Mikrobiologiczne zanieczyszczenia produktów żywnościowych

Wykrywanie Bacillus cereus w żywności

Grupa bakterii określana jako Bacillus cereus sensu lato to zbiór dziewięciu gatunków bakterii względnie beztlenowych, zdolnych do wytwarzania form przetrwalnikowych. Zdolność ta znacznie wyróżnia je na tle pozostałych patogenów żywnościowych ze względu na ogromną tolerancję na skrajne warunki, w tym temperaturę i wilgotność. Szeroko rozpowszechnione w przyrodzie wykazują ogromny wpływ na wiele obszarów aktywności człowieka. Naturalnym miejscem bytowania tych bakterii (podobnie zresztą jak wielu innych gatunków bakterii produkujących formy przetrwalne, w tym należących do rodzaju Bacillus) w środowisku jest gleba, z której mogą trafić jako zanieczyszczenie pierwotne lub wtórne na surowce roślinne bądź zwierzęce wykorzystywane do produkcji i przetwórstwa żywności. Najczęstszymi produktami, z których można wyizolować bakterie B. cereus, są: dania mięsne, sosy, zupy i przede wszystkim smażony bądź ugotowany ryż [7, 8].

Wiele szczepów B. cereus odpowiada za produkcję toksyn stanowiących potencjalną przyczynę zatruć pokarmowych spowodowanych ich obecnością w żywności. Do tej pory dokładnie poznano i opisano kilka z nich, przede wszystkim: enterotoksynę hemolityczną, cytotoksynę i cereulidynę. Obecność tak poważnych w skutkach czynników wirulencji kwalifikuje bakterie z grupy Bacillus cereus do statusu patogenów żywnościowych o charakterze alarmowym. Zagrożenie płynące ze strony tych bakterii jest zbyt często bagatelizowane, co może wraz z rozwojem przemysłu i intensyfikacji rolnictwa przynieść liczne, niepożądane efekty.

Z mikroskopowego punktu widzenia Bacillus cereus to przetrwalnikujące laseczki Gram-dodatnie. Aby móc wykryć je w badanym materiale i oznaczyć ich przypuszczalną ilość, należy dokonać posiewu materiału na podłoże MYP (ang. mannitol yolk polymyxin). Jak sama nazwa wskazuje, w swoim składzie posiada ono mannitol jako główne źródło węgla, polimyksynę, czyli antybiotyk peptydowy hamujący rozwój mikroflory towarzyszącej, oraz żółtko jaja bogate w lecytynę, która ulega rozkładowi pod wpływem aktywności enzymu – lecytynazy. Rozkład lecytyny powoduje powstawanie nierozpuszczalnych związków, które wytwarzają dookoła wyrosłej kolonii strefę przejaśnienia. Dodatkowo, ze względu na niezdolność tych bakterii do fermentacji mannitolu, będą one występowały w postaci różowych bądź niekiedy czerwonych kolonii [7-9].

Przypuszczalne kolonie B. cereus są nieregularne, duże (często „rozlane”), różowe i zazwyczaj otoczone strefą zmętnienia. Niektóre ze szczepów mogą produkować niewielkie ilości lecytynazy lub wcale jej nie wytwarzać, dlatego kolonie takich szczepów mogą nie posiadać strefy precypitacji lub może być ona słaba. Jak w przypadku każdego innego badania opierającego się na wykrywaniu specyficznego drobnoustroju, wszelkie kolonie, które uważa się za podejrzane, należy poddać analizom potwierdzającym. W tym przypadku wykorzystuje się podłoże agarowe zawierające w swoim składzie krwinki, dzięki którym możliwa będzie obserwacja i interpretacja typu hemolizy. Hemoliza to nic innego jak rozpad krwinek czerwonych na skutek działania enzymu hydrolitycznego. Po całodobowej inkubacji w 30°C za pozytywne uważa się kolonie, które oprócz swojego charakterystycznego wzrostu na podłożu MYP prezentują na agarze z krwią hemolizę typu β, czyli całkowity rozkład obecnych w pożywce mikrobiologicznej krwinek [7, 9].

Wykrywanie Campylobacter w żywności

Bakterie z rodzaju Campylobacter spp. to Gram-ujemne pałeczki zdolne do swobodnego ruchu dzięki obecności rzęsek. Cechują się wysoką tolerancją wobec środowisk ubogich w zawartość tlenu. Chociaż uznawane są za pałeczki, ich kształt nierzadko przypomina spiralę, przecinek bądź literę S. Jako patogeny bytują w środowisku jelit zwierząt, a u ludzi są czynnikiem etiologicznym zoonozy, czyli choroby odzwierzęcej nazywanej kampylobakteriozą. Rodzaj Campylobacter jest kluczowy zarówno z mikrobiologicznego punktu widzenia, jak i z perspektywy zdrowia publicznego. Należą do jednych z najczęściej izolowanych u ludzi czynników etiologicznych zatruć pokarmowych poprzez ich szerokie rozpowszechnienie w przyrodzie, szczególnie gatunki Campylobacter jejuni oraz Campylobacter coli. Źródłem zakażenia człowieka jest żywność pochodzenia zwierzęcego, woda lub bezpośredni kontakt ze zwierzętami, głównie domowymi. Nie bez przypadku grupy zawodowe będące najbardziej narażone na infekcje to pracownicy ubojni, weterynarze oraz hodowcy bydła. Za główny rezerwuar bakterii z rodzaju Campylobacter uważa się ptaki, szczególnie drób, a więc produkty pochodzenia drobiowego oraz mleko [10, 13].

Badanie mikrobiologiczne żywności w kierunku obecności Campylobacter wykonuje się poprzez posiew powierzchniowy 0,1 ml przygotowanej próbki na podłoże mCCD oraz inkubację tak wykonanych posiewów w temperaturze 41,5^oC przez okres 40-48 h. Wspomniane podłoże hodowlane należy do selekcyjnych, czyli ukierunkowanych przede wszystkim na wykrycie obecności poszukiwanego patogenu. W swoim składzie zawiera między innymi: węgiel drzewny, NaCl, pirogronian sodu oraz antybiotyki: cefoporazon zapobiegający wzrostowi innych jelitowych bakterii Gram-ujemnych oraz amfoterycynę B służącą jako inhibitor wzrostowy dla grzybów. Typowe kolonie, których obecność świadczyć może o wykryciu w badanej próbce bakterii Campylobacter spp., mają barwę szarą, z częstym metalicznym połyskiem [12].

Niebezpieczeństwo wynikające z infekcji pałeczkami Campylobacter jejuni/coli związane jest także z ich występowaniem na urządzeniach wykorzystywanych w przemyśle spożywczym. Bakterie te potrafią formować biofilm bakteryjny nie tylko w jelitach zwierząt, ale także na strukturach abiotycznych, takich jak szkło i stal – materiałach chętnie wykorzystywanych w warunkach przemysłowych. Biofilm to swoista powłoka zbudowana z kilku do kilkunastu warstw różnego rodzaju drobnoustrojów, powstająca w odpowiedzi na niesprzyjające warunki otoczenia, odporna na działanie wielu czynników zewnętrznych, w tym m.in. środków dezynfekcyjnych czy antybiotyków. Pomimo tego, że zdolność ta jest nierzadko cechą szczepową, wiele badań wskazuje na biofilm pałeczek Campylobacter jako jedną z głównych przyczyn występowania infekcji, po skażonej żywności [10-13].

Podsumowanie

Współczesna diagnostyka mikrobiologiczna obejmuje metody izolacji bakterii z materiału klinicznego i identyfikacji za pomocą standardowych metod mikrobiologicznych, a także technik serologicznych i molekularnych. Kluczem w dążeniu do poprawy zdrowia społeczeństwa są dwa elementy: kontrola i nadzór nad produkcją żywności oraz profilaktyka związana z ograniczaniem czynników ryzyka zakażeń, czyli między innymi higiena pracy w procesie przygotowywania żywności i innych sektorach przemysłu, np. farmacji.

Głównymi patogenami żywności, których obecność w próbce jest niepożądana, są: Salmonella, Listeria monocytogenes, Campylobacter spp. oraz Escherichia coli. Dotychczasowe badania naukowe pozwoliły zidentyfikować wiele mechanizmów związanych z chorobotwórczością mikroorganizmów patogennych. Stosowanie polityki zapewnienia jakości systemu HACCP w przedsiębiorstwach produkujących żywność minimalizuje ryzyko zanieczyszczenia produktów, a tym samym zwiększa prawdopodobieństwo pomyślnego zakończenia badań trwałości żywności. Najbardziej istotnym źródłem wszelkich zoonoz są: mięso, szczególnie drobiowe, oraz produkty takie jak jaja i mleko, z tego powodu grupę ryzyka stanowią także osoby zajmujące się hodowlą, produkcją oraz konsumpcją.

Piśmiennictwo

1. Rozporządzenie Komisji (WE) NR 1441/2007 z dnia 5 grudnia 2007 r.zmieniające rozporządzenie (WE) nr 2073/2005 w sprawie kryteriów mikrobiologicznych dotyczących środków spożywczych (Dz.U. L 322 z 7.12.2007 r.).
2. PN-EN ISO 6579-1:2017. Mikrobiologia łańcucha żywnościowego. Horyzontalna metoda wykrywania, oznaczania liczby i serotypowania Salmonella. Część 1: Wykrywanie Salmonella spp.
3. Wilkanowska A.: Salmonelloza – kontrola i źródła zakażeń. „Hodowca Drobiu”, 2017, 2, 40-43.
4. PN-EN ISO 11290-1:2017 Mikrobiologia łańcucha żywnościowego. Horyzontalna metoda wykrywania i oznaczania liczby Listeria monocytogenes i innych Listeria spp.
5. Farber J.M., Peterkin P.: Listeria monocytogenes a food-borne pathogen. „Microbiological Reviews”, 1991, 55, 3, 476-511.
6. Kołakowska A., Madejczak G.: Pałeczki Listeria monocytogenes w zakażeniach u ludzi. „Przegląd Epidemiologiczny”, 2011, 65, 57, 57-62.
7. PN-EN ISO 7932-05. Mikrobiologia żywności i pasz. Horyzontalna metoda oznaczania liczby przypuszczalnych Bacillus cereus. Metoda liczenia kolonii w temperaturze 30 stopni C.
8. Bartoszewicz M., Świecicka I., Buczek J.: Cereulidyna i enterotoksyny Bacillus cereus sensu lato. „Medycyna Wet”, 2006, 62.
9. Bartoszewicz M., Czyżewska U.: Taksonomia, wirulencja i cykle życiowe Bacillus cereus sensu lato. „Postępy Mikrobiologii”, 2017, 56.
10. PN-ISO 10272-2:2017-10 Mikrobiologia żywności i pasz – Horyzontalna metoda wykrywania obecności i oznaczania liczby Campylobacter spp. – Część 2: Metoda liczenia kolonii.
11. Rokosz N., Rastawicki W., Wołkowicz T.: Mikrobiologiczna diagnostyka zakażeń wywoływanych przez pałeczki Campylobacter jejuni i Campylobacter coli u ludzi. „Postępy Hig Med Dośw”, 2014, 68, 48-56.
12. Konkel M., Monteville M., Rivera-Amill V., Joens A.: The Pathogenesis of Campylobacter jejuni – Mediated Enteritis. „Curr Issues Intest Microbiol”, 2001, 2, 55-71.

Damian Sztucki
PPF Hasco-Lek S.A.