Jakość i bezpieczeństwo mikrobiologiczne

w przemyśle spożywczymDr inż. Marek Kieliszek

Wydział Nauk o ŻywnościKatedra Biotechnologii, Mikrobiologii i Oceny ŻywnościSzkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

Rozwój mikrobiologii przemysłowej

• II połowa XIX w. - Pasteur – odkrycie rolii znaczenia drobnoustrojów w procesachfermentacyjnych (drożdże, bakteriemlekowe, masłowe)

• Wykorzystanie działalności drobnoustrojóww gospodarce człowieka

Drożdże to rodzaj grzybów

jednokomórkowych z klasy workowców,

rozmnażających się głównie przez

pączkowanie.

Bakterie - w środowisku naturalnym

występują dość powszechnie, można je

znaleźć w ziarnach zbóż, paszach

(kiszonki, siano, owoce).

Zagadnienia w mikrobiologii żywności

• Przygotowanie i selekcja nowych szczepów drobnoustrojów stosowanych do wytworzenia gotowego produktu spożywczego:– Przemysł fermentacyjny: wyrób piwa, wina octu,

spirytusu, kwasów organicznych

– Przemysł mleczarski: sery, kefir, jogurt, śmietana, preparaty probiotyczne

– Przemysł mięsny: kultury starterowe w produkcji kiełbas, peklowanie mięsa

Liczba drobnoustrojów w żywności

• Jest zmienna, bo żywność pod względem mikrobiologicznym jest środowiskiem dynamicznym– dynamizm ujemny liczby drobnoustrojów - np.

w mrożonkach - w czasie składowania liczba komórek zmniejsza się

– dynamizm dodatni liczby drobnoustrojów – np. owoce, świeże mięso – podczas składowania liczba komórek rośnie

Mikrobiologiczne aspekty higieny

w produkcji żywności

• Zakażenie – wniknięcie

i rozwój mikroorganizmów

w organizmie człowieka

• Źródło zakażenia – ośrodek, z którego pochodzi mikroorganizm,

czyli osoba, zwierzę lub

woda oraz żywność

Mikrobiologiczne aspekty higieny

w produkcji żywności

• Ogólne zasady zapobiegania

zakażeniom i zatruciom pokarmowym

– Przeszkolenie personelu

– Kontrola procesu

technologicznego

– Zdrowie personelu

– Utrzymanie czystości

urządzeń i pomieszczeń

– Kontrola sanitarno-epidemiologiczna i badania mikrobiologiczne żywności

– Akcje sanitarno-oświatowe i znakowanie produktów

System HAACP

• Hazard Analysis and Critical

Control Point System (HACCP) –

System Analizy Zagrożeń i Krytycznych Punktów Kontroli• narzędzie zarządzania bezpieczeństwem żywności i uniwersalną metodą

systematycznej oceny możliwości wystąpienia zagrożeń oraz określeniametod ich eliminacji podczas produkcji żywności.

• jest systemowym postępowaniem mającym na celu zapewnieniebezpieczeństwa zdrowotnego żywności poprzez identyfikację i oszacowanieskali zagrożeń bezpieczeństwa żywności z punktu widzenia jej jakościzdrowotnej oraz ryzyka wystąpienia tych zagrożeń podczas przebieguwszystkich etapów produkcji i dystrybucji żywności

• system mający na celu określenie metod ograniczania tych zagrożeń orazustalenie działań naprawczych.

Działanie systemu HACCPW oparciu o 7 podstawowych zasad określonych w Kodeksie Żywnościowym:

• Analiza zagrożeń-zidentyfikowanie i ocena zagrożeń oraz ryzyka ich wystąpienia, a takżeustalenie środków kontroli i metod przeciwdziałania tym zagrożeniom,

• Ustalenie Krytycznych Punktów Kontroli- KPK/CCP, w celu wyeliminowania lubzminimalizowania występowania zagrożeń,

• Ustalenie dla każdego krytycznego punktu kontroli wymagań (parametrów), jakie powinienspełniać i określenie granic tolerancji (limitów krytycznych),

• Ustalenie i wprowadzenie systemu monitorowania krytycznych punktów kontroli,

• Ustalenie działań korygujących, jeśli krytyczny punkt kontroli nie spełnia ustalonych wymagań,

• Ustalenie procedur weryfikacji w celu potwierdzenia, że system jest skuteczny i zgodnyz planem,

• Opracowanie i prowadzenie dokumentacji systemu HACCP dotyczącej etapów jegowprowadzania oraz ustalenia sposobu rejestrowania i przechowywania danych orazarchiwizowania dokumentacji systemu.

GHP / GMP

• Od 1 maja 2004 roku

wszystkie podmioty

dokonujące produkcji lub

obrotu żywnością są zobowiązane do rozpoczęciawdrożenia systemu HACCP, którego nieodłącznąi integralną częścią jest Dobra Praktyka Higieniczna(GHP - Good Hygienic Practice )

i Produkcyjna (GMP - Good Manufacturing Practice)

GHP / GMP

Zestaw procedur produkcyjnych, które w szczególności nastawione są na higienęprodukcji i zapobieganie wytwarzaniu produktów niespełniających wymagańjakościowych, ale także zmienności cech produktów.

Przestrzeganie zasady GMP jest szczególnie istotne w: przemyśle spożywczym,farmaceutycznym i kosmetycznym.

W tych dziedzinach GMP często ma charakter obowiązkowy.

Stanowi wówczas zbiór przepisów wyznaczających standard dla metod wytwarzania,pomieszczeń, jak i kontroli stosowanych w procesie wytwarzania, pakowania orazmagazynowania produktów.

GMP

• Dobra Praktyka Produkcyjna (GMP) jest to system oparty naprocedurach produkcyjnych, kontrolnych, jak i zapewnienia jakości,który gwarantuje, że wytworzone produkty spełniają określonewymagania jakościowe.

• Działanie to ma na celu zapewnienie powtarzalności orazjednorodności wyrobów poprzez ścisły nadzór nad procesemprodukcji, od etapu zaopatrzenia w surowce, poprzez ichmagazynowanie, produkcję, pakowanie oraz znakowanie, aż domomentu składowania i dystrybucji gotowych wyrobów.

• Quality Assurance Control Point System - Jest to System Punktów Kontrolnych dla Zapewnienia Jakości.

• Jest to system niemal identyczny w swoich zasadach jak i system HACCP. – HACCP odnosi się do zapewnienia bezpieczeństwa

zdrowotnego,

– QACP dotyczy zagwarantowania jakości z punktu widzenia konsumenta z uwypukleniem cech jakości handlowej, odżywczej lub organizacyjnej.

QACP System

Normy ISO 9000

• Powszechnie uznawane za podstawę budowania systemów zarządzania jakością wewszystkich organizacjach, bez względu na rodzaj ich działalności.

• Zawierają terminologie, wymagania i wytyczne dotyczące wprowadzania,doskonalenia i kontrolowania systemu zarządzania jakością.

• 3 normy podstawowe:

• ISO 9000:2005 Quality management system – Fundamentals and vocabulary– polski odpowiednik: PN-EN ISO 9000:2006(U) System zarządzania jakością – Podstawy

i terminologia

• ISO 9001:2008 Quality management systems – Requirements– polski odpowiednik: PN-EN ISO 9001:2009 System zarządzania jakością – Wymagania, które

powinien spełniać system zarządzania jakością w organizacji.

• ISO 9004:2009 Quality management systems - Guidelines for performanceimprovements– polski odpowiednik: PN-EN ISO 9004:2010 Zarządzanie mające na celu osiągnięcie trwałego

sukcesu organizacji - Podejście przez zarządzanie jakością

Mikroflora powietrza

• Powietrze nie jest środowiskiem odpowiednim dla rozwoju

mikroflory

• jest ośrodkiem, za pośrednictwem którego, drobnoustroje

rozprzestrzeniają się.

• Drobnoustroje do powietrza przedostają się z:

– gleby

– wody

– otwartych jam

ciała organizmów żywych

– ich wydalin

– powierzchni produkcyjnych

Mikroflora powietrza

• Zawartość drobnoustrojów w powietrzu zmienia się wraz z wysokością

• Duży wpływ na stopień zakażenia ma pora roku

• W pomieszczeniach znajduje się dużo drobnoustrojów chorobotwórczych

• W zakładach przemysłowych czystość powietrza zależy od stanu

sanitarnego pomieszczeń produkcyjnych

BAKTERIE� Micrococcus� Sarcinia� Achromobacter� Bacillus

ZARODNIKI GRZYBÓW I DROŻDŻE � Rhodotorula� Torulopsis� Penicillium� Aspergillus� Mucor

Dopuszczalny stopień zanieczyszczenia

powietrza [jtk/m³]

• Powietrze atmosferyczne – 3000 (grzyby 1000)

• Sala operacyjna – 100 (0)

• Mieszkanie: jadalnia - 1 000, pokój dzienny – 1 500,

kuchnia – 2 000 (200 -300)

• Sale wykładowe – 1 500 (200)

• Sale ćwiczeń – 2 000 (200)

• Sale gimnastyczne – 3 000

• Pomieszczenia produkcyjne– Przemysł spożywczy – 600 (0)– Przemysł mięsny – 500 (50)– Przemysł fermentacyjny – 600 (0)– Budynki inwentarskie – 50 000-200 000 (2 000- 10 000)

Samooczyszczanie powietrza

• Podstawowym mechanizmem samooczyszczania powietrza jest osiadanie

zawiesiny bakteryjnej pod wpływem sił grawitacyjnych

• Szybkość osiadania zawiesiny zależy od wielkości komórek

drobnoustrojów lub ich aglomeratów

• Zawartość wilgoci w powietrzu jest ważnym czynnikiem

w samooczyszczaniu powietrza

• Komórka o średnicy 5 μm opada w spokojnym powietrzu w czasie

1 minuty o prawie 5 cm

Specjalne metody wyjaławiania powietrza

w procesach fermentacyjnych

1. Ogrzewanie powietrza przez sprężenie go do wysokich ciśnień

2. Działanie promieniami ultrafioletowymi

3. Odpylanie elektrostatyczne

4. Rozpylanie substancji bakteriobójczych (fenol, tlenek etylenu, sole

metali ciężkich) – rozpylone substancje mogą działać szkodliwie

w procesie, w którym wyjałowione powietrze ma być wykorzystane

5. Filtracja mechaniczna (zastosowanie filtrów włóknistych)

USA – włókna o średnicy 5 μm

Japonia – 19 μm

6. Rozpylanie wody lub użycie pary po zakończeniu pracy

w pomieszczeniach

Mikroflora opakowań

Metody określania mikroflory opakowań

• Większość surowców spożywczych to mieszanina związków organicznych, które nadają żywności odpowiednią wartość żywieniową, smak, zapach oraz barwę

• Zaliczamy do nich:– Białka

– Tłuszcze

– Sacharydy

– Witaminy

– Kwasy organiczne

– Alkohole, estry

Surowce spożywcze

• Mikroflora pochodzi głównie z:

– gleby

– powietrza

– wody

– owadów

– gryzoni

• Im bliżej gleby,

tym większe zanieczyszczenie

– Warzywa korzeniowe 105 – 108 jtk/g

– Owoce na drzewach 103 jtk/g

Surowce spożywcze

• Podstawa wyżywienia ludzi i zwierząt hodowlanych• Zboża uprawne

– Trawy • Żyto• Pszenica• Jęczmień• Owies

– Rdestowate• Gryka

• Surowiec:– do produkcji mąki, kasz, płatków zbożowych, koncentratów

spożywczych– dla przemysłu fermentacyjnego

Rośliny zbożowe

• Epifityczna (pierwotna)– bakterie fermentacji mlekowej– pałeczki Pseudomonas

– pleśnie Alternaria, Cladosporium, Trichoderma, Fusarium, Geotrichum, Rhizopus

– drożdże Candida

• Wtórna– bakterie przetrwalnikujące Bacillus

– bakterie grupy coli– ziarniaki Staphylococcus, Streptococcus, Sarcina

– pleśnie Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Alternaria

– Mikroflora ta może wnikać do wnętrza ziarna i tworzyć tzw. mikroflorę wgłębną, która jest głównym źródłem zanieczyszczenia przetworów zbożowych

Mikroflora zbóż

• Samozagrzewanie ziarna

• Obniżenie zdolności kiełkowania

• Wzrost aktywności proteolitycznej

• Obce zapachy i toksyny

– kwaśny – drożdże i bakterie fermentacji mlekowej

– stęchły – pleśnie

– mikotoksyny

Wpływ drobnoustrojów na ziarno

• Pszenna i żytnia – podstawowy surowiec dla przemysłu piekarniczego

• Produkt mniej trwały i trudniejszy do przechowywania niż ziarno

• Wilgoć, tlen atmosferyczny i drobnoustroje wpływają na:

– Niekorzystne zmiany

– Pogorszenie właściwości organoleptycznych i wartości wypiekowejmąki

• Typowa mikroflora zbóż

– 106 jtk/g – pieczywo mieszane

– 102 – pieczywo pszenne

– Zanieczyszczenie ziarna

– Warunki otrzymywania i składowania

• Sposoby obniżenia ilości drobnoustrojów:

– Ogrzanie w 130ºC przez 45s

– Parowanie, wstępne obgotowanie

Mikroflora produktów zbożowych, mąka

• Zanieczyszczenie mąki i innych surowców• Niewłaściwy stan higieniczno-sanitarny piekarni• Nieodpowiednie warunki:

– przygotowania ciasta i jego wypieku

– transportu– składowania– przechowywania

• Wady pieczywa– pleśnienie– „choroba ziemniaczana” – bakterie z rodzaju Bacillus

• zmiany zapachu, wyglądu i konsystencji• ciemnienie barwy i upłynnienie miękiszu

Mikroflora produktów zbożowych, pieczywo

Mikroflora produktów zbożowych

– Grzyby polowe

• Fusarium, Aureobasidium, Cladosporium, Rhizopus, Alternaria

– Grzyby silosowe (> 13% wilgotności)

• pleśnie Aspergillus, Eurotium Penicillium,

• drożdże Cryptococcus, Rhodotorula, Trichosporon, Candida

– Bakterie fermentacji mlekowej i octowej

– Pałeczki grupy coli

– Pseudomonas, Alcaligenes, Acinetobacter

Warzywa i owoce

• Skład chemiczny świeżych owoców i warzyw jest różnorodny i zależy głównie od:

– Odmiany

– Stopnia dojrzałości

– Warunków klimatycznych w czasie wegetacji

– Warunków transportu i przechowywania

• pH

– Owoce 3,0 – 5,0

– Warzywa 4,7 – 7,0

• Wytwarzają fitoncydy

– czosnek

– chrzan

– cebula

• Ubogie w lipidy

– wyjątek orzechy

• Zawierają więcej

cukrów

• Mają niższe pH

• Mikroflora to głównie:

– Bakterie oporne na zakwaszenie środowiska

– Acidotolerancyjne drożdże i pleśnie

Owoce

Mikroflora owoców,

bakterie

– Bakterie oporne na zakwaszenie

środowiska

• ziarniaki i laseczki tlenowe z powietrza Micrococcus,

Bacillus, Pseudomonas

• Bakterie grupy coli

• Laseczki tlenowe Alicyclobacillus

• Laseczki beztlenowe Clostridium

• Bakterie mlekowe Lactobacillus plantarum, Lb. brevis,

Leuconostoc sp.

• Bakterie octowe Acetobacter, Gluconobacter

• przetrwalnikujące laseczki Alicyclobacillus sp.

Mikroflora owoców,

grzyby

– Acidotolerancyjne drożdże i pleśnie

• Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces

bayanus

• Drożdże dzikie Pichia, Hansenula,

Hanseniaspora

• Candida, Rhodotorula Cryptococcus,

Debaryomyces, Kloeckera

• Alternaria, Aureobasidium, Cladosporium

• Penicillium, Aspergillus, Byssochlamys, Botritis

• Zaliczmy do nich:

– Dżemy

– Galaretki

– Syropy owocowe

• Zepsucia powodują najczęściej:

– Drożdże i pleśnie osmofilne fermentujące cukry

• Saccharomyces rouxii, Sacch. florentinus,

Penicillium

Przetwory owocowe

• Zawierają więcej białka niż owoce

• Warzywa zielone (kapusta, sałata, szpinak)– Bakterie fermentacji mlekowej

– Drożdże i pleśnie

• Warzywa bulwiaste i korzeniowe– Bakterie glebowe

– Saprofity pochodzenia jelitowego

– Bakterie chorobotwórcze

Mikroflora warzyw

• Środowisko dla rozwoju drobnoustrojów osmotolerancyjnych i acydofilnych

– 88% węglowodanów

– 7% tłuszczu

– 5% białka

– pH 2,4 – 5,2

Soki i napoje owocowe i warzywne

• 90% wszystkich zepsuć

• Zmętnienie, osad,

rozerwanie opakowań

na skutek fermentacji

• Soki na bazie esencji:

– Torulopsis, Candida, Pichia, Hansenula, Saccharomyces, Haseniaspora, Dekkera

• Soki warzywne:

– Zygosaccharomyces rouxii, Z. bisporus, Z. balii, Z. lentu, Candida pelliculosa, Kloeckera apis

Drożdże jako zanieczyszczenie soków

i napojów

• Soki pasteryzowane:

– Aureobasidium,

Cladosporium, Penicillium

• Napoje niegazowane:

– Penicillium, Aspergillus,

Mucor, Fusarium,

Geotrichum

• Soki zagęszczone:

– Eurotium rubrum

Pleśnie odpowiedzialne za zepsucia soków i

napojów

Bakterie odpowiedzialne za zepsucia soków i

napojów

• Bakterie octowe:

– Acetobacter, Gluconobacter

– Przetwarzają alkohol w kwas octowy

• Bakterie mlekowe:

– Fermentują cukry z wytworzeniem

mleczanów, etanolu, octanów, CO2,

diacetylu, wytwarzają śluzy

– Lactobacillus plantarum,

L. fermentum, L. paracasei,

Leuconostoc mesenteroides,

L. dextranicum

• Bakterie przetrwalnikujące:

– Zwiększenie kwasowości z wytworzeniem zapachu maślanego oraz gazu lub zepsucia płasko-kwaśne bez gazu

– Bacillus, Clostridium

• Psychrofile:

– Xantomonas, Flavobacterium, Pseudomonas

– Ich obecność świadczy o złym stanie sanitarnym wody użytej do produkcji

Produkty roślinne minimalnie przetworzone

• Otrzymanie produktu o świeżym

wyglądzie, wygodnego, bez dodatków chemicznych, o podwyższonej wartości żywieniowej, przydatnego do spożycia nie krócej niż 4-7 dni

– rozdrobnione owoce do

deserów, ciast,

sałatek owocowych

i warzywnych

– obrane i pokrojone

warzywa jako przekąski

– zestawy warzyw do obróbki cieplnej lub podgrzania

• Sortowanie surowców

• Czyszczenie, mycie

połączone z dezynfekcją

• Osuszanie

• Obieranie

• Cięcie, nadawanie kształtu, rozdrabnianie

• Mieszanie składników, tworzenie zestawów

• Utrwalanie, pakowanie, przechowywanie

Etapy produkcji

Zapobieganie zepsuciu

• Technologia „płotków”

– Sumaryczne działanie wielu czynników, z których każdy oddzielnie nie jest w pełni skuteczny

• Powłoki i filmy jadalne

– Utworzone na bazie

polisacharydów, białek

i tłuszczów, chronią

przed dostępem tlenu

• Biologiczna metoda

utrwalania żywności

– zastosowanie kultur bakteryjnych o działaniu bakteriobójczym lub bakteriostatycznym

Wpływ warunków przechowywania

• Warzywa i owoce:

– zimolubne (0-4ºC)

• Szparagi, buraki, marchew

– ciepłolubne (>7 ºC)

• Pomidory, papryka,

owoce cytrusowe

Temperatura [ºC] Drobnoustroje

5 Salmonella, Staphylococcus aureus, Micrococcus

3 Clostridium botulinum, Listeria monocytogenes

2 Lactobacillus sake, Leuconostoc

0 Proteus, Escherichia, Enterobacter, Serratia

-2 Yersinia enterocolitica, Aeromonas hydrophila, Listeria monocytogenes

-4 Pseudomonas fluorescens

-5 Pseudomonas, Acinetobacter, Flavobacterium, Bacillus

-8 Mucor, Rhizopus

-12 Cladosporium, Cryptococcus

-18 Fusarium, Penicillium

Wpływ temperatury przechowywania na rozwój

mikroflory owoców i warzyw

• Zamrażanie –oziębienie produktu do -30ºC, a następnieprzechowywanie go w komorach chłodniczych, w temp. -20ºC.

• Temperatura wewnątrz produktu –min. -15ºC.

• Blanszowanie hamuje działanie enzymów zapobiegającniekorzystnym zmianom barwy, a także powoduje zniszczeniedrobnoustrojów

• Stosowanie niskich temperatur nie gwarantuje pełnegobezpieczeństwa produktu, a jedynie wydłużenie trwałościmikrobiologicznej

Mrożonki owocowe i warzywne

• Drobnoustroje chorobotwórcze

i saprofityczne

– odpowiadające za jakość zdrowotną żywności

– rozkładające podstawowe składniki żywności,

– odpowiedzialne za jakość organoleptyczną oraz powstawanie toksycznych produktów przemiany materii

• Penicillium expansum, Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Salmonella, Staphylococcus aureus, pleśnie, drożdże, bakterie kwasu mlekowego, octowego, enterokoki, bakterie grupy coli, beztlenowce przetrwalnikujące

Mikroflora mrożonek

• Konserwy owocowe

i warzywne

• Technologia typu:

• Cook – chill

• Cook – freeze

• Sous vide

Żywność przetworzona

Technologia cook - freeze

• Polega na obróbce kulinarnej potraw lub ich składników, które następnie zamyka się w opakowania jednostkowe, szybko zamraża do min. -18°C i przechowuje w stanie zamrożenia

• System pakowania i utrwalania stosowany przy

produkcji gotowych potraw

– Gotową potrawę zamyka się w hermetycznych

opakowaniach próżniowych

– Utrwala przez sterylizację lub pasteryzację w systemie

HTST (high temperature, short time)

– Do pakowania stosuje się tworzywa odporne na

temperaturę (np. PET)

Technologia sous vide

• Zepsucie konserw może być skutkiem:

– niewystarczającego zniszczenia mikroflory

– zakażenia w czasie chłodzenia (woda lub powietrze)

– nieszczelności opakowania

– niewłaściwych warunków przechowywania

• Podział konserw opiera się na możliwości

wytwarzania toksyny przez Clostridium botulinum

– pH > 4,5

– pH < 4,5

Konserwy

Konserwy o pH > 4,5

• Utrwalane przez sterylizację (wymagane

zniszczenie form przetrwalnikujących,

które dobrze się rozwijają przy tej wartości

pH)

• Groszek zielony, fasola szparagowa,

kukurydza, szpinak, szparagi, buraki

• Posiadają tzw. trwałość handlową

• Zepsucia wywołane przez 3 grupy bakterii

termofilnych

Konserwy o pH < 4,5

• Podział:– Koncentraty pomidorowe

– Kompoty

– Soki owocowe

– Marynaty

• Zepsucia powodują:– Drożdże Pichia, Kloeckera, Hanseniaspora, Candida,

Saccharomyces

– Pleśnie Penicillium, Aspergillus, Geotrichum

– Bakterie fermentacji mlekowej Lb. plantarum, Lb. brevis, Lb. fermentum, Leuconostoc

– Bakterie fermentacji octowej Acetobacter

– Bacillus thermoacidurans

Surowce pochodzenia zwierzęcego

Mięso zwierząt rzeźnychmięso drobiurybymlekojaja

• Zależy od:

– Sposobu żywienia zwierząt

– Warunków hodowli

– Czynników hodowlanych: wiek, płeć, genotyp

– Warunki przedubojowe

– Higiena uboju

– Czynniki technologiczne

– Transport i magazynowanie mięsa

Poziom zanieczyszczenia mięsa

• Mikroflora występująca na mięsiejest powiązana ze środowiskiem,w którym zwierzę bytuje

• Mikroflora zwierząt rzeźnych:– z powierzchni skóry

– z przewodu pokarmowego

• Najczęściej jest to mikroflorasaprofityczna, ale nierzadko takżei chorobotwórcza

• Nieprawidłowo przeprowadzonyubój oraz dalsze zabiegitechnologiczne mogą stać sięprzyczyną silnego zanieczyszczeniapowierzchni mięsa

Źródła mikroflory na mięsie

• Brak drobnoustrojów w mięśniach i krwi ubitych,zdrowych zwierząt

• Obecność mikroorganizmóww wątrobie, śledzionie igruczołach limfatycznych

• W przypadku zwierząt zdrowych i wypoczętychdrobnoustroje są niszczone przez mechanizmy obronneorganizmu lub lokalizowane w wątrobie i śledzionie

• Gdy zwierzę jest zmęczone, wtedy odporność organizmujest mniejsza i drobnoustroje mogą zakazić cały organizm

Mikroflora zwierząt rzeźnych

Przyczyny zanieczyszczenia mięsa

• woda użyta do przetwórstwa

• ludzie, nosiciele różnego

rodzaju bakterii

chorobotwórczych

• owady i gryzonie przebywające w nie chłodzonych pomieszczeniach ubojni

Liczba bakterii/cm2Ocena higieny

mięsaTrwałość w temp.

2ºC

< 5 x 102 Bardzo dobra 18 – 20 dni

5 x 102 – 9,9 x 102 Dobra 15 – 17 dni

103 – 9,9 x 103 Zadowalająca 12 – 14 dni

104 - 105 Wystarczająca 9 – 11 dni

> 105 Zła < 9 dni

Stopień zanieczyszczenia powierzchni

tuszy a trwałość mięsa

Czynniki wpływające na rozwój mikroflory

mięsa i jego przetworów

• Skład chemiczny i skład surowcowy gotowego produktu

• Potencjał oksydoredukcyjny E

h

mięsa• Aktywność wody a

w

• pH• Temperatura

przechowywania• Rodzaj i ilość środków

konserwujących

Wpływ temperatury przechowywania

• Temperatura chłodnicza <10ºC i niska wilgotność:– Rozwój pleśni Aspergillus, Cladosporium, Penicillium,

Thamnidium, Mucor, Sporotrichum

– Rozwój drożdży Torula, Candida

• Temperatura chłodnicza i duża wilgotność względna– Rozwój bakterii psychrofilnych Flavobacterium,

Pseudomonas, Acinetobacter i Alcaligenes

– Proces gnicia powierzchniowego, 90% stanowi Pseudomonas

Wpływ warunków zewnętrznych na

rozwój drobnoustrojów

• Wilgotność powietrza

– >90% : wyraźne nasilenie szybkości wzrostu drobnoustrojów

– >95% : niezwykle

gwałtowny rozwój

mikroflory

• Temperatura otoczenia

– 20 - 40°C - intensywny rozwój drobnoustrojów mezofilnych, które prowadzą procesy gnilne

Wpływ pH

• Mięso świeże: 7 – 5,5– Odpowiednie dla rozwoju licznej mikroflory

– Związane z warunkami przedubojowymi

• Po uboju: spadek pH na skutek powstawania kwasu mlekowego z glikogenu– Zahamowanie rozwoju mikroflory gnilnej

• Im niższe pH tym większa trwałość mięsa

• Wydłużenie lag fazy oraz czasu generacji drobnoustrojów

Mrożenie mięsa

– Powoduje śmierć części bakterii, pozostałe ulegają uszkodzeniu i przechodzą w stan anabiozy, inne przeżywają ten proces

– Im szybciej prowadzony jest proces mrożenia tym mniej bakterii ginie

– Mrożenie w -29ºC – nieznaczna redukcja liczby mikroflory mezofilnej i psychrotrofowej

– Podczas przechowywania w -30ºC dominują pałeczki Pseudomonas, Aeromonas, Vibrio

– Rozmrażanie w temp. 40ºC – rozwój pałeczek z rodziny Enterobacteriaceae i gronkowców

Bakterie występujące na mięsie

• Pseudomonas

• Alcaligenes

• Escherichia

• Micrococcus

• Streptococcus

• Proteus

• Clostridium

Alcaligenes sp.

Pseudomonas sp.

Clostridium difficile

Streptococcus faecalis

Pleśnie występujące w mięsie

świeżym

• Mucor

• Rhizopus

• Penicillium

• Aspergillus

• CladosporiumMucor mucedo

Rhizopus nigricans

Cladosporium cladosporioides

Bakterie chorobotwórcze występujące

w mięsie świeżym

• Salmonella - do 55% tusz

• Yersinia enterocolitica

• E coli O157:H7

• Clostridium perfringens

• Listeria monocytogenes

• Liczba tych bakterii w mięsie jest zwykle mała, aleprzy przechowywaniu w temp. chłodniczychbakterie mogą się namnażać.

• Mogą pochodzić z zanieczyszczonych pasz

Yersinia enterocolytica

Mięso pakowane• Rodzaje opakowań:

– Folia gazoszczelna– Próżnia– Atmosfera modyfikowana

• Grupy drobnoustrojów:– Beztlenowce– Psychrofile – przy 1,5% tlenu– Bakterie fermentacji mlekowej Lb. plantarum – w opakowaniach

hermetycznych (<1% tlenu , 10-20% CO2

)

– E. coli, Salmonella spp., Clostridium sporogenes, Staphylococcus aureus, Clostridium botulinum, Campylobacter

• Najkorzystniejsze efekty przedłużania trwałości mięsa uzyskuje się przy zastosowaniu mieszaniny gazów CO

2, N

2i H

2

Mikroflora kiełbas

• Proces produkcyjny ogranicza rozwój mikroflory– Mięso peklowane lub solone poddane pieczeniu, suszeniu lub

parzeniu

• Produkt gotowy może być źródłem:– Staph. aureus, Listeria monocytogenes, E. coli, Salmonella

• Zakażenie może nastąpić podczas– peklowania: ziarniaki, G(-) pałeczki, G(+) laseczki

przetrwalnikujące

– rozdrabniania: bakterie psychrofilne i chorobotwórcze

– dodatku przypraw: mikroflora ciepłooporna

Wędliny

• Produkty gotowane, nie powinny zawierać mikroflory wegetatywnej

• Źródła zakażeń:– Silnie zanieczyszczony surowiec– Przyprawy– Osłonki naturalne: ziarniaki, G(-) pałeczki, laseczki

gnilne tlenowe i beztlenowe– Krojenie, porcjowanie, pakowanie: mikroflora tlenowa– Przechowywanie: psychrofile (0ºC), Enterobacteriaceae

(temp. wyższe)

Psucie się mięsa

• Podczas przechowywania mięsa i jego przetworów,w wyniku rozwoju niepożądanej mikroflory następująnienaturalne zmiany:– Barwy

– Zapachu

– Konsystencji

• Bakterie wykorzystują kolejno:– ATP

– Wolne aminokwasy

– Cukry

– Białka i nukleotydy

Psucie się mięsa

• Pierwsze ulegają rozkładowi sacharydy łatwo przyswajane przez:

– bakterie tlenowe: Pseudomonas, Micrococcus

– pleśnie i drożdże

• drobnoustroje wydzielają wodę i CO2

• przy braku lub ograniczeniu tlenu gromadzą się kwasy organiczne wytwarzane przez bakterie –tzw. gnicie kwaśne, powstaje zapach kwaśny

Etapy gnicia

• Pierwsze atakują bakterie tlenowe, szybko zużywają tlen i stwarzają warunki do rozwoju beztlenowców– ziarniaki i pałeczki

• Po nagromadzeniu zasadowych produktów rozpadu białek wzrasta pH mięsa do wartości 7,6 - 8,0– pałeczki

• Następuje dalszy wzrost pH do około 8,6, a następnie spadek do około 7,5 spowodowany wytwarzaniem siarkowodoru– laseczki Clostridium

Zmiany barwy i zapachu

• Zmiany barwy i zapachu– Zielona: Lb. viridescens,

paciorkowce zieleniejące

– Żółta: Flavobacterium, Micrococcus

– Brunatna: Chlorobacterium lividum

– Czerwona: Serratia marcescens

– Niebieska: Pseudomonas syncyanea, Bacteriumcyanogenum

– Czarna: Cladosporium, Thamnidium, Sporotrichum

– „Świecenie mięsa”: Pseudomonas fluorescens, Ps. phosphorescens, Acinetobacter luminescens

Zmiany konsystencji

• Wady występujące w produktach mięsnych:– Ciągliwość farszu kiełbas: Bacillus subtilis

– „Zdrożdżenie” kiełbas: nadmierny rozwój drożdży Candida, Torulopsis, Debaryomyces

• Rozmiękanie tkanki

• Mazistość konsystencji

• Ciągliwość w zalewach konserw i marynat

Mikroflora ryb i owoców morza

• Ogólna liczba bakterii na powierzchnii wewnątrz: – 102 - 107 jtk / cm3 śluzu

– Pseudomonas

– Vibrio

• Najwięcej bakterii znajduje się w przewodzie pokarmowym ryb 103 - 108 /g

• Skorupiaki i owoce morza – taka sama mikroflora jak ryb– Odżywianie poprzez filtrację sprzyja gromadzeniu

się bakterii Vibrio cholerae, Staph. aureus, E.coli, Str. putrefaciens, Pseudomonas ssp., przetrwalników Cl. botulinum, patogennych szczepów Candida i Cryptococcus

Ryby – mikroflora patogenna

• Ryby morskie i słodkowodne:

– Clostridium botulinum typ E i A, C, F• Toksyna wytwarzana po śmierci zwierzęcia

– Staphylococcus aureus

– Shigella flexnerii

– Salmonella Enteritidis - zanieczyszcza ryby morskie przybrzeżne (ujścia kanalizacji)

• Surowe i niedogotowane ryby:

– Pseudomonas aeruginosa

– Aeromonas

– Vibrio (cholerae, parahaemolyticus)

Mikroflora patogenna ryb

• Do 70% ziarniaków w zależności od środowiska– Gronkowce chorobotwórcze

jako zanieczyszczenia po połowie

– Micrococcus, Campylobacter

• Dominują bakterie gnilne Pseudomonas,

Aeromonas, Vibrio

• Ryby hodowlane – zanieczyszczone pasze

• Wtórne zakażenie psychrofilnymi pałeczkami, ziarniakami, laseczkami tlenowymi i pałeczkami z grupy coli:– Lód do chłodzenia, skrzynki, ładownie, pokład

Zatrucia Salmonella

• Bakterie chorobotwórcze:– Salmonella

– Staphylococcus

– Shigella

• Potrawy z dodatkiem jaj będące przyczyną zatruć Salmonella

– Kremy cukiernicze

– Lody

– Ciasta

– Majonezy

• Produkty te nie są poddawane obróbce termicznej, co powoduje, że Salmonella

zawarta w jajach dobrze się namnaża w produkcie

Mleko surowe

• Poziom pH świeżego mleka wynosi 6,5

– ogólna liczba drobnoustrojów > 104 / cm3

• Dominujące grupy drobnoustrojów:

– 50 - 70% to Micrococcus

– saprofityczne gronkowce

– bakterie z grupy coli

– Pseudomonas

– bakterie przetrwalnikujące

Bakterie chorobotwórcze w mleku

• Źródła:

– chore zwierzęta -zapalenie wymienia

– pasza, ściółka, naczynia

– skóry i sierści zwierząt

• Staphylococcus aureus

• Streptococcus agalactiae

Metabioza mleka surowego

• drobnoustroje proteolityczne

• bakterie z grupy coli

• paciorkowce mlekowe (do 1,5%

kwasu mlekowego)

Następstwem ich rozwoju jest zakwaszenie mleka do pH 4,5 -4,1 i zahamowanie rozwoju bakterii proteolitycznych

• następuje rozwój pleśni na powierzchni, a potem drożdży odkwaszających środowisko

• zmniejszenie kwasowości umożliwia ponowny rozwój bakteriom proteolitycznym i całkowitą peptonizację mleka

Pasteryzacja mleka

• Najłagodniejsza pasteryzacja (720C w ciągu 15 s) niszczy 96-99% drobnoustrojów, głównie:

• drożdże i pleśnie

• paciorkowce i pałeczki mlekowe,

• enterokoki

• większość bakterii G(-)

• wszystkie chorobotwórcze, w tym

Salmonella i Staphylococcus

• Pasteryzacja nie niszczy:

– Drobnoustrojów przetrwalnikujących

– Enterotoksyny gronkowcowej

• Podczas pasteryzacji następuje inaktywacja enzymów mleka: lipazy, alkalicznej fosfatazy i niektórych enzymów bakteryjnych.

Trwałość mleka pasteryzowanego

• Okres trwałości

– w 1,70C wynosi 14 dni,

– w 100C wynosi 4-5 dni.

• Wymagania:

– liczba drobnoustrojów tlenowych mezofilnych: do 5,0 x 104 kom/cm3.

– Miano coli > 1

– Salmonella nb / 25 ml

– Listeria monocytogenes – nb / 1ml

Mleko sterylizowane -UHT

• Mleko surowe ogrzewa się do 130-1500C przez kilka sekund. W wyniku tego zabiegu otrzymuje się mleko jałowe.

• Dalsze postępowanie z takim mlekiem musi być jałowe, aż do momentu zamknięcia w szczelnych opakowaniach.

• Liczba drobnoustrojów mezofilnych –

10 jtk / 0,1 ml

• Trwałość gotowego produktu w temp. pokojowej wynosi 3-6 miesięcy

Wady mleka sterylizowanego

• Spowodowane są działalnością enzymów bakteryjnych, które są ciepłostałe i nie ulegają inaktywacji w warunkach sterylizacji

• Są to:

• proteinazy

• lipazy

• proteazy

• Powodują one m.in. koagulację białek mleka.

Wymagania dla wody jako czynnika

produkcyjnego w przemyśle spożywczym

• Pod względem użytkowym wodę można podzielić na:

– wodę produkcyjną

(technologiczną)

– wodę do mycia

– wodę do użytku

technicznego

• Woda technologiczna musi

odpowiadać warunkom wody

do picia i celów gospodarczych.

Wymagania mikrobiologiczne dla wody

przeznaczonej do spożycia przez ludzi

• Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29. 03. 2007r. „W sprawie wymagań dotyczących jakości wody przeznaczonej do picia przez ludzi”

• Woda pitna i do celów sanitarnych– Escherichia coli, Enterokoki – nb. w 100 cm³

• Woda w opakowaniach jednostkowych– Escherichia coli, Enterokoki, Pseudomonas aeruginosa – nb. w 250 cm³

• Woda w cysternach i zbiornikach– Escherichia coli, Enterokoki, Pseudomonas aeruginosa – nb. w 250 cm³

• Woda ciepła– Legionella < 100

• Wymagania dodatkowe– Termotolerancyjne bakterie grupy coli,

Clostridium perfringens – nb. w 100 cm³

Dziękuję za uwagę

marek_kieliszek@sggw.pl