktériumölő szerek

28 Növény nyersanyag romlását okozó mikroorganizmusok: Patogének Apatogén szaprofiták Sérülések, puha részek romlás Romlás megelőzés Lehetőleg száraz időben való szedés a sérült, esetleg már a termesztés során fertőződött termések kiválogatása és eltávolítása megfelelő raktározási körülmények biztosítása (szellőztetés, alacsony hőmérséklet és nedvességtartalom beállítása)

29 Gyümölcsök romlást okozó mikroorganizmusai Természetes felületi mikroflóra: élesztők és penészek Mikrobás romlási hajlam és a gyümölcsök érettségi állapota között szoros összefüggés az érés előrehaladtával csökken a gyümölcsök kémiai eredetű ellenálló képessége. gyümölcsök romlásai: élesztők, penészek, valamint tejsav- és ecetsavbaktériumok (Lactobacillus és Acetobacter spp.): az egyszerű cukrok savakká sérült gyümölcsöknél (mechanikai sérülések)

30 Monilia Botrytis cinerea

31 Penicillium expansum!! Patulin termelés

32 Zöldségfélék Több keményítő, fehérje, kevesebb cukor természetes mikroflórájuk inkább baktériumokat tartalmaz Erwinia és Xanthomonas leggyakoribb, romlást okozó baktériumok Gombafajok Botrytis, Phytophtora, Aspergillus stb.

33 Erwinia carotovora Phytophtora infestans

34 Gabonafélék Hosszú idejű tárolás száraz, kis vízaktivitású természetes mikroflóra Lactobacillus-ok valamint mezofil aerob spórás baktériumok (Bacillus sp.) spórái Penészgombák Aspergillus, Penicillium, Mucor fajok

35 Fűszerek szennyező mikroflórája igen sok mikroorganizmust tartalmazhatnak a bors átlagos baktérium száma /g, penész száma /g fűszerpaprika átlagos baktériumszáma kb /g Trópusi eredetű fűszereknél magasabb! Sok élelmiszer, elsősorban húsipari készítmények romlásának okozói lehetnek Különösen emberi egészségre ártalmas baktériumfajok spórái (Bacillus és/vagy Clostridium) és a különböző penészfajok veszélyesek

36 Liszt és sütőipari termékek mikrobiológiája 1. Nyersanyagok mikrobiológiai állapota (liszt, élesztő) 2. A technológiai folyamat mikrobiológiája (kovász) 3. Késztermékek mikrobiológiai romlása

37 1. A nyersanyagok mikrobiológiája 1.1 A liszt mikrobiológiai problémái: heterogén mikroflóra, db/g vegetatív sejt ill. spóra található teljes kiőrlésű kenyérlisztekben általában g-onként 10 5 db/g fehérlisztekben db száraz és hűvös raktározás esetén az élőcsíraszám idővel csökken Nedves, meleg tárolás során rohamos sejtszám növekedés eredet: a gabona mikroflórája

38 A lisztek mikrobiális szennyezettségének elbírálása: összcsíraszám Gomba: baktérium arány meghatározása 1:10 és 1:100 között van, romlott lisztek: az 1:10-hez van közel, vagyis viszonylag nagyobb a gombák (élesztők + penészek) száma

39 Lactobacillus Baktériumok a lisztben Bacillus Micrococcus Pseudomonas

40 Élesztő fajok a lisztben Saccharomyces Candida

41 Mucor Fonalas gombák a lisztben Aspergillus

42 Az élesztő mikrobiológiai problémái A pékélesztő Saccharomyces cerevisiae más mikroorganizmusoktól mentes legyen vadélesztők : csökkentik az élesztők hajtóerejét (CO2 termelő képesség) Hajtóerő mérés hagyományos ún. tepsis módszerrel vagy manométeres szén-dioxid méréssel glükózból

43 3. A kenyér mikrobiológiai problémái A véres kenyér Serratia marcescens fertőzés

44 Nyúlósodás Bacillus subtilis a lisztben már eleve jelen van (leggyakrabban) a sajtolt élesztőt fertőzi a sütőüzem felszerelési tárgyairól Kialakulási feltételek: 1. a kenyér bélzete ne legyen savanyú, ph-ja 5,3 feletti legyen; 2. a kenyér a sütés után huzamos időn keresztül 26 o C- on vagy még magasabb hőmérsékleten álljon; 3. a kenyér belezetének nedvességtartalma 40% felett legyen

45 Penészesedés Aspergillus, Penicillium, Mucor fajok Sütés után Csomagolt kenyerek fokozott veszély!! Tovább feldolgozott termékek (zsemlemorzsa)!!!!

46 Takarmányok higiéniája az állat, közvetve az ember egészségére károsan ható tényezők kizárása!! Mikotoxinok A haszonállatok egészségre fokozottan veszélyesek Rontják a hús, tojás és tejtermelés hatékonyságát (pl. trichotecének) Felhalmozódás: közvetett veszély az emberi egészségre Raktári penészek Szántóföldi penészek

47 ÉLELMISZEREK ÉS/VAGY IVÓVÍZ KÖZVETÍTÉSÉVEL TERJEDŐ EGÉSZSÉGKÁROSÍTÓ BAKTÉRIUMOK

48 Ételfertőzések és ételmérgezések Élelmiszer-eredetű megbetegedés, ételártalom: élelmiszer, étel vagy víz elfogyasztása következtében kialakult egészségkárosodás Ételmérgezés (intoxikáció): ételben, italban levő méreg (toxin) okozza, nem fertőző Ételfertőzés (infekció): az élelmiszerben levő, a gazdaszervezetbe bejutott és elszaporodott kórokozó okoz betegséget, fertőző lehet

49 A legtöbb faj szaprofita, de az emberi szervezetben is képesek szaporodni, ott toxinokat termelnek betegség Exotoxinok Endotoxinok

50 Enterobacteriaceae család Az emberi és/vagy állati bélcsatorna baktériumai ételmérgezés Salmonella fajok (kül. emberi betegségek okozói kb faj!!): S. typhy, S. paratyphy (hastífusz) S. enteritidis (szalmonellózis) Shigella fajok: vérhas E. coli patogén törzsei

51 Vibrio cholerae Kolera szennyezett ivóvíz, szennyezett vízzel mosott zöldség, gyümölcs Romániában a Duna Deltában gyakran előfordul Súlyos, kiszáradással járó hasmenés

52 Clostridium botulinum kolbászmérgezés Botulotoxin - idegméreg Hentesárú, de akár méz, tejtermékekkel is A betegséget a toxin okozza hányás, görcsök, vizelet visszatartás, kettős látás, száj körüli izmok bénulása, légzésbénulás

53 Helicobacter pylori Az emberiség kb %-a fertőzött fejlődő országok 80-90% (egyes trópusi országokban 100%!!) Nyugat Európa 20-30% Gyomorfekély, gyomorrák okozója LEHET Emberről emberre terjed

54 Listeria monocytogenes A legvirulensebb élelmiszer útján terjedő patogének egyike Leggyakoribb a pasztőrözetlen tejből készült érlelt sajtokban 20-30%-ban halálos agyhártya- és agyvelőgyulladás, szívbelhártya-gyulladás vetélés, koraszülés, születési rendellenesség

55 Élelmiszerek útján (is) terjedő vírusos betegségek Hepatitis A (!!) Rota vírusok (súlyos, kisgyerekkori hasmenés) Norwalk vírus Polyomielitis (= gyermekbénulás) Fertőzött állat teje/ ebből készített tejtermékek Kullancsenchefalitisz (!!) Leggyakoribb források: húskészítmények, zöldségfélék, gyümölcsök

56 Élelmiszerekkel (is) terjedő patogén állati egysejtűek Entamoeba histolytica Giardia lamblia (= epeféreg )

57 Mikotoxinok: Több mint 400 ismert mikotoxin közülük számos (az aflatoxin, a T-2 toxin, a patulin, a fusarium B1, az ochratoxin-a, a zearalenon stb.) az emberi egészséget közvetlenül is veszélyezteti változatos kémiai szerkezetű mérgek sok féle súlyos betegség Élelmiszereken, levegőben Kb. 350 fajnál mutattak ki mikotoxin termelést Megelőzés! Szántóföldi penész: magasabb víztartalom mellett szaporodnak (Fusarium, Claviceps fajok) Raktári penész: alacsonyabb víztartalom mellett is képesek szaporodni (Aspergillus, Penicillium fajok) Exotoxin a toxin kiválatsztódik a tápközegbe Endotoxin: a toxint a gomba valamely testrésze tartalmazza

58 magas hőmérsékletre nem érzékenyek, a C-on szárított gabona toxint még tartalmazhat! a gyomornedv sósavtartalmának ellenállnak, így mérgező tulajdonságuk a szervezetben megmarad; a szervezeten belül a különféle szervekben (máj, vese) kumulálódnak; metabolitjaikkal együtt bekerülnek a különféle állati eredetű élelmiszerekbe Mikotoxinok

59 Mikotoxin Aflatoxin B1, B2, G1, G2 Ochratoxinok Patulin Fontosabb termelők Aspergillus flavus, A. nomius, A. parasiticus Penicillium verrucosum Aspergillus fajok A. niger, A. carbonarius Penicillium expansum, Mezőgazdasági termék Földimogyoró, kukorica, gabonafélék, füge, pisztácia, brazil dió, tej és tejtermékek (aflatoxin M) Gabonafélék Kávé, fűszerek, kakaó Szőlőtermékek, mazsola gyümölcsök, gyümölcslé, gabonafélék Trichotecének Fusarium fajok Gabonafélék, szalma Hatás Hepatotoxikus, hepatokarcinogén, immunszupresszív, teratogén Nefrotoxikus, immunszupresszív, teratogén, neurotoxikus dermatotoxikus

60 ezgaz/elelmik/