Principy úchovy potravin

1
P ehled zm n probíhající v potraviná ských
surovinách a potravinách b hem zpracování a
skladování.
Smyslem technologického zpracování a skladování potraviná ských surovin a potravin
je vytvo it a udržet nutri ní a senzorickou hodnotu potraviny ve stavu o ekávaném
spot ebiteli. Dalším velmi významným cílem technologického zpracování a správného
nakládání s potravinami je zabránit ohrožení zdraví spot ebitele v pr b hu celého et zce
výroby potravin, tj. od produkce surovin po spot ebu konzumentem. B hem celého cyklu
zpracování podléhají potraviná ské materiály komplexním zm nám.
Komplexní zm ny, ke kterým dochází v potraviná ských materiálech, zahrnují:zm ny
fyziologické, enzymové, chemické a mikrobiologické.
Fyziologické zm ny
Fyziologické zm ny se uplat ují u erstvého ovoce, zeleniny a u masa po porážce.
Jsou to pochody, které navazují na fyziologické procesy v živých rostlinných pletivech a
živo išných tkáních b hem jejich zpracování a skladování.
P ed ukon ením života zví ete, nebo p ed sklizní všechny procesy probíhají
organizovan , fyziologické reakce na sebe navzájem navazují. Po p erušení této dynamické
rovnováhy dochází k hromad ní reak ních produkt , které nejsou dále metabolizovány.
P íkladem je hromad ní kyseliny mlé né v živo išné tkáni (redukce pyruvátu), které vyvolává
pokles pH a nástup posmrtných zm n. Nežádoucí fyziologickou zm nou u masa je nesprávný
pr b h posmrtných zm n v mase po porážce v d sledku špatného zacházení se zví etem nebo
nevhodných podmínek zacházení s masem po porážce.
U rostlinných produkt je nežádoucí fyziologickou zm nou tzv. anaerobní dýchání,
které m že nastat nap . p i déle trvajícím "pobytu" plodu ve vod
transportu, zabalením
erstvých dýchajících plod
nebo jejich
b hem mytí nebo
ástí pod vakuem nebo
v inertním plynu (také p i sladování v ízené atmosfé e s p íliš nízkou koncentrací kyslíku a
vysokou koncentrací oxidu uhli itého). B hem anaerobního dýchání m že dojít ke hromad ní
ethanolu v pletivech v d sledku redukce acetaldehydu, který je za normálních okolností
prodýcháván až na oxid uhli itý a vodu. P ítomnost ethanolu v pletivech se projeví naho klou
chutí a vyvolá další negativní zm ny v pletivu – hnili ení, zintenzivn ní oxida ních reakcí
apod.
2
Dalším p íkladem nežádoucích fyziologických zm n je poškození ovoce a zeleniny
chladem, které následn urychlí jejich zkázu (viz tabulka I).
Tabulka I: Minimální teploty skladování vybraného ovoce a zeleniny
Ovoce /
Zelenina
jablka
avokádo
banány
okurky
lilek
grapefruit
mango
erstvé olivy
pomeran
ananas
zelená raj ata
zralá raj ata
Min. bezpe ná
teplota skladování
(°C)
1–2
7
13
7
7
7
10
7
1–2
7
12
10
Projev poškození chladem p i skladování za nižší než bezpe né
teploty
vnit ní hn dnutí, m knutí
vnit ní hn dnutí
tmavnutí
vysýchání, krabacení, tvorba jamek
jamky, prohlubn na povrchu, zv tšení stopky
krabacení, prohlubn na povrchu, vodnat ní, vnit ní hn dnutí
vnit ní tmavnutí
vnit ní tmavnutí
barevné zm ny dužniny
bledá barva po dozrání, nižší uchovatelnost
zkažení
Enzymové zm ny
Rozdíl mezi fyziologickými a enzymovými zm nami je ve stupni narušení organizace
pletiv a tkání. Jedná se o díl í reakce katalyzované p irozenými enzymy, p ípadn
extracelulárními enzymy produkovanými p ítomnou mikroflórou. Obvykle se enzymové
zm ny uplatní po mechanickém porušení pletiva v d sledku technologických operací
(loupání, d lení, lisování, ale také pomalé zmrazování vlivem tvorby velkých krystal ledu).
Enzymové procesy jsou p erušeny inaktivací enzym , nej ast ji záh evem. P i skladování
potravin se uplat ují zejména u erstvého ovoce a zeleniny a u výrobk , u kterých nedošlo
k dostate né inaktivaci p ed dalším zpracováním (zmrazováním, sušením apod.).
Podle obecných d sledk
pro senzorické vlastnosti potravin se enzymové zm ny
mohou rozd lit do ty skupin (viz tabulka II):
P íklady spontánních enzymových reakcí po porušení homogenity pletiva, zm nách
propustnosti membrán (faktor , které umožní kontakt jinak izolovaných enzym a jejich
substrát ) v d sledku zpracování:
Oxidace mastných kyselin po homogenaci rostlinného pletiva lipoxygenasou,
substrátem enzymu jsou nenasycené zejména C18 mastné kyseliny, reakce b ží p es tvorbu
hydroperoxid , št pení molekul a kon í v p ípad v tšiny rostlinných materiál produkcí C6
aldehydu hexanalu, cis a trans hexenalu, které jsou nositeli charakteristického aroma po
erstv posekané tráv "grass like flavour", jsou typickou sou ástí v n zelených jablek. V
3
p ípad okurek reakce vede k produkci C9 aldehydu nonadienalu, který má charakteristickou
v ni erstv nastrouhané salátové okurky. V tomto p ípad se jedná o reakce žádoucí.
Degradace pektinových látek pektolytickými enzymy, d sledky reakcí jsou významné
zejména p i výrob citrusových nápoj , protože mohou p sobit destabilizaci nerozpustného
podílu a zp sobit usazování sedimentu.
Enzymové hn dnutí po mechanickém porušení pletiv.
Hydrolýza kyanogenních glykosid
-glykosidasami – kyanogenní glykosidy
amygdalin, prunasin (u erného bezu sambunigrin) se dostávají v d sledku zpracování –
lisování peckového ovoce s peckami, p sobení zvýšených teplot (ješt
neinaktivujících)
b hem sterilace apod.-do kontaktu s enzymy, které je hydrolyzují za uvoln ní toxického
kyanovodíku (ten m že být v n kterých p ípadech obsažen v potravinách v hygienicky
významných množstvích).
Tabulka II: Rozd lení enzymových zm n potravin
Skupina enzym
lipoxygenasy, lipasy a proteasy
D sledky zm n
zm ny chuti a v n (cizí p ípachy, chut , nesprávn vyrobená
zmrazovaná zelenina apod.)
zm ny konzistence (m knutí, tvorba sediment v citrusových
nápojích apod.)
zm ny barvy (enzymové hn dnutí, degradace chlorofylu)
pektolytické a celulolytické enzymy
polyfenoloxidasy, chlorofylasa a áste n
peroxidasa
askorbatoxidasa, thiaminasa ,
polyfenoloxidasy
snížení nutri ní hodnoty (rozklad vitamín , snížení stravitelnosti
bílkovin)
Chemické zm ny
Na zm nách potravin b hem zpracování a skladování se podílí také vzájemné
chemické reakce všech složek potraviny, kterých se ú astní také produkty fyziologických a
enzymových proces , látky p icházejí do potraviny zven í (kyslík, složky obal ,
kontaminující látky apod.) a také produkty metabolismu p ítomných mikroorganism .
Komplex chemických reakcí r zných složek potraviná ských surovin a potravin
navzájem a s látkami z exogenními látkami, které se do potravin dostávají b hem zpracování
(kyslík, ionty kovu, aditivní látky, kontaminanty obecné apod.). Ze široké škály r zných
chemických reakcí je možné vymezit:
Komplex reakcí neenzymového hn dnutí zahrnující Maillardovy reakce aminokyselin s
redukujícími cukry, ší eji všech karbonylových slou enin s aminoslou eninami, degradaci
4
cukr
(teplem, p sobením kyselin), degradaci aminokyselin (Streckerovu degradací
aminokyselin, p i které vznikají p íslušné o karboxyl kratší senzoricky velmi významné
aldehydy - karbonyl je na míst aminoskupiny), a další reakce se složkami potravin, které
v d sledku vedou ke zm nám barvy - tvorb hn dých polymerních produkt , ke zm nám
v n a chuti (v d sledku produkce r zných senzoricky aktivních látek b hem reakcí maltol, aldehydy po degradaci aminokyselin apod.). P i zpracování ovoce a zeleniny jsou
reakce neenzymového hn dnutí až na výjimky spíše nežádoucí, krom zm n senzorických
vlastností dochází i ke snížení nutri ní hodnoty, r zn nutri n významné složky vstupují
do reakcí, krom toho n které produkty, vznikající b hem neenzymového hn dnutí mohou
byt toxické – karcinogenní, teratogenní apod.
Autooxidace tuk zahrnující hydrolytické žluknutí tuk – hydrolýzu triacylglecorolu a
zejména oxida ní zm ny nenasycených mastných kyselin. D sledkem zm n je op t
snížení nutri ní hodnoty a hlavn zm ny senzorických vlastností – žluklá chu a v n ,
produkce t kavých karbonylových látek s charakteristickým pro v tšinu potravin
nežádoucím pachem (jsou výjimky – tepeln
neopracované salámy uherského typu,
n které sýry apod., kde naopak uvedené jsou nezbytné pro o ekávané senzorické
vlastnosti uvedených produkt ).
Degrada ní reakce barviv
- chlorofylu, anthokyanových barviv (obvykle zahrnující
zm ny hydrolytické a oxida ní)
Reakce fenol s ionty kov bud p irozen se nacházejících v potravinách nebo vnesených
b hem výroby, které se projevuji zm nami barvy (modrání kompot
višní po reakci
anthokyanu s cínem, když se použije nelakovaný plech apod.),
Neenzymové pokra ování reakcí enzymového hn dnutí (zde splývá všechno dohromady
se všemi zm nami, které probíhají v potravinách).
Chemické zm ny jsou
asto faktorem, který limituje skladovatelnost potraviná ských
produkt .
Stimulace "obraných systém " nebo vyvolání produkce stresových
metabolit b hem skladování a zpracovaní rostlin
ada rostlin je schopna produkovat látky, které mají r zné fyziologické ú inky na
další živé organismy, n které mohou být baktericidní, jiné pouze zm ní nutri ní a senzorickou
hodnotu potraviny. Obecn tato skupina zahrnuje takové látky, jejichž tvorba m že být
5
vyvolána napadením rostliny, nebo p sobením podmínek pro rostlinu (i její ást – plod, hlízu
apod.) nep ijatelných (také mechanickým poškozením, volbou nevhodných podmínek p i
výrob minimáln opracované zeleniny apod.).
P íkladem takových projev mohou být:
Produkce steroidních glykoalkaloid brambor a dalších lilkovitých rostlin, se vyvolá nap .
skladováním brambor na sv tle, vystavením UV zá ením, mechanickým poškozením
apod., tyto látky jsou pro lov ka toxické, (jejich toxicita je srovnatelná se strychninem).
Syntéza polyfenoloxidas – aktivace latentních forem, dostanou-li se do kontaktu se
substrátem (zejména orto-difenoly). Katalyzují první fázi reakcí enzymového hn dnutí,
které kon í produkcí polymerních tmavých látek, které vytvo í mechanickou zábranu proti
dalšímu pronikání mikrobiální infekce do rostliny. ada chinon a polymerních produkt
vzniklých v dalších fázích enzymového hn dnutí má prokazateln mikrobicidní a viricidní
ú inky, ale také karcinogenní i terratogenní ú inky. Reakce obecn negativn ovliv ují
senzorické vlastnosti (hlavn barvu) a také nutri ní vlastnosti – chinony tvo í adi ní
slou eniny vazbou hlavn s SH- skupinami a aminoskupinami proteinu, ímž se omezí
p ístup proteas a sníží se jejich nutri ní hodnota.
Zvyšování koncentrace furanokumarinu v celeru, ko enové petrželi apod. – podobn jako
v p ípad
steroidních glykoalkaloid
m že docházet ke zvýšení obsahu toxických
furanokumarinu v ko enové zelenin , tyto látky jsou významné také pro své dráždivé
ú inky, vyvolávají kožní alergie pracovník p i ru ním išt ní, loupání apod.
Mikrobiologické zm ny
Mikrobiologické zm ny jsou z hlediska d sledk
(potenciální ohrožení zdraví
konzumenta snížení nutri ní a senzorické hodnoty potraviny, znehodnocení potraviny)
nejvýznamn jšími zm nami, ke kterým v potravinách b hem zpracování a skladování
dochází.
Potraviná ské suroviny, polotovary a výrobky obsahují mikroorganismy nebo jejich
zárodky. Sou ástí každého technologického zpracování je vždy konzerva ní zákrok, který
zastaví nebo zpomalí nežádoucí r st mikroorganism , p ípadn usmrtí ty formy, které by se
za podmínek skladování mohly množit a potravinu kazit.
Zm ny, které jsou zp sobené
inností mikroorganism
Obecn je lze podle d sledku rozd lit:
(bakterií, kvasinek a plísní).
6
Produkce toxických metabolit . Vegetující mikroorganismy p i napadení potraviny
produkují r zné zplodiny svého metabolismu, které se dostávají do média – potraviny.
ada mikroorganism je schopna produkovat látky s toxickými ú inky nap . plís ové
toxiny - mykotoxiny (patulin, kyselina byssochlamová, aflatoxiny apod.), bakteriální
toxiny (botulotoxin). Do této skupiny je možné za adit také mikrobiální dekarboxylaci
aminokyselin obsažených v potravinách (je to aktuální zejména p i zpracování ryb, výrob
n kterých sýr , erveného vína, piva apod.), p i které jsou tvo eny tzv. biogenní aminy,
látky s významnými negativními fyziologickými ú inky (histamin apod.).
Snížení nutri ní hodnoty. Mikroorganismy spot ebovávají nutri n
významné složky
potravin.
Zm ny senzorických vlastností. Povlak plísn
obvykle negativním zp sobem ovlivní
senzorickou p ijatelnost potraviny (s výjimkou uherského salámu a n kterých sýr ),
extracelulární pektolytické a celulolytické zm ny konzistenci napadené potraviny
(jahodový kompot napadený plísní Byssochlamys fulva). V tšina mikroorganism také
produkuje r zné senzoricky významné látky, nebo takové vytvá í zm nou složek
potraviny, obvykle s výjimkou klasických technologií zpracování potravin, které využívají
mikroorganismy (kvasná technologie, mlé né kvašení zeleniny, startovací kultury v masné
technologii, mikrobiální kultury v mléka ství apod.) m ní tyto procesy potravinu
nežádoucím a pro spot ebitele nep ijatelným zp sobem.
Smyslem konzerva ního zákroku je vhodným zp sobem uvedené zm ny ovlivnit – t m
nežádoucím zabránit, ty žádoucí usm rnit.
7
Vybrané informace z potraviná ské mikrobiologie
Všeobecn o mikroorganismech
Mikroorganismy mají r znou formu, jejich spole ným znakem je, že se jedná
o velmi malé organismy, jednotliv obvykle okem nepozorovatelné. Mezi
mikroorganismy pat í bakterie, kvasinky a plísn . Hovo íme.li o mikroorganismech
v souvislosti se zdravotními nebezpe ími z potravin, je nutné zmínit také
„podbun né“ struktury, jako jsou viry a v poslední dob populární priony (p vodce
nemoci „šílených krav“ .- BSE).
Mikroorganismy jsou všude kolem nás, v trávicím traktu lov ka a dalších
organism množí se na povrchu t la, jsou ve vzduchu, ve vod , jsou také p ítomny
v surovinách i pokrmech.
Pouhým okem lze p ítomnost n kterých mikroorganism rozpoznat teprve
poté, kdy se siln pomnožily (z jedné bu ky na n kolik milión ). Pak mohou vyvá et
tzv. kolonie (seskupení - skvrny - typického tvaru, n kdy zbarvené). V tekutých
potravinách se kolonie projevují jako zákal. Na povrchu masa m že zp sobit
nežádoucí innost mikrob oslizlost, zm nu barvy apod. V salátech m že dojít
k nadm rnému kvašení , které se projeví p ítomností bublinek apod. Z kolonie plísní
je prostým okem viditelná pouze svrchní ást (fruktifika ní mycelium) s
rozmnožovacími ásticemi (spóry) obecn se tato viditelná ást ozna uje jako
„plíse “.
Jsou-li potraviny zne išt ny škodlivými - a obecn jakýmikoli nežádoucími mikroorganismy, hovo íme o „kontaminaci“.
Jsou-li mikroorganismy p eneseny z místa, kde se p vodn vyskytovaly
(nap . syrové maso, vejce) nebo pomnožily, na nekontaminované potraviny (nap . na
erstv vyrobené hotové pokrmy), hovo íme o jejich zavle ení nebo „k ížové
kontaminaci“.
Mikroorganismy lze rozd lit do dvou hlavních skupin:
mikroorganismy s žádoucím ú inkem
mikroorganismy s nežádoucím (škodlivým) ú inkem.
Mikroorganismy se žádoucími ú inky
P i výrob potravin (pivo, víno, n které mlé né výrobky apod.) se asto
k dosažení žádoucích vlastností produkt používají n které mikroorganismy
nap .:pivní a vinné kvasinky, peka ské droždí , bakterie mlé ného a octového
kvašení ,ur ité plísn dávají r zným druh m sýr typickou chu (Hermelín,Niva,
Camembert, Gorgonzola).
8
Mikroorganismy s nežádoucím (škodlivým) ú inkem
A) Mikroorganismy p sobící kažení potravin
Tyto mikroorganismy se obvykle vyskytují ve velkém po tu. Zp sobují zm nu v n ,
barvy nebo konzistence potravin, vedou ke kažení, ale nemusí být nutn škodlivé pro
lov ka.
B) Mikroorganismy jako p vodci onemocn ní
K t mto mikroorganism m pat í nap íklad takzvané patogenní bakterie (tj.bakterie,
které jsou schopné vyvolat onemocn ní). Tyto bakterie jsou pro lov ka škodlivé až
na výjimky tehdy, je-li jich dostate n velký po et (infek ní dávka). Zpravidla
nezp sobují smyslové zm ny potraviny. To znamená, že potraviny, obsahující tyto
bakterie, nemusí nevykazovat žádnou zm nu v n , chuti nebo vzhledu.
C) Mikroorganismy vytvá ející toxiny (jedy)
Celá ada mikroorganism v potravinách roste a rozmnožuje se a produkuje p itom
toxiny, které mohou poškodit zdraví lov ka.
Bakterie - bu ky a spóry
N které bakterie se mohou v potravinách vyskytovat v r zných formách, ve
form bun k, které je možné zni it záh evem do 100 °C, nebo ve form spór
ochranných orgán , které bu ky vytvá í, aby p ežily p sobení nevyhovujících
podmínek (teplo, chlad, kyselost atd.). Spóry bakterií jsou velmi odolné, b žný
záh ev je obvykle nezni í, poté, co se podmínky zlepší (nap . záh ev je ukon en) ze
spóry se stane normální bu ka, která se v pokrmu rozmnožuje a tvo í toxin.
9
Spóry bakterií
Zatímco kvasinky a plísn využívají spór jako rozmnožovacího orgánu a tyto spóry nejsou
významn ji odolné v i vliv m prost edí než vegetativní bu ky, mají n které bakterie
schopnost vytvá et spóry p i zhoršení životních podmínek. Bakterie vytvo í jednu spóru, ve
form spóry vy ká do doby, dokud se životní podmínky (pH, teplota, aw, redox potenciál
apod.) nezm ní. Pro innosti v potraviná ství jsou významné rody sporulujících bakterií
Clostridium a Bacillus.Oba rody zahrnují adu druh velmi patogenních, nejvýznamn jším
zástupcem rodu Clostridium je toxinogenní , p vodce botulismu. Sporulující bakterie
p edstavují problém zejména v p ípad pasterace a sterilace, protože spóry jsou schopné p ežít
záh evy kolem bodu varu vody. Sporulující bakterie jsou citlivé na pH, nejsou schopny r st
v potravinách o pH nižší než 4,0. V p ípad kyselých potravin není nutné se sporami zabývat,
protože v kyselém prost edí nemohou spóry vyklí it a nep edstavují nebezpe í, avšak u
potravin málo kyselých p edstavují hrozbu zdravotního ohrožení (avšak i kyselé potraviny
mohou být kontaminovány toxiny ješt p ed zpracování – viz nap . p ed n kolika lety
popsaná otrava botulotoxinem z dovezeného jahodového kompotu). Málo kyselé potraviny
musí být sterilovány nebo jinak ošet eny tak, aby byly inaktivovány i odolné spóry (nap .
sterilace v autoklávech p i 120°C) nebo musí být zdravotní nezávadnost zajišt na kombinací
záh evu do 100 °C, d sledného dodržení chladírenského et zce a vysokou hygienou výroby.
Rozmnožování mikroorganism
Potraviny a další suroviny asto obsahují mikroorganismy v etn
patogenních, mohou obsahovat i mikrobiální toxiny, toto ješt nemusí znamenat, že
potravina ohrozí zdraví. K tomu, aby potravina nebo pokrm byl zdrojem zdravotních
nebezpe í musí obsahovat patogenní mikroorganismy nebo toxiny v takovém
množství, které je vyšší než tzv. infek ní dávka (= množství, které u strávníka vyvolá
onemocn ní).
P í inou v tšiny p íklad
onemocn ní z potravin bylo rozmnožení
mikroorganism b hem p ípravy nebo manipulace s potravinou. Proto je d ležité
shrnout informace o rozmnožování mikroorganism (viz obr.1 a 2).
10
Rychlé rozmnožování mikroorganism jejich logaritmický r st, kdy se bu ky
d lí, z jedné se stanou dv , ze dvou ty i a tak dále, kdy za optimálních podmínek
m že být doba pot ebná ke zdvojnásobení po tu bun k ádov n kolik minut (p íklad
r stu je uveden na obrázku), je velmi rychlé. Avšak fáze logaritmického nebo
exponenciálního r stu tzv. log fáze, nenastane ihned po p enesení mikroorganismu
nap . z rukou pracovníka, z jiné suroviny, ze za ízení apod. do potraviny, ale pr b h
r stu mikroorganism v prost edí se ídí r stovou k ivkou.
Fázi r stu p edchází adapta ní fáze tzv. lag fáze (za átek k ivky), ve které si
bakterie zvyká na podmínky a chystá se na r st. Ve fázi adaptace jsou nap .
mikroorganismy v surovinách, kde jsou sice živiny, ale bu ky si zvykají na zatím
nep íliš výhodné podmínky pro r st. Fáze adaptace m že být prodlužována
podmínkami manipulace,technologickou úpravou a skladováním suroviny,
polotovaru nebo rozpracovaného pokrmu, nap . udržováním v chladu, vakuovým
zabalením, marinací, nasolením, okyselením, použitím konzerva ních látek a dalšími
zákroky.
Po ukon ení lag fáze, se bakterie za ínají d lit a nastupuje exponenciální fáze r stu.
Nazývá se také logaritmická, nebo logaritmus po tu bakterií v jednotkovém objemu
vynesený v závislosti na ase dává p ímku. Znamená to, že každá bu ka v populaci se d lí se
stejnou rychlostí a všechny nov vzniklé bu ky jsou životaschopné a mají stejnou velikost.
R stová rychlost je stálá a po et bun k stoupá. Po ur ité dob takovéhoto r stu dochází ke
zm nám v prost edí. Ubývá živin, hromadí se reak ní zplodiny a stoupá po et bun k na
jednotku objemu. Všechny tyto zm ny mají za následek snížení r stové rychlosti, množství
bun k vzniklých za jednotku asu klesá . Populace bun k se dostává do další fáze r stu stacionární fáze. B hem této fáze je po et živých bun k ve sledované populaci stálý. Teprve,
když za ne docházet k úbytku po tu živých bun k, nastupuje fáze odumírání (úhynu).
Po et bakterií
• 1 – p ežívání, adapta ní fáze
tzv. lag fáze
• 2 - logaritmický r st
(množení)
• 3 - stacionární fáze
• 4 - fáze odumírání (úhyn)
3
2
4
1
as
Po et bakterií
R st
(
) Optimální podmínky
(
) Nevyhovující podmínky
Obrázek 1: Pr b h r stové k ivky bakterií
as
11
0 minut
20 minut
40 minut
1 hodina
1 hodina 20 minut
Obrázek 2: P íklad r stu mikrobiálních bun k v logaritmické fázi r stu
P i zhoršení životních podmínek mají n které bakterie schopnost vytvá et spóry, které
jsou odoln jší než vegetativní formy. Bakterie vytvo í spóru a v této form vy ká do doby,
dokud se podmínky prost edí (pH, teplota, aw, redox potenciál apod.) nezm ní. Pro innosti
v potraviná ství jsou významné rody sporulujících bakterií Clostridium a Bacillus.Oba rody
zahrnují adu druh velmi patogenních, nejvýznamn jším zástupcem rodu Clostridium je
toxinogenní p vodce botulismu. Sporulující bakterie p edstavují problém zejména v p ípad
pasterace a sterilace, protože spóry jsou schopné p ežít záh evy kolem bodu varu vody.
Sporulující bakterie jsou citlivé na pH, nejsou schopny r st v potravinách o pH nižší než 4,0.
V p ípad kyselých potravin není nutné se sporami zabývat, protože v kyselém prost edí
nemohou spóry vyklí it a nep edstavují nebezpe í, avšak u potravin málo kyselých
p edstavují hrozbu zdravotního ohrožení (avšak i kyselé potraviny mohou být kontaminovány
toxiny ješt p ed zpracování – viz nap . p ed n kolika lety popsaná otrava botulotoxinem
z dovezeného jahodového kompotu). Málo kyselé potraviny musí být sterilovány nebo jinak
ošet eny tak, aby byly inaktivovány i odolné spóry (nap . sterilace v autoklávech p i 120°C)
nebo musí být zdravotní nezávadnost zajišt na kombinací záh evu do 100 °C, d sledného
dodržení chladírenského et zce a vysokou hygienou výroby.
Faktory ovliv ující r st mikroorganism
Dostupnost živin
Intenzita r stu a množení mikroorganism je tím vyšší, ím vyšší je nabídka živin a
ím jsou živiny lépe dostupné.
Mikroorganismy získávají živné látky (nap .bílkoviny, tuky, cukry, minerální látky)
rozkladem potravin . Po rozložení základních živných látek na nižší stavební složky vznikají
slou eniny ve vod rozpustné a jenom takové mohou mikroorganismy využívat jako potravu.
„Jídelní lístek“ mikroorganism je mimo ádn pestrý. Potraviny s vysokým obsahem
bílkovin, jako nap . maso a masné výrobky, ryby a rybí výrobky, dr bež a dr beží výrobky,
mlé né výrobky (z nich nejmén podléhají p sobení mikroorganism tvrdé sýry a máslo),
výrobky z vajec atd., p edstavují dobré živné substráty pro mikroorganismy.
12
Teplota
Teplota je velmi významným faktorem pro r st mikroorganism . Pro pomnožení jsou
nebezpe né zejména déletrvající prodlevy p i teplotách od 15 do 50 °C, kdy je r st velkého
spektra mikroorganism v etn patogenních nejintenzivn jší.
Teplota skladování významn ovliv uje rychlost zm n. S nižší teplotou klesá
rozpustnost plyn (kyslíku) v otravin , zpomalují se chemické reakce, tím i rychlost životních
projev kontaminující mikroflóry.
Vliv záh evu resp. teploty na projevy mikroorganism je z ejmý z obrázku 3. Se
zvyšováním teploty nap . od 0 °C je dosažena minimální teplota, p i které je daný
mikroorganismus schopen r st, se zvyšující se teplotou vzr stá rychlost r stu (množení),
dosahuje maxima p i optimální teplot r stu a dalším zvyšováním teploty se rychlost r stu
mikroorganism snižuje a p i ur ité teplot mikroorganismus se p estává množit. Je-li
uvažovaný mikroorganismus toxinogenní, je obvykle schopen toxinogeneze od teploty mírn
vyšší než je minimální teplota r stu a p ed p iblížením teploty hrani ní teplot pro r st
toxinogeneze ustává.
Dalším zvyšováním teploty ješt nedochází k inaktivaci bun k, ale vlivem zm n
propustnosti bun ných membrán se mikroorganismy stávají citlivými na látky, kterým jsou
p i optimálních podmínkách rezistentní. Záh ev na nižší než inaktiva ní teplotu vyvolává
subletální poškození bun k, které se mimo popsané zm ny propustnosti membrán m že
projevit dalšími d sledky, které snižují životaschopnost bun k. Avšak vystavení
mikrobiálních bun k krátkodobému p sobení teplot v rozmezí 45 až 50 °C, které m že nastat
p i pomalých záh evech velkých objem potravin b hem pastera ního nebo sterila ního
záh evu m že indukovat produkci stresových protein , které zvyšují odolnost bun k v i
záh evu.
K inaktivaci bun k dochází po dosažení inaktiva ní teploty, tj. teploty která vede
k p erušení vitálních funkcí (inaktivaci životn d ležitých enzym bu ky, nevratným zm nám
bun ných membrán apod.).
Inaktiva ní teplota pro devitalizaci spór je vzhledem ke struktu e spór a menší
složitosti teplotou ovliv ovaných d j ješt vyšší. V p ípad spór nebyla popsána možnost
zvýšení rezistence k záh evu, ale subletální poškození p i déletrvajícím záh evu na teploty
nižší než inaktiva ní m že vést k poškození spór, které se projeví destrukcí složek na povrchu
spóry, ztrátou schopnosti vázat vodu p i klí ení a ur itý podíl spór m že ztratit schopnost
klí it.
Závislost r zných druh mikroorganism na teplot nemá v r zných teplotních rozmezích
p esné hranice.
Potraviná sky významné mikroorganismy lze podle požadavk na optimální teploty r stu
rozd lit do t í skupin na:
termofilní mikroorganismy -optimální teplota r stu je kolem 55 °C, rozsah r st
v rozmezí 45 až 70 °C
mezofilní mikroorganismy - optimální teplota r stu je kolem 35 °C, rozsah r stu mezi
10 a 45 °C
psychrofilní mikroorganismy - optimální teplota r stu je 15 °C, rozsah r stu mezi – 5
až 20 °C
Uvedené hranice i hodnoty optimálních teplot jsou spíše orienta ní, mohou kolísat v závislosti
na vlastnostech konkrétních mikroorganism a prost edí.
Další dopl ující údaje jsou uvedeny v tabulkách III, IV a V.
13
Intenzita
projevu
R st bun k
Produkce toxinu
Teplota subletálního
poškození bun k (stress)
Teplota inaktivace bun k
Teplota
inaktivace
spór
Teplota
Obrázek 3: Vliv záh evu (teploty) na projevy mikroorganism
TabulkaIII: Vliv teploty na životní projevy projevy mikroorganism
Teplota
Nad 100 °C
65 až 100 °C
65 až 80 °C
50 až 65 °C
15 až 50 °C
0 až 15 °C
-5 až 0°C
-18 až 0°C
Projev
Jsou usmrceny bu ky mikroorganism a podle podmínek také spóry bakterií
Podle podmínek (doby záh evu) jsou usmrceny bu ky mikroorganism
a spóry n kterých bakterií
Mikroorganismy prakticky nerostou
Minimální r st omezeného spektra mikroorganism
Optimální podmínky pro r st mikroorganism
Pomalý r st omezeného spektra mikroorganism
Velmi pomalý r st vybraných mikroorganism
Mikroorganismy prakticky nerostou, látková vým na áste n funguje,
metabolické pochody se zastaví zpravidla p i –18 °C
14
Tabulka IV: Minimální teploty r stu a produkce toxin
potraviná sky významných
mikroorganism a n kterých patogenních mikroorganism
Teplota (°C)
+15
+12
+10
Rody a druhy mikroorganism (projev)
Clostridium perfringens (produkce toxin )
Bacillus cereus
Bacillus, Clostridium, Clostridium botulinum A,B (produkce
toxin ), Staphylococcus aureus (produkce toxin )
+8,7
Staphylococcus (rozmnožování, r st)
+8,5
Clostridium perfringens (rozmnožování, r st)
+7
Proteus, Escherichia
+5
Micrococcus, Citrobacter, Salmonella (rozmnožování, r st), Vibrio
parahaemolyticum, S. aureus (rozmnožování, r st)
3,3
Clostridium botulinum E, B* (produkce toxin )
2
B. thermosphacta, Yersinia enterolytica, Aeromonas hydrophila
0
Lactobacillus*, Streptococus*, Micrococcus*, Brochotris
thermosphacta*, Klebsiella, Enterobacter jejuni, Listeria
monocytogenes, Aermonas hydrophila
-2
B. thermosphacta, Yersinia enterocolytica, Aeromonashydrophila
-4
Pseudomonas fluorescens, P. putida
-5
Pseudomonas*, Acinetobacter*, Flavobacterium*, Moraxella
-6
Pseudomonas fragi, P. putrefaciens
-7
Kvasinky
-8
Mucor*, Rhizopus*, Thamnidium*
-12
Cryptococcus, Cladosporium
-18
Fusarium*, Penicillium*
*) jednotlivé rody nebo kmeny
Tabulka V:Teplotní odolnost bakterií a bakteriálních spor
Mikroorganismus
Brucella spp.
Salmonella senftenberg 775W
Salmonella spp.
Staphylococcus aureus
Kvasinky, plísn a bakterie zp sobující kažení
potravin
Spóry mezofilních aerobních MO
Bacillus cereus
Bacillus subtilis
Bacillus polymyxa
Spóry mezofilních anaerobních MO
Clostridium butyricum
Clostridium pefringens
Clostridium botulinum
proteolytické kmeny typu A a B
typ E a neproteolytický typ B A F
Spóry termofilních aerobních MO
Bacillus coagulans
Bacillus stearothermophilus
Spóry termofilních anaerobních MO
Clostridium thermosaccharolyticum
Clostridium nigrificans
Teplota ( C)
65,5
65,5
65,5
65,5
65,5
D hodnota (min.)
0,1 – 0,2
0,8 – 1,0
0,02 – 0,25
0,2 – 2,0
0,5 – 3,0
100
100
100
5,0
11,0
0,1 – 0,5
100
100
0,1 – 0,5
0,3 – 20, 0
100
80
50, 0
1,0
120
120
0,1
4,0 – 5,0
120
120
3, 0 – 4,0
2,0 – 3,0
15
as
Vliv jednotlivých faktor na r st nem že být posuzován bez vztahu k asu, zejména
p i hodnocení vlivu teploty je významné uvažovat také dobu, po kterou je mikroorganismus
vlivu teploty vystaven, toto platí jednak p i úvahách o rychlosti r stu, a také p i posuzování
vlivu záh evu na inaktivaci mikroorganism .Co nejkratší doba uchovávání potravin a co
nejkratší doba prodlev p i jejich výrob , úprav apod. znamená nižší kontaminaci.
Nap . mnoho bakterií m že za ideálních podmínek - tj. optimální okolní teploty, hojné nabídky živin, dostate né
vlhkosti a v pro n pot ebné atmosfé e - za každých 15 až 20 minut zdvojnásobit sv j po et. Ze 100 bakterií
(jednotlivých) m že takto vzniknout za jednu hodinu 800 bakterií, za dv hodiny 6.400, za t i hodiny 51.200, za
ty i hodiny 490.600, za p t hodin 3,276.800. Obdobn se chovají mikroorganismy p sobící onemocn ní. Pokud
by nap íklad v 25 gramech masa bylo p ítomno 10 salmonel, bylo by jich po dvaceti minutách již 20, po ty iceti
minutách již 80 a po jedné hodin již 160.
P i posuzování rizika, že dojde k pomnožení patogenní mikroflóry nad infek ní dávky
se používají r zné modely prediktivní mikrobiologie, které využívají experimentálních údaj o
rychlosti r zných mikroorganism za ur itých podmínek. Podobným zp sobem byly získány
doby úchovy p i ur itých teplotách, po které je možné produkt považovat za bezpe ný, protože
nem že dojít k nár stu po tu patogenního mikroorganismu nad infek ní dávku. V tabulce V
(p evzata z materiál FAO WHO) jsou definovány teploty a doby pro vznik nebezpe í
v rybách a mo ských živo iších. Poslouží jako vodítko k dalším surovinám jako je maso a
vaje né obsahy. V p ípad lah dká ských produkt je možné je pro odhad použít také, u
takových výrobk je nutné zapo ítat do odhadu dobu a teplotu skladování surovin, , protože
již v dob p ípravy jsou suroviny kontaminovány a kontaminace se m ní (vzr stá) v závislosti
na podmínkách.
Tabulka VI: Teploty a doby pro vznik nebezpe í v rybách a mo ských živo iších – dosažení infek ních
koncentrací patogenní mikroflóry, dosažení nebezpe ných hladin bakteriálních toxin v potravinách
Poteotenciální nebezpe í
Teplota produktu
Maximální kumulativní doba
R st Campylobacter jejuni
30-34°C
48 hodin
nad 34°C
12 hodin
Klí ení, r st a toxinogeneze
10-21°C
12 hodin*
Clostridium botulinum typ A a
nad 21°C
4 hodin*
proteolytický typ B a F
Klí ení, r st a toxinogeneze
3,3-10°C
24 hodin
Clostridium botulinum typ E a
11-21°C
12 hodin
neproteolytický typ B a F
nad 21°C
4 hodin*
R st patogenních kmen Escherichia
7-10°C
14 dní
coli
11-21°C
6 hodin
nad 21°C
3 hodin
R st Listeria monocytogenes
-0,4-10°C
2 dn
11-21°C
12 hodin*
nad 21°C
3 hodin*
R st rodu Salmonella
5.2-10°C
14 dní
11-21°C
6 hodin
nad 21°C
3 hodin
R st rodu Shigella
6.1-10°C
14 dní*
11-21°C
6 hodin*
nad 21°C
3 hodin*
R st a toxinogeneze Staphylococcus
7-10°C
14 dní
aureus
11-21°C
12 hodin*
nad 21°C
3 hodin
R st Vibrio cholerae
10°C
21 den
11-21°C
6 hodin*
nad 21°C
2 hodin*
R st Vibrio parahaemolyticus
5-10°C
21 den
16
R st Vibrio vulnificus
R st Yersinia enterocolitica
11-21°C
nad 21°C
8-10°C
11-21°C
nad 21°C
-1.3-10°C
11-21°C
nad 21°C
6 hodin*
2 hodin*
21 den
6 hodin
2 hodin
1 den
6 hodin
2.5 hodin
* Údaj vyžaduje další up esn ní.
Údaje uvedené v tabulce se vztahují k rybám a mo ským živo ich m, ale kombinace teplot a as je možné použít
na úpravu podmínek r stu také v dalších druzích potravin podobných vlastností (aw, pH, obsah soli apod.)
Obsah vody v potravin - vodní aktivita aw
Obsah vody v potravin obvykle vyjad ovaný jako vodní aktivita aw (veli ina, která
charakterizuje množství vody využitelné mikroorganismy), závisí na obsahu vody v potravin
a na jejím složení (vit tabulka VI). Makromolekulární látky jako škrob a další polysacharidy,
bílkoviny apod. a osmoaktivní látky . cukr, s l snižují množství využitelné vody. Hodnota aw
se pohybuje od 0 do jedné, vodní aktivita 1 odpovídá velmi z ed nému vodnému roztoku.
Mikoorganismy pot ebují pro r st vodu, ím mén vody potravina obsahuje, nebo ím
pevn ji je voda v potravin vázána, tím mén jí zbývá pro mikroorganismy, a tím h e a
pomaleji rostou. Pokud obsah dostupné vody klesne pod ur itou mez, mikroorganismy
p estávají r st, nejsou usmrceny, ale nerozmnožují se, ani netvo í jedy. K op tovnému r stu
dojde po p enesení do prost edí s vyšším obsahem dostupné vody, nap . p i p ídavku ko ení
do salátové zálivky.
Mezi potraviny nebo pokrmy s nízkým obsahem pro mikroorganismy dostupné vody
(s nízkou aktivitou vody) pat í sušené potraviny, produkty s vysokým obsahem tuku
(majonézy, tukové krémy apod.).
Tabulka VII:Vodní aktivita vybraných potravin, p íklady mikroorganism schopných
r stu
Vodní aktivita aw
0,1 - 0,2
0,60
0,60 - 0,85
0,85 - 0,93
0,93 - 0,98
0,98 - 0,99
P íklady potravin
cerálie, cukr, krekry, s l, sušené
mléko
med, okoláda, špagety, nudle,
sušenky
džemy, rosoly, sušené ovoce a
zelenina, parmezán, siln solené ryby,
o echy, sušené vaje né obsahy
Fermentované salámy, slazené
kondenzované mléko, sušené maso,
syrová šunka, slanina
Kondenzované mléko, rajský protlak,
chléb, ovocné š ávy solené ryby,
tepeln opracované salámy, sýry
mléko, erstvé maso, ryby,
konzervovaná zelenina, ovocné
kompoty, vejce
Mikroorganismy schopné r stu
mikroorganismy se nerozmnožují, nerostou,
p ežívají, jejich po et postupn klesá
mikroorganismy se nerozmnožují, nerostou,
p ežívají po dlouhou dobu
plísn (p i aw 0,80 nedochází k produkci
mykotoxin ), mikroorganismy p ežívají
Staphylococcus aureus se rozmnožuje, ale
netvo í toxin, plísn se rozmnožují v etn tvorby
toxinogenních (produkce mykotoxin )
Staphylococcus aureus se rozmnožuje a tvo í
toxin, kvasinky a bakterie se rozmnožují
pomaleji, e snižující se vodní aktivitou n které
ukon ují r st
všechny mikroorganismy rostou a rozmnožují se
Potraviny s nízkým obsahem vody jsou zpravidla déle údržné. I zde je t eba po ítat
s p ípadnými chemickými procesy, které mohou vést ke kažení potravin (nap . žluknutí tuku),
avšak aktivitu mikroorganism lze snížením obsahu vody redukovat. Nejznám jší metodou je
sušení potravin rostlinného i živo išného p vodu. Za sníženého obsahu vody je mnoho
17
mikroorganism zbaveno schopnosti p ežít. Také proslazováním a solením potravin se snižuje
obsah vody, která je mikroorganism m k dispozici (snížení hodnoty aw).
Suroviny a polotovary, jejichž trvanlivost je zajišt na snížením obsahu vody nap .
potraviny s vysokým obsahem tuku, sušené produkty apod. jsou údržné za p edpokladu, že
nedojde ke zm n aktivity vody. P i manipulaci s takovými surovinami nebo polotovary je
nutné mít na pam ti, že p i zvlhnutí m že dojít k nár stu mikroorganism (p vodní
mikroorganismy, pro jejichž r st nebyly vytvo eny vhodné podmínky) a asto i k produkci
toxin (zejména mykotoxin v d sledku plesniv ní). Velmi d ležité je také p edpokládat, že
n které sušené ingredience, zejména ko ení bývá velmi siln mikrobiáln kontaminováno, což
m že ovlivnit údržnost a bezpe nost výrobk jako jsou lah dkové saláty, dresinky a jiné za
studena p ipravované pokrmy, do nichž je p idáváno ko ení. V konkrétních p ípadech jsou
proto používány emulzní ko enící preparáty, extrakty ko ení nebo ko ení ošet ené gama
zá ením.
Kyselost - pH potraviny
Kyselost potraviny je významným faktorem, který ovliv uje r st mikroorganism a
jejich odolnost k p sobení dalších vliv , zejména k záh evu. Mírou kyselosti není chu , ale
koncentrace vodíkových iont – hodnota pH (záporný dekadický logaritmus koncentrace
vodíkových iont ).
Kyselost m že být v rozsahu pH od 0 (velmi kyselé) po 14 (velmi zásadité). Neutrální
bod z hlediska chemického je hodnota 7,0 pH, Pod hodnotou pH 7 je prost edí kyselé, nad
hodnotu pH 7 je prost edí zásadité.
Mikroorganismy se z pravidla mohou množit pouze v oblasti mezi pH 4,5 a 8,0.
Bakterie v tšinou lépe rostou v rozmezí hodnoty pH od 5,0 do p ibližn 7,0; plísn a kvasinky
mají rozsah hodnot širší. Existují mezi mikroorganismy také „specialisté“, kte í jsou schopni
se rozmnožovat i p i hodnotách pH 3,0 a mén (nap . bakterie mlé ného kvašení, kvasinky a
plísn ) nebo naopak až 9,0 (plísn ). V tabulce VII jsou uvedeny minimální a maximální
hodnoty pH umož ující r st vybraných mikroorganism .
Na rozdíl od chemické klasifikace se potraviny d lí podle hodnoty pH na kyselé a
málo kyselé, mezní hodnotou je pH 4,0, která je považována za hranici pod kterou neklí í
spory sporulujících bakterií (viz tabulky VIII, IX a X)
Mikroorganismy v tšinou nesnášejí kyselé podmínky, okyselení (úprava receptury
p ídavkem octa, kyselé salátové zálivky, praní masa v octové vod nebo pokapání masa
citrónovou š ávou apod.) vede ke snížení rychlosti rozmnožování mikroorganism . V p ípad
tepelného opracování okyselení zvyšuje ú inek záh evu. V kyselém prost edí (ovocných
š ávách, kompotech, zelenin v kyselém nálevu apod.) nemohou vyklí it spóry patogenních
bakteriích, takové potraviny jsou dostate n konzervovány pasterací – tj.- záh evem do
100°C. U málo kyselých pokrm (maso, zelenina), které nejsou konzumovány v teplém stavu
po uva ení (anglický rostbeef, paštiky apod.) musí být i v p ípad jejich tepelného opracování
v hermeticky uzav eném obalu po ítáno s nebezpe ím množení patogenních sporulujících
organism , proto je nezbytné tyto produkty d sledn udržovat v chladu.
Úprava receptury, která vede k okyselení je velmi významná i vzhledem ke snížení
odolnosti bun k a bakteriálních spor k záh evu. Nap . stejnou dobu trvající záh ev dvou
18
vzork rajské omá ky s rozdílnou hodnotou pH vede k inaktivaci vyššího po tu bun k
v p ípad nižšího pH, tj. produkt je bezpe n jší (nap . p i selhání technologického postupu se
nemusí ješt projevit nežádoucí následky).
Další praktická poznámka se týká použití kyselé zálivky na zeleninou – pro zajišt ní
p edpokládaného ú inku je nezbytné dokonalé smo ení veškeré zeleniny zálivkou, inhibi ní
ú inek je zajišt n pouze kontaktem s kyselou zálivkou.
Tabulka VIII: Minimální a maximální hodnoty pH umož ující r st vybraných
mikroorganism
Mikrorganismus
Gramnegativní bakterie
Escherichia coli
Proteus vulgaris
Pseudomonas aeruginosa
Salmonella paratyphi
Salmonella typhi
Vibrio parahaemolyticus
Grampozitivní bakterie
Bacillus cereus
B. subtilis
B. stearothermophilus
Clostridium botulinum
Cl. sporogenes
Enterococcus spp.
Lactobacillus spp.
Micrococcus spp.
Staphylococcus aureus
Streptococcus faecium
Streptococcus lactis
Streptococcus pyogenes
Kvasinky
Candida pseudotropicalis
Hansenula canadensis
Saccharomyces spp.
Schizosaccharomyces octosporus
Plísn
Aspergillus oryzae
Penicillium italicum
Penicillium variabile
Fusarium oxysporum
Phycomyces blakesleeanus
Minimální pH
Maximální pH
4,4
4,4
5,6
4,5
4,0 – 4,5
4,8
9,0
9,2
8,0
7,8
8,0 – 9,6
11,0
4,9
4,5
5,2
4,7
5,0
4,8
3,8 – 4,4
5,6
4,0
4,4 – 4,7
4,3 – 4,8
6,3
9,3
8,5
9,2
8,5
9,0
10,6
7,2
8,1
9,8
9,2
9,2
9,2
2,3
2,15
2,1 – 2,4
5,4
8,8
8,6
8,6 – 9,0
7,0
1,6
1,9
1,6
1,8
3,0
9,3
9,3
11,1
11,1
7,5
19
Tabulka IX: Klasifikace potravin podle hodnoty pH
Skupiny potravin
kyselé
P íklad potraviny
citronová š áva
zelenina
v sladkokyselém
nálevu
ovocné džemy
málo kyselé
pH
2,2
3
kvasinky, plísn
4,2
kysané zelí
ananas, jablka, jahody, 3,7
grapefruit
raj ata, rajský protlak,
4,0
hrušková š áva,
meru ky, broskve,
p ezrálé pomeran e
bramborový salát
4,5
ravioly
fíky, polévky
fazole, hršek, mrkev,
epa, ch est, brambory
olivy, vejce, maso,
mléko,
projev
5,0
6,0
bacillus cagulans
hranice pH pro r st Cl.
botulinum
všechny formy mikroflory
7,0
Tabulka X: P ibližné hodnoty pH vybraných erstvých potravin
Potravina
maso jate ných zví at
dr bež
ryby
m kkýši
korýši
Mléko
Máslo
Jablka
Banány
Pomeran e
Švestky
Brambory
Rebarbora
Špenát
kuku ice (sladká)
Rozsah pH
5,6 – 6,4
(výjime n 6,4 – 6,8)
6,6 – 6,8
4,8 – 6,3
6,8 – 7,0
6,3 – 6,5
6,1 – 6,4
2,9 – 3,3
4,5 – 4,7
3,6 – 4,3
2,8 – 4,6
5,6 – 6,2
3,1 – 3,4
5,5 – 5,6
7,3
20
Tabulka XI: Hodnoty pH vybraných potravin a vliv na rozmnožování patogenních
mikroorganism
Rozsah pH
7
Potraviny
vaje ný bílek, erné olivy,
kuku ice (sladká)
6 ,5 - 7
mléko, dr bež, šunka, korýši
5,3 – 6,4
hov zí, telecí maso, zelenina
4,5 – 5,2
masové konzervy, m kké sýry,
fermentovaná zelenina
3,7 – 4,4
nakládané kyselé okurky,
majonéza, ur ité druhy ovoce,
džusy, sušené ovoce, jogurt,
fermentovaná zelenina,
marinované ryby, rajská jablka
citrónové džusy, n které
ovocné džusy, kvašené zelí,
salátové zálivky, ocet
3,7
Patogenní mikroorganismy a jejich
rozmnožování v uvedeném rozsahu pH
pH 7 je optimem pro v tšinu mikroorganism ,
p i pH 8 - 9 je v tšina inhibována. N která
vibria se rozmnožují až do pH 11.
Salmonella, Campylobacter, Yersinia,
Escherichia coli, Shigella, Bacillus cereus,
Clostridium perfringens, Clostridium
botulinum, Staphylococcus aureus
Salmonella, Staphylococcus aureus, ostatní
výše uvedené mikroorganismy pouze v horní
ásti rozsahu. Rozmnožování se zpomaluje p i
nižších hodnotách tohoto rozsahu pH.
Viz. výše, ale lag-fáze jsou delší, ímž je
rozmnožování pomalejší. Rozmnožování
n kterých z výše uvedených MO ustává.
toxinogenní plísn
mnohé druhy baktérií uhynou
P ístup vzduchu (redox potenciál)
Na mikrobiální zm ny potravin má také vliv p ístupu kyslíku k potravin . Obecn
všechny anaerobní procesy jsou omezením p ístupu kyslíku urychleny, naopak aerobní
zpomaleny. t.j. rozkladná innost aerobní mikroflóry je potla ena zabalením pod vakuem
nebo do sm si inertních plyn . Omezení p ístupu vzduchu však podporuje anaerobní
mikroorganismy.
Množství dostupného kyslíku v daném prost edí ur uje oxidoreduk ní potenciál.
Oxida n reduk ní potenciál prost edí ( EH) vyjad ujeme jako rozdíl potenciálu mezi
platinovou elektrodou umíst nou do daného prost edí a normální vodíkovou elektrodou.
P ítomnost siln oxida ních látek, v etn O2, vytvá í pozitivní oxidoreduk ní potenciál,
kdežto redukující látky vedou k negativnímu potenciálu. Pomocí elektrod, m ících aktuální
koncentraci rozpušt ného kyslíku v prost edí b hem kultivace sledovaného mikroorganismu,
byly nalezeny optimální hodnoty oxida n reduk ního potenciálu pro rozmnožování r zných
druh mikroorganism . Obecné rozsahy redoxního potenciálu Eh pro r zné skupiny
mikroorganism jsou: aerobní +500 až +300 mV, fakultativn anaerobní +300 až –100 mV,
anaerobní +100 až –250 mV a mén .
Potraviná ský pr mysl využívá t chto poznatk p i balení finálních výrobk do
vakuových obal , nebo do obal se zm n ným složením plyn , a tak se prodlužuje
trvanlivost celé ady výrobk .
21
Bakterie, které pro sv j r st vyžadují p ítomnost kyslíku nazýváme obligátními nebo
striktními aeroby. Do této skupiny adíme pouze n které bakterie, jako jsou nap .
pseudomonády a z ostatních mikroorganism sem náleží plísn . Na opa né stran škály podle
požadavk na kyslík jsou obligátní anaerobové, pro které jsou i stopová množství kyslíku
toxická. P ísn vzato obligátn anaerobních druh není p íliš mnoho, nebo n které druhy
rodu Clostridium mohou tolerovat velmi nízké množství kyslíku. V tšina bakterií náleží
n kam mezi tyto dv krajní možnosti. Nejznám jší je skupina fakultativn aerobních
mikroorganism , které rostou jak v p ítomnosti, tak nep ítomnosti kyslíku. Dále je možno
definovat skupinu mikroaerofilních mikroorganism , které pro r st sice kyslík vyžadují, ale v
koncentracích mnohem nižších než je ve vzduchu. Do této skupiny pat í nap . laktobacily.
Tabulka XII: P ehled potraviná sky významných mikroorganism a jejich nárok na kyslík
Bakterie
rod Salmonella
Staphylococcus aureus
Clostridium perfringens
Clostridium botulinum
Yersinia enterocolytica
Listeria monocytogenes
Bacillus cereus
rod Lactobacillus
rod Pseudomonas
rod Bacillus
rod Clostridium
Moraxella
Acinetobacter
Spory
ne
ne
ano
ano
ne
ne
ano
ne
ne
ano
ano
ne
ne
Obrázek 4:R stové k ivky mikroorganism
Vztah ke kyslíku
fak. anaer.
tolerantní
anaerobní
anaerobní
fak. anaer.
aerobní
aerobní
fak. anaer.
aerobní
aerobní
anaerobní
aerobní
aerobní
22
Uchováváním potravin v jiné atmosfé e než je vzduch se mikroorganism m, které
pot ebují k r stu kyslík, životní podmínky ztíží. Lze nap . balené potraviny vakuovat (vakuum
je prost edí bez vzduchu/kyslíku, podtlak). Do vakuového balení se mohou dodate n p idat
tzv. ochranné plyny. Obvykle je to dusík, oxid uhli itý nebo oxidy dusíku (oxid dusi itý).
Na rozdíl od ostatních faktor p sobí zamezení p ístupu kyslíku, nebo naopak zajišt ní
p ístupu kyslíku pouze proti ur ité skupin mikroorganism . V žádném p ípad nelze nap .
vakuové balení pokládat za absolutní konzerva ní zákrok, naopak se vytvo í podmínky
vhodné pro rozvoj anaerobních mikroorganism , velmi nebezpe ným zástupcem je zejména
Clostridium botulinum.Proto je významné dodržovat v p ípad vakuov balených výrobk
stanovené podmínky skladování ( nap . chlazení).
Použití vakuového balení nebo marinace olejem s ko ením p ípadn v kombinaci s vakuovým balením nap . u
syrového masa m že prodloužit údržnost masa proti neošet enému p ibližn jeden a p lkrát až dvakrát, ale
zákrok je ú inný pouze k obvykle aerobní mikrofló e.
Mikrobní zm ny - jejich p vodci
Z hlediska spot ebitele nejnebezpe n jší
toxiny
patogenní formy
Toxoinfekce
- rozvinutí patogenní baktérie v traktu lov ka a produkce toxin v organismu
množí se
salmonelosa (5°C
45 °C, 80°C 5 min. odumírá)
listeriosa (Lysteria monocytogenes)
tyfus
cholera (Vibrio cholerae)
Toxikózy
-otrava toxinem vyprodukovaným mikroorganismy v potravin p ed konzumací
botulismus
stafylokoková toxikóza (termostabilní enterotoxin)
23
Baktérie
Spory - odolnost v i záh ev m
(Bacillus, Clostridium, Desulfotomaculum)
aerobní
(Pseudomonas, Acetobacter,Bacillus, Lysteria)
fakultativn aerobní
(Bacillus,
anaerobní
(Clostridium)
fakultativn anaerobní(Escherichia, Salmonella, Lactobacillus, Proteus)
V tšina nesnese
- kyselé prost edí
-
vysoký osmotický tlak prost edí
Houby
Kvasinky
Plísn
Spory
Aerobní (ale nenáro né)
Preference kyselého prost edí
P ednostní využívání sacharid
Indukované enzymy
Plís ové toxikozy
aflatoxiny
Aspergillus flavus
patulin
Penicillium, Aspergillus, Byssochlamys
ochratoxin
Aspergillus ochraceus
kys. byssochlamová
Byssochlamys fulva
24
Výskyt mikroorganism v surovinách
Ovoce, zelenina
Hmyz, prach, hlína
Po así
Povrchová kontaminace
Fyziologický stav
Obrana
Podmínky skladování
Zpracování po sklizni
Oslabení (poškození i p ezrání)
plísn
kvasinky
baktérie
Maso
Hlavn baktérie
povrch, nasání do žil, krev
Formy mikrobiálního rozkladu
Plesniv ní
skvrny, povlaky
Penicillium
nízké nároky - na vlhkost
Aspergillus
na kyslík
Mucor
Plís ové hniloby ovoce a zeleniny
odkyselování
Botrytis
destrukce struktury
Penicillium
v záv ru další mo
Fusarium
25
Bakteriální barevné zm ny
ervené skvrny na mase
Serratia marcescens
modré
Pseudomonas syncyanea
žluté
Micrococcus luteus
Fotobaktérie - "indikátor erstvosti"
Kvašení (kysání)
Ethanol
Kyseliny
Cukerný substrát
Plyny
Všechny skupiny mo.
R zné podmínky
Odkyselování ovocných hmot
aerobní
k. jable ná + 3 O2
4 CO2 + 3 H2O
Schizosaccharomyces pombe
anaerobní
k. jable ná
podobn
k. mlé ná + CO2
-
Leuconostoc, Micrococcus
k. citronová
k. vinná - odkyselování vína - Leuconostoc, Pediococcus - biogenní
aminy
Alkoholické kvašení
Saccharomyces cerevisiae
26
Mlé né kvašení
isté (homo-)
L. plantarumus
ne isté (hetero-) Cukr + H2O
k. mlé ná + k. octová + ethanol + CO2 + H2
L.brevis, Leuconostoc,
Smíšené kvašení nekyselých konzerv
bombáže
Cl. thermosaccharolyticum
Bacillus, Proteus - pokud je bílk. substrát
Plynuprosté kysnutí konzerv
bez bombáží
Bacillus stearothermophilus
tropické konzervy, pokles pH
Máselné kvašení
Cl. butyricum
Houbová macerace sterilovaného ovoce
Rozklad alkoholu
Pichia, Candida (k ís)
Octové kvašení
mo.
ethanol
chem.
acetaldehyd
k. octová
ethanol
Hnití
Nekyselé, bílkovinné substráty
Alkalizace (NH3, Aminy), plyny, CO2, H2S, bombáže, dekarboxylace aminokyselin
Escherichia, Enterobacter (až pH 4,5)
Proteus
27
aerobní Bacillus subtilis
anaerobní Clostridium
sporogenes
putrefaciens
perfringens
P ehled hlavních p vodc alimentárních
onemocn ní
Aeromonas hydrophila - jedná se o Gramnegativní, katalasa pozitivní, oxidasa pozitivní
ty inky, fermentující glukosu. R stové optimum je p i 28oC. Má schopnost r stu i p i
chladni kových teplotách, n které kmeny i p i -0,1 oC. Jeho p írodní ohniska jsou vodní toky,
jezera a vodote e odpadních vod. P sobí pr jmová onemocn ní. Nej ast ji je p enášen
rybami, masem, dr beží,syrovým mlékem a salátovou zeleninou.
Brucella - jedná se o Gramnegativní, katalasa pozitivní, oxidasa pozitivní krátké oválné
ty inky. Rostou optimáln p i 37 oC a jsou usmrcovány teplotami nad 63 oC po dobu 6-7 min.
Bruceloza je onemocn ní charakterizované inkuba ním obdobím 1-6 týdn , s chronickými
opakovanými teplotami, malátností,nevolnostmi, anorexií, bolestmi kon etin a zad a úbytky
na váze. Lé ba sestává z podávání sm si tetracyklinu a streptomycinu. Nákaza je p enášena
masem infikovaných zví at, jejich syrovým mlékem, eventueln výrobky z n j. Jedná se o
fastidiozní mikroorganismus, detekce je nejlepší imunologická.
Bacillus cereus - jedná se o Grampozitivní, aerobní, sporotvorné ty inky. Na základ
morfologie sporangia se d lí do t í skupin. K diagnostice slouží biochemické testy. Roste v
rozmezí 8 až 55 oC, optimáln p i 28-35 oC. Symptomy pr jmového onemocn ní se podobají
p ípad m vyvolaným Clostridium perfringens. Nevolnost propuká 8-16 h po požití potravy,
trvá 12 až 24 hod, je doprovázená bolestmi b icha a vodnatým pr jmem. Tento sporotvorný
mikroorganismus je nej ast ji nacházen v suchých potravinách ( obiloviny a mouka ). V
Anglii je onemocn ní nazýváno "syndrom ínské restaurace". Velké množství rýže uva ené
na n kolik dní dop edu je ideálním prost edím k pomnožení B.cereus.
Campylobacter - Gramnegativní, oxidasa pozitivní ty inka. Tento mikroorganismus nem že
fermentovat ani oxidovat cukry a je to na kyslík citlivý mikroaerofil, který roste nejlépe v
atmosfé e s 5 až 10% kyslíku a 10% CO2. Jak C.jejuni, tak C.coli rostou optimáln p i 42 až
45 oC, ale nep ežívají pastera ní teploty. Rovn ž teploty pod 28 oC jim neumož ují r st,
nicmén mohou p ežívat i p i chladírenských teplotách n kolik týdn a v mrazené dr beži i
n kolik m síc . Jejich p írodní výskyt se nachází v zažívacím traktu divokých i domácích
zví at (jedná se o hlodavce, psy, ko ky, hov zí dobytek, ovce, prasata. dr bež a divoké
ptáky). P es svoji vysokou optimální r stovou teplotu byly tyto bakterie rovn ž isolovány z
povrchových vod. Enteropatogenní formy kampylobakter p sobí enterokolitidy s
inkuba ním obdobím 1 až 11 dn .Nemoc trvá 3-5 dn je doprovázena slabostí, hore kou,
silnými bolestmi b icha a pr jmy. Problémy p sobí specifické toxiny. P i isolaci a identifikaci
je nutné vyvolat specifické složení atmosféry, nebo nutri ní nároky nejsou nesplnitelné. Jsou
nutné obohacovací kultivace. I když ob as dochází k p enosu onemocn ní z jedné nemocné
osoby na druhou, nebo od infikovaných domácích zví at (kontaktem), nejv tším nebezpe ím
jsou infikované potraviny. Jedná se hlavn o vnit nosti, a áste n také o maso. Záchyty jsou
28
ast jší u dr beže nežli u erveného masa. Rovn ž m že docházet k druhotné kontaminaci
mléka (fekáliemi) nebo z mastitid. Organismus ovšem nep ežije pasteraci. Ojedin lé infekce
byly zp sobeny úst icemi a žampiony.
Clostridium botulinum - v minulosti velice obávané onemocn ní vyvolané konsumací
klobás latinsky : botulus - klobása) dalo druhový název této Grampozitivní , oblogátn
anaerobní, sporotvorné bakterii.V sou asnosti se rozeznává 8 serologicky odlišných toxin
kmen C.botulinum a to A, B, C1, C2, D, E, F a G. Ur itý kmen vždy produkuje jen jeden
typ. Podle své fysiologie se d lí na 4 skupiny (viz tabulka I).
Tabulka I: Fysiologické skupiny Clostridium botulinum
Skupina
Toxin
Proteasy
Lipasy
I
A,B,F
+
II
B,E,F
-
III
+
Sacharo
lytické
+
Min teplota
r stu (°C)
10-12
+
+
3-5
C1,C2,
+
+
D
IV
G
+
+p - ur ení pro koho je daná skupina patogenní
Termorezistence
+p
D1210,1-0,25min
lov k
D800,6-3,3min
lov k
10-12
Inhibice
NaCl (aw)
10 %
(0,94)
5%
(0,975)
3%
neur eno
3%
neur eno
zví ata
lov k
V tšina p ípad botulismu u lidí je zp sobena tyty A, B nebo E. A koli je p íležitostn
nacházen v zažívacím traktu pták a savc je C.botulinum typickým p dním saprofytem.
Botulismus je nejtypi t jším p ípadem otravy z potravin. Problémy p sobí exotoxin
vylu ovaný C.botulinum b hem jeho r stu v potravin . Botulotoxin je neurotoxin, který
ovliv uje primárn cholinergní nervy periferního nervového systému.. Symptomy nastupují
po 8 hodinách a 8 dnech, b žn mezi 12-48 hodinou po požití potraviny obsahující toxin.
Jedná se o zvracení, nevolnost, zástavu mo ení, dvojité vid ní, obtíže p i polykání, suchá ústa
a obtíže p i artikulaci. Fatální p ípady kon í respira ním nebo srde ním selháním.
K isolaci jsou nutné nahroma ovací kultivace s následnými kultivacemi v anaerobních
podmínkách na speciálních p dách. P esto, že byla vyvinuta ada imunochemických detekcí
nejcitliv jším stanovením stále z stává test na myších (in vivo). Nej ast jší výskyt je
konservách s nízkým obsahem kyselin , v sou asné dob jsou záchyty v potravinách
uchovávaných pod folií ve vakuu.
Clostridium perfringens je v sou asnosti rozt íd n do p ti typ , ozna ených A až E, které se
liší produkcí ty hlavních exotoxin : , , , a , a osmi minoritních. Jedná se o
Grampozitivní anaerobní, sporotvornou ty inku. Svou relativn zna nou velikostí se odlišuje
od ostatních klostridií. P esto, že se jedná o katalasa negativního anaeroba, p íležitostn
p ežívá exposici kyslíku. Roste v rozmezí 12 až 50oC, s teplotním optimem mezi 43-47 oC,
vyžaduje pH mezi 6,0-7,5, aw -0,95-0,97. Vegetativní bu ky nep ežívají 60 oC, zatímco spory
snáší teplotu 100 oC po dobu 0,31 až 38 minut.. C.perfringens typ A je široce rozší en v
p írod , p evážn v p d . Typy B, C, D a E jsou obligátní parasité zví at a nejsou tak etné.
Onemocn ní vyvolané C.perfringens nastupuje 8-24 hodin po požití potraviny s
velkým po tem vegetativních bun k tohoto mikroorganismu. Vzniká pocit na zvracení,
bolesti v b iše, pr jem, n kdy zvracení. U jinak zdravých jedinc nemoc odezní bez
léka ského zásahu do dvou dn . Déletrvající následky jsou u starých nebo oslabených lidí..
K isolaci se používají selektivní pevná media, využívající resistence k antibiotik m a
schopnosti redukovat sulfity. Hlavním nebezpe ím jsou potraviny živo išného p vodu. Velmi
29
astá jsou onemocn ní v hromadných stravovacích za ízeních jako jsou školní kuchyn nebo
domovy d chodc .
Escherichia coli , který je nejrozší en jším obyvatelem st eva nejen lov ka ale i dalších
teplokrevných zví at, m že být p íležitostným patogenem. Z množství dosud popsaných
serotyp v poslední dob p evládá serotyp O157:H7. E.coli je katalas pozitivní, oxidasa
negativní, Gramnegativní , nesporulující ty inka. Od ostatních zástupc
eledi
Entarobacteriacae se odlišuje adou biochemických test . E.coli je typický mesofil s optimem
kolem 37 oC, pH toleruje až k 4,4 a minimální awje 0,95. Patogenese je zna n složitá v
závislosti na typu produkovaného toxinu, který bývá v tšinou kodován na plasmidu. Isolace a
identifikace je založena na schopnosti tolerovat prost edí se žlu ovými solemi, organickými
barvivy a na produkci -galaktosidasy. Do potravy se dostává fekálním zne išt ním a obecn
nižší hygienou p ípravy jídel.
Listeria monocytogenes- je vlastn jediným patogenním druhem ze sedmi dosud popsaných
Listerií. Jedná se o Grampozitivní, fakultativn anaerobní, katalasa pozitivní, oxidasa
negativní nesporulující ty inku. L.monocytogenes produkuje -hemolysin (listriolysin O),
který synergisticky p sobí ne hemolysu vyvolanou Staphylococcus aureus . Tato reakce se
stala základem CAMP testu pro odlišení od nepatogenní L.innocua. Organismus roste v
širokém teplotním rozmezí od 0 do 42oC s optimem mezi 30-35 oC. R st p i teplotách pod 5
o
C je extrémn pomalý. Konven ní pasterace snižuje hodnoty p ežívajících mikroorganism
o 5,2 ád . R st ustává p i pH hodnot pod 5,5. L.monocytogenes je tolerantní k vyšší
koncentraci NaCl (10% ) a p ežívá až do 16% NaCl. Organismus je v p írod zna n
rozší ený, nebo byl isolován ze sladké i slané vody,mok isek, vadnoucí vegetace a siláží.
Inkuba ní období trvá 1 až 90 dn , typická inkuba ní doba trvá n kolik týdn , což iní
identifikaci potravního zdroje nákazy velmi obtížnou. Symptomy onemocn ní, které nej ast ji
napadá t hotné ženy, batolata nebo staré lidi, mají ráz od mírné ch ipky až po meningitidy a
meningoencefalitidy. U t hotných žen je nej ast jší pr b h podobný ch ipce, s hore kou,
bolestmi hlavy a ob asnými gastrointestinálními problémy, avšak m že také docházet k
transplacentální infekci plodu a kon ívá potratem nebo p ed asným porodem. Mortalita kolísá
mezi 13 až 34%. Isolace a identifikace je zna n složitá a zahrnuje n kolik selek n
nahroma ovacích krok . Normativní postup je uveden v ISO norm (1996). Nej ast jší
potravní p enos je syrová zelenina (saláty) a mlé né výrobky.
Plesiomonas shigelloides - jedná se o katalasa pozitivní, oxidasa pozitivní Gramnegativní
ty inku. Roste v rozmezí od 8 do 45 oC s optimem okolo 37 oC. Snáší pH až do hodnoty 4,5 a
toleruje NaCl až do 5%. Organismus je velmi astý v povrchových vodách a p d , ast ji v
zemích s teplým klimatem. P enaše i jsou studenokrevní živo ichové (žáby, hadi, želvy a
ryby), rovn ž byl isolován v z domácích užitkových zví at, ps a ko ek. Infekce jsou ast jší
v zemích teplého pásu se symptomy mírného pr jmu až po cholerovité syndromy. Hlavním
potravním vehikulem jsou mo ští mlži, korýši a ryby.
Salmonella je dnes nej ast jší p í inou nemocí p sobených potravinami. Taxonomie tohoto
rodu je komplikovaná, nebo existuje veliké množství serovar .(2200). Nejnov jší systém je
založen na DNA/DNA hybridizaci. Z praktických d vod stále p etrvává standardní ozna ení
S-. enteritidis. Salmonely jsou p íslušníky eledi Enterobacteriacae, jsou Gramnegativní,
fakultativn anaerobní, katalasa pozitivní, oxidasa negativní pohyblivé ty inky. R st byl
zaznamenán v rozmezí od 5 do 47 oC, s optimem 37 oC. Minimální aw pro r st je 0,93, ale
m že p ežívat i v sušených potravinách. Salmonelózy, které mají r zný klinický pr b h se v
podstat d lí na dv skupiny : st evní a systémové onemocn ní. U první skupiny nemoc
30
nastupuje po 6 až 48 hodinách od konsumace infek ní potravy, s r zn závažným pr b hem ,
závislým od velikosti infek ní dávky a zdravotního stavu pacienta. Systémové onemocn ní
má delší inkubaci, 10-20 dn , n kdy i delší (až 56 dn ). Invasivní salmonely pronikají do
lymfatického systému a odtud do centrální ob hové soustavy. Ve druhém stadiu se usazují v
žlu níku a nemocný se m že stát bacilonosi em. Chroni tí p enaše i musí být lé eni
antibiotiky, ale v úporných p ípadech je nutné chirurgické odn tí žlu níku.
Isolace a identifikace je normativní a zahrnuje resuscitaci, nahroma ovací kultivaci,
následovanou selektivní kultivací. Ke kone né identifikaci se stále více používají
imunochemické postupy.
Salmonelóza je zahrnována mezi zoonotické infekce, nebo hlavním zdrojem nákazy
pro lov ka je infikované zví e. Maso. mléko, dr bež a vejce jsou hlavními možnými zdroji
nákazy, v p ípad , že jsou nedostate n tepeln upraveny. Lidští p enaše i jsou mén
významní než p enos ze zví at, avšak jakmile ustupují hygienická pravidla, nastupuje možný
p enos fekáliemi.
Shigella byla popsána jako p vodce dysenterie. V sou asnosti jsou známé 4 druhy :
Sh.dysenteriae, Sh.flexneri, Sh.boydii a Sh.sonnei. A koli je Shigella relativn biochemicky
neaktivní, zvlášt ve srovnání s druhy Escherichia, studie DNA dokázaly, že se veskute nosti
jedná o stejný rod. Zvláštní rodové jméno se udržuje z d vodu, že v tšina kmen Shigella je
na rozdíl od Escherichia patogenní a zm na ozna ení by zp sobila zmatky.
Bacilární dysenterie zp sobená Shigellou vzniká po požití nízké infek ní dávky (staší
10-100 bun k). Inkubace : 7hodin až 7 dní, nemoc probíhá 3 až 14 dní jako pr jmový katar.
T žší formy onemocn ní vyžadují dopl ování elektrolyt a antibiotika. Hlavním zdrojem
nákazy je infikovaný lov k, který p ipravuje jídlo, hlavn saláty z mo ských korýš a ryb
(bez tepelné úpravy).
Staphylococcus aureus je Grampozitivní kok, katalasa pozitivní, oxidasa negativní,
fakultativní anaerob. U rodu Staphylococcus se rozeznává 27 druh a 7 poddruh : produkce
enterotoxinu je však spolehliv zachycena u druhu Staph. aureus. Jedná se typického
mesofila, který roste v rozmezí 7 až 48 oC, s optimem 37 oC. Teplotni rozmezí pro tvorbu
endotoxinu je však užší 35-40 oC. Organismus je halotolerantní 5-7% NaCl, n které kmeny
rostou i v 20% NaCl. Hlavní výskyt je na k ži, kožních žlázách a mukosních membránách
teplokrevných zví at. U lov ka je p ednostn spojen s horními dýchacími cestami, kde je
nalézán mezi 20-50% zdravé populace..
Otrava vyvolaná Staph.aureus je charakteristická krátkou inkuba ní periodou, 2-4
hodiny. Hlavní symptomy jsou nausea, zvracení, k e e žaludku. V tšina p íznak odezní
nejpozd ki do 2 dn . Do dnešního dne bylo charakterizováno sedm proteinových exotoxin
ozna ených :A, B, C1, C2, C3, D a E. Jedná se o relativn malé polypeptidy, které jsou striktní
neurotoxiny. Nejúsp šn jší isolace je spojena se jménem Baird-Parker, který navrhl
diagnostickou p du, která jednak dob e podporuje r st poškozených bun k a zárove je
selektivní díky p ítomnosti LiCl a telutiru. Kolonie typického vzhledu jsou dále potvrzovány
testy na koagulasu a termostabilní nukleasu. Staph.aureus je nalézán v dr beži a ostatním
syrovém mase jako sou ást mikroflory k že. Dá se rovn ž isolovat ze syrového mléka
(mastitidy). K ad kontaminací dochází b hem technologie od obslužných pracovník .
Vibrio je Gramnegativní krátká ty inka. Katalasa a oxidasa pozitivní bu ky jsou fakultativn
anaerobní a schopné jak respira ního, tak fermenta ního metabolismu.NaCl stimuluje r st a
pro v tšinu klinicky významných druh je výhodná koncentrace 1-3%. Optimální teplota pro
r st je 37 oC, s dolním limitem 10 oC a horním 43 oC. Vibrio cholerae má na sv domí jedny z
nejv tších epidemií sužujících lidstvo. V sou asnosti je v rozvinutých zemích daleko
31
rozší en jší V. parahaemolyticus. K úsp šné isolaci jsou nutná nahroma ovací media,
následovaná kultivacemi na selektivních p dách. Cholera je infekce primárn rozši ovaná
vodou, a koli potraviny kontaminované touto vodou také p ichází v úvahu. V.
parahaemolyticus je jednozna n vázaný na ryby a m kkýše, zvlášt pak pokud jsou
konsumovány bez tepelné úpravy.
Yersinia enterocolitica je jedním ze t í druh lidských patogen . Zp sobuje hlavn
gastronteritidy. Y. psedotuberculosis není tak rozší ena, ale nejhorší pov st získala Y. pestis,
p vodce moru.
Y.enterocolitica je lenem eledi Enterobacteriacae, je to Gramnegativní fakultativn
anaerobní, katalasa pozitivní, oxidasa negativní ty inka. Roste p i teplotách od -1 do +40 oC, s
optimem 29 oC. Je dosti citlivá na teplo a pastera ní teploty ji likvidují. Onemocn ní
postihuje p evážn d ti mladší 7 let, s typickými b išními bolestmi a pr jmy. Celá ada
postup byla vyvinuta pro isolaci a identifikaci. A koli neznám jšími p enaše i jsou vep i,
astým zdrojem infekce bývá mléko a voda, druhotn kontaminované výkaly infikovaných
zví at.
Indikátorové organismy
Rutinní vyšet ování potravin na celou škálu patogenních bakterií je ve v tšin laborato í
neproveditelné. Stalo se normální praxí vyšet ovat potraviny pouze na p ítomnost bakterií,
jejichž p ítomnost ukazuje na možnost otravy jídlem nebo na p ítomnost jiných patogenních
bakterií. Tyto bakterie dostly název "indikátorové organismy" a mají velkou roli p i
posuzování mikrobiologcké nezávadnosti a kvality. Hlavní typy bakterií, které používáme
jako indikátorové jsou koliformní, enterokoky a nejnov ji Enterobakteriacae.
Koliformní organismy
Hlavními p edstaviteli koliformních bakterií jsou Escherichia coli a Enterobacter cloacae.
Prvý z nich je b žn usídlen v gastrointestinálním traktu lov ka a dalších zví at a z ídka
mimo, zatímco E. aerogenes se vyskytuje na vegetaci a z ídka ve st evním traktu. P i
vyšet ování vody je E.coli klasickým indikátorem na p ítomnost enteropatogen . Existuje
p ímá souvislost mezi rozsahem fekálního zne išt ní a p ítomností E.coli. P i vyšet ování
potravin tuto p ímou úm ru nelze uplatnit, nebo mnoho dalších faktor ovliv uje nalezený
po et mikroorganism ( možné pomnožení v potravin atd).
Enterokoky -Enterococci
Tato skupina zahrnuje dva druhy nalézané v lidských a zví ecích st evech a to Streptococcus
faecalis a S. faecium. Enterokoky také slouží p i posuzování kvality vody jako indikátory
fekálního zne ist ní. Nevýhodou proti E.coli je skute nost, že jsou nacházeny ast ji v
p írod a jejich nález nemusí znamenat p ímou kontaminaci fekáliemi. K pr kazu se používají
selektivní p dy a inkubace za zvýšené teploty (45oC).
32
Tabulka:Vlastnosti a životní nároky patogenních mikroorganism , významných pro
minimáln opracované potraviny (ECFF, poslední revize listopad 1996)
R stová kritéria
Mikroorganismus
Min.
Min.
teplota1
pH1
( C)
4
4,3
Bacilus cereus
Min.
aw1
0,95
aerobní /
anaerobní
Teplotní odolnost (min)
D70 C
D90 C
D121 C
fakultativn
anaerobní
mikroaerofilní
anaerobní
-
102
-
0,0001
-
0,15
(toxin)
0,2
Campylobacter jejuni
mezofilní
(proteolytický)
C. botulinum
32
10
4,9
4,6
0,99
0,93
psychrotrofní
(neproteolytický)
C. botulinum
33
5,0
anaerobní
-
0,15 (toxin) 1,5
(MO)
C. perfringens
12
5,0
0,97
(nebo
5,5%
NaCl)
0,95
anaerobní
-
-
0,15
E. coli
7
4,4
0,95
0,001
-
-
E. coli 0157:H7
6,5
4,5
0,95
-
-
-
Listeria monocytogenes 0
4,3
0,92
0,3
-
-
Salmonella4
7
4,0
0,94
-
6
4,0
(10
(4,5
pro toxin) pro
toxin)
10
5,0
0,0010,01
0,1
(MO)
-
Staphylococcus aureus
fakultativn
anaerobní
fakultativn
anaerobní
fakultativn
anaerobní
fakultativn
anaerobní
fakultativn
anaerobní
-
15
(toxin)
V. cholerae
0,83
(0,9 pro
toxin)
0,97
fakultativn
0,3
anaerobní
V. parahaemolyticus
5
4,8
0,94
fakultativn
0,001
anaerobní
Y. enterocolitica
-1
4,2
0,96
fakultativn
0,01
anaerobní
1
Platí za jinak optimálních podmínek – limitní hodnoty budou kolísat v závislosti na kmenu, teplot , typu
použité kyseliny, složení a dalších faktorech a v prost edí potraviny budou obvykle vyšší. Na druhé stran
však musí být zohledn na variabilita provád ných m ení, Chyby m ení. Uvedená ísla jsou pouze
indikativní a nemusí nutn platit pro všechny kmeny uvedeného mikroorganismu v potravinách.
2
Byla popsána vysoce variabilní tepelná rezistence (D121,1°C 1 až 136 minut).
3
Sm rnice ECFF uvádí minimální teplotu 3,3 °C, výsledky posledních výzkum nasv d ují minimální
teplot 3°C (Graham A.F., Mason D.R., Maxwell F.J., Peck M.W.: Effect of pH and NaCl on growth of
non-proteolytic Clostridium botulinum at chilled temperature. Letters in Applied Microbiology, 24, 95-100,
1997).
4
Minimální teplota pro v tšinu kmen Salmonella je 7 °C, n které kmeny však mohou za ur itých podmínek
r st p i teplot 5,2 °C.
5
Podle publikovaných výsledk mohou hodnoty D121,1°C být až 11 minut.
33
Tabulka:Klasifikace vybraných alimentárních patogenních agens do kategorií podle
závažnosti
(Tuto klasifikaci nelze považovat za nem nnou, záleží na ad okolností a na individuální odolnosti lidí)
Kategorie závažnosti:
P íklady alimentárních patogenních agens
p vodci ohrožující život
Clostridium botulinum, Salmonella typhi, Listeria monocytogenes
(pro plody, d ti a imunosuprimované osoby), Vibrio cholerae, Vibrio
vulnificus, paralytická intoxikace z mlž (úst ic), otrava z mlž
p sobící amnesii
Brucella, Campylobacter, Escherichia coli, Salmonella spp., Shigella
spp., Straptococcu typ A, Vibrio parahaemolyticus, Yersinia
enterocolitica, virus hepatitidy A, mykotoxiny, ciquatera-toxin,
tetramin
Bacillus spp., Clostridium perfringens, Listeria monocytogenes
(pokud postihla dosp lé až dosud zdravé lidi), Staphylococcus
aureus, Norwalk - like virus, v tšina parazit , pr jmová intoxikace z
mlž (úst ic), otrava histaminem, v tšina t žkých kov , které
zp sobují mírné onemocn ní
p vodci vážných nebo chronických
nemocí
p vodci mírných onemocn ní
Tabulka: Ú inky manipulace a zpracování potravin na mikroorganismy
Operace
išt ní, mytí
Antimikrobiální láze
Chlazení (pod 10 C)
Potravina
Všechny erstvé potraviny
V tšinou ovoce, zelenina
Všechny potraviny
Zmrazování (pod -10 C)
Pasterace (60 - 80 C)
Všechny potraviny
Mléko, nápoje atd.
Blanšírování (95 - 110 C)
Zelenina, krevety
Sterilace (nad 100 C)
Konzervované potraviny
Sušení
Ovoce, zelenina, maso, ryby
Nasolování
Zelenina, maso, ryby
Proslazování
Okyselování
Ovoce, marmeláda, rosoly
Mlé né fermentované a zeleninové
výrobky
R zné
Oza ování
P edpokládaný ú inek
Snižuje celkový po et mikroorganism
Usmrcuje vybrané mikroorganismy
Omezuje r st v tšiny patogenních bakterií,
zpomaluje r st kazících mikroorganism
Omezuje r st všech mikroorganism
Usmrcuje v tšinu nesporotvorných bakterií,
kvasinky a plísn
Usmrcuje vegetativní formy bakterií,
kvasinky a plísn
Usmrcuje všechny patogenní bakterie v etn
bakteriálních spór
Zastavuje r st všech mikroorganism p i aw
0,60
Zastavuje r st mnoha mikroorganism p i
obsahu soli cca. 10%
Zastavuje r st p i aw 0,70
Zastavuje r st v tšiny bakterií (ú inek závisí
na druhu kyseliny)
Usmrtí v závislosti na velikosti dávky
34
35
36
37
Tabulka – P ehled vlastností hlavních patogenních mikroorganism
Zdroje kontaminace
Salmonella
Zažívací trakt lov ka a zví at
Campylobacter jejuni
Zažívací trakt lov ka a zví at
Clostridium perfringens
Zažívací trakt lov ka a zví at
Prost edí: p dní bakterie
Potraviny, ve kterých se
mohou vyskytovat
Maso, dr bež, vejce, nepasterované
mléko
Dr bež, maso, nepasterované mléko,
vejce
Masové konzervy
Závažnost
Velmi astý výskyt
V n kterých p ípadech mortální
(d ti, sta í lidé)
Velmi astá v Severní Americe a
Severní Evrop
Ne velmi vážná
Infek ní dávka
>106 bakterií
Nízká (500 zárodk /g)
Vysoká (4. 109 bakterií = 10 mg toxinu)
Inkuba ní doba
12 – 72 h
72-120 h
8-24 h
Symptomy
Pr jem, hore ka, zvracení
Pr jem ( asto s krvácením), hore ka,
nucení ke zvracení
Pr jem, nucení ke zvracení, není
doprovázeno hore kou
Vlastnosti
Gramnegativní; fakultativn anaerobní Gramnegativní, mikroaerofilní
t (°C): 5 < 37 < 45
t (°C): 32 < 42-45 < 47
pH: 4,5 < 6.5-7.5 < 9
pH: 4.9 < 6.5-7.5 < 9.5
minimální aw: 0.95
minimální aw: ?
max. koncentrace soli: 8%
max. koncentrace soli: 2%
astý výskyt, termorezistentní spóry
Grampozitivní, sporulující, anaerobní
T (°C): 12 < 43-45 < 50
pH: 4 < 6-7 < 10
minimální aw : 0.95
max. koncentrace soli: 6%
38
Tabulka – P ehled vlastností hlavních patogenních mikroorganism
Zdroje kontaminace
Yersinia enterocolitica
Zažívací trakt lov ka a zví at
Escherichia coli (ETEC)
Zažívací trakt lov ka a zví at
Escherichia coli O157H7 (EHEC)
Zažívací trakt lov ka a zví at
Potraviny, ve kterých se
mohou vyskytovat
Maso a masné výrobky nedostate n
tepeln opracované (vep ové)
Nedostate n umytá zelenina, sýry
Výrobky z mletého masa nedostate n
tepeln opracované
Závažnost
Vzr stající
Vzr stající
Thermostabilní a termolabilní toxiny
Vzr stající
Velmi nebezpe ná: smrtelný hemolytický
uremicky syndrom
Infek ní dávka
Není známa (vysoká)
Vysoká (105-108 zárodk /g)
Není známa
Inkuba ní doba
24 -36 h
12-72 h
2 – 10 dny
Symptomy
Pr jem, hore ka, zvracení, bolest
b icha (falešná apendicitida)
Pr jem, hore ka, zvracení
Haemorrhagický zán t tlustého st eva ,
selhání ledvin
Vlastnosti
Gramnegativní, fakultativn anaerobní
t (°C): 0-1 < 32-34 < 45
pH: 4.5 < 7 -8 < 9
minimální aw: 0.95
max. koncentrace soli: 5-8%
Gramnegativní, fakultativn anaerobní
t (°C): 4 < 30-37 < 45
pH: 4.4 < 7< 9.5
minimální aw: 0.95
max. koncentrace soli: 6-8%
Gramnegativní, fakultativn anaerobní
t (°C): 10 < 37 < 45
pH: 4.4 <7 < 9
minimální aw: 0.95
max. koncentrace soli: 6-8%
39
Tabulka – P ehled vlastností hlavních patogenních mikroorganism
Zdroje kontaminace
Staphylococcus aureus
P enášen lidmi (pokožka, mukózní
membrány nap . nosní dutina,
hnisající rány na pokožce rukou atd.)
Bacillus cereus
Prost edí: p dní bakterie
Clostridium botulinum
Zažívací trakt lov ka a zví at
Prost edí: p dní bakterie
Potraviny, ve kterých se
mohou vyskytovat
Hotová jídla, saláty, t stoviny,
zákusky atd.)
Rýže
Šunka, masové a zeleninové konzervy, ryby
(typ E)
Závažnost
Pom rn astý zdroj alimentárních
problém , obvykle není mortální
„Onemocn ní z banket “
Produkuje více toxin , labilní toxin
vyvolávající pr jem a termostabilní
toxin zp sobující zvracení
Termorezistentní spóry
Pom rn ídce se vyskytující, ale velmi
nebezpe ný.
Celková paralýza se smrtelnými následky.
Velmi ú inný neurotixn
Infek ní dávka
1 mg toxinu
Vysoká (106 zárodk /g)
Velmi nízká: 0,2 µg toxinu
Inkuba ní doba
2-6h
1-6h
12 – 36 h
Symptomy
Zvracení a pr jem
Zvracení a pr jem
Závra , poruchy vid ní, ochromení hrtanu ,
celkové ochrnutí, smrt
Vlastnosti
Grampozitivní; fakultativn anaerobní
t (°C): 7-11 < 37 < 48
pH: 4 < 6-7 < 10
minimální aw: 0.86
max. koncentrace soli: 20%
Grampozitivní, fakultativn anaerobní,
sporulující
t (°C): 10 < 30 < 50
pH: 4.4 < 6-7< 9.5
minimální aw: 0.91
max. koncentrace soli: 10%
Grampozitivní, anaerobní, sporulující
t (°C): 3.3 < 30-37 < 48
pH: 5 <6.5-7 < 9
minimální aw: 0.94
max. koncentrace soli: 10%
40
Tabulka – P ehled vlastností hlavních patogenních mikroorganism
Zdroje kontaminace
Listeria monocytogenes
Prost edí: všudyp ítomný
Shigella
Zažívací trakt lov ka a zví at
Toxinogenní plísn
Prost edí
Potraviny, ve kterých se
mohou vyskytovat
Vep ové maso, sýry vyrobené
z nepasterovaného mléka
Zelenina , ru n p ipravované pokrmy
Cereálie, olejniny, ovoce, atd.
Závažnost
Velmi nebezpe ná u
imunosuprimovaných jedinc
(mortalita 30 %), u gravidních
vyvolává poškození plodu
Vysoká (106 zárodk /g)
Významné v ur itých regionech (podle
klimatických podmínek).
Rostou i v podmínkách, ve kterých se
nemohou rozmnožovat bakterie.
Infek ní dávka
Neznámá (nízká pro jedince se
sníženou imunitou)
Inkuba ní doba
24 hodin - 3 týdny
24 - 168 h
Onemocn ní se projeví obvykle po
dlouhodobém požívání napadených
potravin.
Symptomy
zán t mozkových blan, potrat
pr jem , hore ka
Velmi r znorodé (rakovina: aflatoxiny,
fumonisin (?); renální toxicita: ochratoxin
A, etc.)
Vlastnosti
Gramnegativní; fakultativn anaerobní Gramnegativní, fakultativn anaerobní,
t (°C): 5 < 35 < 50
t (°C): 1-4< 37 < 45
pH: 4.4 < 6-7< 9.5
pH: 4 .5< 7-7.5 < 9
minimální aw: 0.95
minimální aw: 0.92
max. koncentrace soli: 5-6%
max. koncentrace soli: 10%
R zná
Aerobní
t (°C): r zná – 10°C až 45°C
pH: r zná: 1.5 to 11 (spíše kyselé
potraviny)
minimální aw: r zná: 0.7 to 0.99
max. koncentrace soli: r zná: 1 až 20%