LLM

Bederf

Functie van micro-organismen:- Nuttig: zuiveringsinstallaties, producten als kaas, yoghurt, brood, bier- Lastig: Houdbaarheid/bederf, infecties- Gevaarlijk: infectiesBacteriën in levensmiddelen: morfologisch

Fimbriae van belang voor hechting.Sommige bacteriën kunnen sporen vormen: In spore zit DNA van micro-organisme ingebouwd en als moedercel gaat lyseren, komt spore vrij. Spore is resistent.

Indeling van bacteriën: * Gram kleuringGram negatief: blauw Gram positief: rood* EnzymactiviteitOxidase test: oxidase negatief of positief geven paarse kleurKatalase test: H2O2 O2 + H2O. Positief: Bubbeltjes gevormd, omdat zuurstof vrijkomt.

Micro-organismen in levensmiddelen:- Bacteriën- Gist = groter dan bacteriecel- Schimmels: netwerk van hyfen (schimmeldraden) = mycelium Schimmels met wanden (septa) of zonder septa.- Parasieten: kunnen niet groeien in voedsel, want ze hebben een gastheer (mens/dier) nodig. * Protozoën (eencelligen), via water, vlees of huisdieren * Wormen, vooral via vlees en vis: lintworm, haringworm- Virussen: planten zich voort in levende cellen 1-10 deeltjes kunnen ziekte veroorzaken Norovirus is een belangrijke veroorzaker van maag-darm infecties (op cruises)

VermeerderingBacteriën: grootte van 1-5 µm. Deling 1-2-4-8… (=2n). Delingstijd: >10 min.Gisten: Knopvorming (=aseksuele voortplanting) of ascosporen (=seksuele voortplanting)Schimmels: Sporen

Bederf: achteruitgang van kwaliteitGasvorming (bolstaande producten), verzuring (eiwit slaat neer klonten), eiwitafbraak (vis)

Microbiologisch: groei m’o.n., toxine productieChemisch en enzymatisch (bruinkleuring, vetoxidatie)Fysisch (uitdrogen, opromen van vet)VUISTREGEL: microbiologisch bederf bij ongeveer 107 bacteriën per gram

Besmetting en groeiPrimaire besmetting = via grondstoffen:Grond Mest Water Lucht Dieren Slachten (darmen)Secondaire besmetting = tijdens verdere verwerking en bereiding mensen, apparatuur:Mensen App. (routing) Waswater Ongedierte Lucht Verpakking

Indicator van microbiologische kwaliteitParameter: totaal aëroob kiemgetal = getal aan kiemen (levende organismen) die aëroob kunnen groeien voor alle productenIndicatie: slechte grondstoffen/fout bewaren/slechte hygiëneParameter: Enterobacteriaceae (entero’s) voor verhitte productenIndicatie: onvoldoende verhit, nasmetting, slechte hygiëne- (fecale) coliformen (zoals E. coli) = fecale besmetting- Staphylococcus aureus = handwerk- Gisten, schimmels = bederf groenten, fruit- Melkzuurbacteriën = bederf groenten, fruit, vlees (MAPs=modified atmosphere packed)

Groei producteigenschappen (intrinsiek) factoren van buitenaf (extrinsiek) m’o.n. onderling (impliciet) procesfactoren (verhitten, koelen, …)

Intrinsieke factoren:~ Structuur~ pH~ aw = activiteit water = hoeveelheid vrij water~ Chemische samenstelling

pH en groei

pH Range pHopt

Bacteriën 4-9 6-8Gisten 1,5-8 4,5-6Schimmels 1-11 3,5-4Zuur (2-5): vruchten, soft drinksLicht zuur (5-7): vlees, groentenNeutraal (6,5-7,5): vis, melk, deegAlkalisch (>7): ei-wit, garnalen

Zwakke zuren verlagen de pH en remmen de groei van micro-organismen (want H+ transport over membraan kost E). Bij lagere pH is remming effectiever.Aw is gerelateerd aan de relatieve vochtigheid van de omgeving = x % / 100.

<0.6 geen groei 0.6-0.9 groei sterk geremd 0.9-0.98 groei geremd 0.98-1.0 groeiAw verlaging door bijv. zout, fosfaat, citraat, acetaat, melkeiwit en vet.

Min Aw :

Meeste bacteriën 0,95 – 0,90Gr – staafvormige bacteriën 0,97 – 0,96Gr + coccen 0,90 – 0,86Meeste bederfgisten 0,88 – 0,65Meeste bederfschimmels 0,80 – 0,60

Snelheid (Vrel) van enkele processen en Aw: groeilimiet voor m’o.n., maar bederf kan doorgaan.

E-nummers (additieven). Toxicologisch goedgekeurd/veilig. E100-180 kleurstoffen; E200-252 conserveermiddelen (houdbaarheid); E260-297 en E300-321 voedingszuren, anti-oxidantia

Tgt: te gebruiken tot (snel bederfelijke producten)Tht: tenminste houdbaar tot Vaak helemaal niet op basis van microbiologie

Factoren die groei beïnvloeden:* Intrinsiek: structuur, pH, Aw, chemische samenstelling* Extrinsiek: temperatuur, rel. vochtigheid, gassamenstelling* Impliciet: symbiose, antagonisme* Proces: verhitten, invriezen, mengen

Extrinsieke factorenGassamenstelling: Modified Atmosphere Packaging (MAP) Vacuüm verpakken Gasverpakken: Lucht vervangen door gas (mengsel) zoals CO2, N2, O2 of samenstelling wijzigen door activiteit product40% CO2 = bacteriegroei remmend (m.n. Gram -, schimmels), lost op in water55-60% N2 = inert<5% O2 = kleurbehoud rauw vlees, vetoxidatie, ‘ademende’ productenVerpakken zonder zuurstofVoordelen: groei aëroben geremd (vaak bederf m’o.n.: psychotrofe Gram – (Pseudomonas), schimmels) & houdbaarheidsverlengingNadelen: groei (facultatieve) anaëroben niet geremd (pathogenen) & groei melkzuurbacteriënGevaar - - > Clostridium botulinum

Temperatuur< 0°C geen groei, afsterving tijdens het invriezen. Verlagen van aw.

(Microbiologische) enzymatische activiteit nog mogelijk – blancheren van groenten.10-15°C: gekoeld Groei van: psychrofielen, psychrotoleranten, mesofielen. Lagfase en delingstijd nemen toe. Bij lage temp. Is de groei langzamer, maar andere aspecten (slijm- en kleurvorming) komen beter tot hun recht.15-35°C: kamer-, omgevingstemp. Groei van bijna alle m’o.n., snel bederf.

Thermofielen groeien nog nauwelijks. 35-65°C: hogere temp Groei thermotolerante en thermofiele m’o.n. Kenmerken groei thermofielen= korte lagfase, korte delingstijd, snelle afsterving na groeifase (doodgroeien, auto-sterilisatie). Afsterven van psychrofiele, psychrotolerante en mesofiele m’o.n.>65°C: inactivatie meeste m’o.n., lagere pH, lagere aw D-waarde = tijd die nodig is om aantal m.o. 10x te verminderen.

Impliciete factoren: fysiologische eigenschappen m’o.n.- Antagonisme: vorming antimicrobiële verbindingen (zuur, alcoholen, bacteriocinen), competitie- Synergisme: vorming essentiële voedingsstoffen & afbreken antimicrobiële verbindingen

Hordenconcept

Voorkomen van microbiologisch bederf: zorgen voor een zo laag mogelijke besmetting m’o.n. verwijderen (wassen, filtreren, …) remmen groei m’o.n. doden m’o.n. (verhitten, bestralen, …)

Microbiologische groei wordt dus bepaald door: intrinsieke, extrinsieke, impliciete factoren + proces

Voedselpathogenen

Last: aantallen incidenten en ernst (getalsmatig tot emotie)Kosten: economisch (producten, consument)

Voedselinfectie invasie in de darm Voedselvergiftiging gif = toxine aanwezig in voedsel

Micro-organisme Toxine productie in voedselNa 8 - > 24 uur ziek Na 0 – 6 uur ziekBuikpijn, diarree Misselijk, overgevenDuurt een paar dagen Duurt ca. een dagYOPI’s (very young, very old, pregnant, immuno-compromized) zijn het meest vatbaar.Dosis-response=hoeveel cellen zijn er nodig om ziek te worden?

Oorzaken vergiftiging en infecties* Besmette grondstoffen* Onvoldoende koeling* Slechte algemene hygiëne* Kruisbesmetting* Te lang van tevoren bereid* Onvoldoende opgewarmd

Registratie aantallen: NVWA (NL Voedsel- en Warenautoriteit) en peilstationonderzoek (bij dokter).

In welke producten?Vooral voedingsmiddelen van dierlijke oorsprong, bv. (pluimvee) vlees, rauwe melk, eieren, schelpdieren. Maar steeds vaker problemen t.g.v. rauw gegeten groenten/fruit.

Maatregelen: Voorlichting, geen risico-voedsel consumeren, goede tijd/temp., hygiëneVoorkom kruisbesmetting = Besmetting van producten die niet meer verhit worden door rauwe producten

Veroorzakers vergiftiging en infecties:1. Schimmels: mycotoxinen gevormd door schimmels, voor en/of na de oogst. Vaak zeer stabiel en moeilijk afbreekbaar.2. Parasieten: - Protozoën (eencellig), via water, vlees, of huisdieren Giardia, Toxoplasma (zwanger!)

- Wormen, vooral via vlees en vis lintworm, haringworm 3. Virussen: Voedsel vooral fecaal besmet via vies water, groente, fruit, scheldieren, besmette mensen. Vermeerdering virussen in darm. Hoge concentratie in ontlasting (tot 1011 per gr)4. Algen: Produceren fycotoxinen die worden opgehoopt in vis of schaal/schelpdieren5. Bacteriën: Gram-negatieven: 1. Salmonellafacultatief anaëroob, staaf 2. Escheria coli 3. Campylobacter

1. Salmonella: Besmetting via eieren (Salmonelle Enteritidis): Groei geremd in eiwit, mogelijk in eigeel. Besmetting voordat schaal eromheen komt (groei tot 109 cellen/g = ‘Russische roulette’ of besmetting via buitenkant schaal (groei in eigeel na langdurige opslag – hogere temp.)

2. Escherichia coli: meestal onschuldige darmbewoner. Indicator-organisme: hygiënische productiewijze, fecale besmetting.E. coli O257:H7 rundvee. Risicoproducten: onvoldoende verhit vlees, met feces besmette producten (‘hamburgerziekte’). Lage dosis response (10-100 cellen). (Bloederige) diarree. Complicatie bij kinderen en ouderen: hemolytisch uremisch syndroom (HUS, nierziekte).E. coli O104

3. Campylobacter: Staafje/coc. Thermotolerant (C. jejuni, C. coli, C. lari). Groei 30 – 44 °C.Gastroenteritis, vaak buikpijn, koorts en bloed in feces. Incubatietijd gem. 3 dagen, duur 1-7 dagen. Tot 20% gewrichtsklachten. Lage D/R (102-103 kve). Mortaliteit ca. 30 pers. per jaar.Reservoir: landbouw- huis- en wilde dieren, (water) – bacterie kan niet uitgroeien in voedsel.

Gram positieven: 1. Listeria monocytogenes - facultatief anaëroob, staaf: gevaarlijk voor YOPI. Overal, vooral natte plekken met voedselresten.Listeriose: hersenvliesontsteking, bloedvergiftiging, abortus, mortaliteit 30-50%.In gekoelde producten met een lange houdbaarheid: gekookte vleeswaren (besmetting voor, tijdens en na

snijden door apparatuur, trollies, natte plekken), paté, gerookte vis, zachte/rauwe kaas, kant-en-klaar maaltijden.Gevaar bij hoge concentraties L. monocytogenes en voor YOPI’s.

2. Staphylococcus aureus - facultatief anaëroob, coc20-50% van gezonde mensen is drager. Wondjes, steenpuisten. 50-70% vd stammen produceert enterotoxines (hittestabiel). Groei > aw 0.86 (laag). Enterotoxine productie bij hoge aantallen (105 N/g).In gekookte, gezouten vlees- en zuivelproducten (melk, room): besmetting in lage aantallen en groei mogelijk door temperatuur misbruik, weinig competitie.‘Voorkomen’: verkouden mensen en met wondjes moeten direct contact met producten vermijden.

Pathogene sporenvormers:Sporenvorming als reactie als stress; alleen spore blijft uiteindelijk over (lysis moedercel) = overlevingSpore is resistent tegen uitdroging, straling, verhitten…

Overal aanwezig: grondstoffen, omgeving, apparatuur, eindproducten. Overleving productieprocessen, behalve sterilisatie (=verhitten bij hele hoge temp.)Ontkieming/uitgroei tijdens distributie en opslag. Kan leiden tot bederf, VV of VI.

1. Bacillus cereus - facultatief anaëroob, staaf plus sporeMaakt toxines: - In voedsel (VV). Hittestabiel braaktoxine gevormd bij 12-37°C. Korte incubatietijd

(0.5-5uur) en duur symptomen ~24 uur. VV lijkt op S. Aureus.Maakt toxines: - In darm (toxico-infectie). Enterotoxines. Incubatietijd 6-24 uur en duur symptomen ~24 uur. Toxico-infectie lijkt op C. perfringens.

2. Clostridium perfringens - anaëroob, staaf pus sporeIn boden, feces (dier en mens). 5 typen A-E en VI door toxine productie in darm: Type A: milde symptomen zoals diarree, buikpijn, misselijk, gasvorming. Incubatietijd 8-24 uur, duur 1-2 dagen. Toxico-infectie lijkt op B. Cereus. Type C: ernstige symptomen: enteritis necroticans (darmbrand).In vlees-, pluimveegerechten, soep, sauzen, saté (kruiden, groei door langzaam afkoelen). Vlees bel. bron: passage darmbarrière dieren mogelijk bij stress tijdens slachten. 5-10% vormt enterotoxines.

3. Clostridium botulinum – anaëroob, staaf plus sporeIn boden, water en feces (dier). 7 typen A-G en VV door toxine productie in product, vnl. type ABE.Hittelabiel neurotoxine: botuline (blokkade zenuweinden).Botulisme slecht zien, spierpijn, overgeven, verlamming. Groep 1: sporen zeer hitteresistent, geen groei in koelkast, 12D concept inblikken (12 decimalen reductie = afspraak voor veiligheid C. botulinum) Groep 2: sporen geïnactiveerd bij 90°C, groei mogelijk in koelkast.

Salmonella Gevogelte, vlees, melk, groentenE. coli O157 Rundvlees, melkCampylobacter Kip, melk, waterL. monocytogenes Zachte kaas, gerookte vis, gekookte

vleesproductenS. aureus Mens, eiwitrijke (verhitte) productenB. cereus Rijst, granen, kruidenC. perfringens Kruiden, vleesproductenC. botulinum (Verpakte) groenten, kruiden