Samenvatting microbiologie van de levensmiddelen
1. Inleiding – belangrijke begrippen
Enkele algemeenheden
Micro-organismen in levensmiddelen
- MO zijn aanwezig in alle levensmiddelen (behalve na sterilisatie)
> soms in heel hoge aantallen
* toegelaten kiemgetallen opgesteld = aantallen dat er aanwezig mogen zijn
- MO gebruiken de levensmiddelen als substraat/voedingsbodem om te groeien
> eens ze beginnen groeien kan het heel snel gaan
- het effect van micro-organismen in levensmiddelen verschilt naargelang soort en aantal
> gewenst effect (fermentaties bv yoghurt, kaas, bier, brood)
> geen effect
> bederf (afwijking geur, smaak, kleur, textuur, …)
> ziekte na consumptie (infectie/intoxicatie)
Maatschappelijk belang
- frequentie en ernst van microbiële voedselinfecties/voedselintoxicaties
- economische kost
> voor slachtoffers: medische kost, inkomensverlies, …
> voor maatschappij: epidemiologisch onderzoek, ziekteverzekering, …
> voor bedrijf: schadeclaims, omzetdaling, recall, …
- voedselveiligheid is gevoelige materie
- over het algemeen is er een toename merkbaar
> mogelijke oorzaken:
* de koelkast
-> Listeria kan in koelkast doorgroeien: getallen dalen niet, je ziet het niet
op je product zitten en dat kan dan voor problemen zorgen bij consumptie
(bv na houdbaarheidsdatum)
* kennis van hygiëne
-> als je je keukenhanddoek niet wast, blijven de bacteriën doorgroeien
-> opletten voor botulisme bij zelf inmaken van fruit en groenten
* vergroten kwetsbare groep
-> mensen worden ouder, bepaalde medicatie onderdrukt het
immuunsysteem: kwetsbare groep wordt groter
* nieuwe pathogenen
-> levensmiddelen microbiologie is een evoluerend verhaal
> er is meer kennis en toch is er geen daling
* het blijft relevant en het is zeker nog niet onder controle
1
, Levensmiddelenmicrobiologie
- kwaliteit en veiligheid van het voedsel verzekeren binnen een vooropgestelde bewaartermijn
> door de aanwezigheid en ontwikkeling van de micro-organismen in het voedsel te beheersen
> ook zorgen dat je levensmiddel nog kwaliteitsvol is: bij heel hard verhitten zal de smaak en
het uitzicht anders zijn -> goed nagaan wat er belangrijk is voor de veiligheid en dan een
evenwicht terugvinden tussen veiligheid en kwaliteit
- beheersing van de microbiële aanwezigheid en evolutie in het voedsel gedurende zijn gehele
‘levensloop’ (opkweken, oogsten, verwerking, transport, consumptie):
> veronderstelt meer dan het uitvoeren van microbiologische analyses op het eindproduct
> belangrijkste aspecten die hierbij aan bod komen:
* systematische studie van micro-organismen die in het voedsel kunnen voorkomen en
die voedselbederf en voedselvergiftiging kunnen veroorzaken
* factoren die de groei, overleving en het afsterven van MO bepalen
* microbiologische analyse
* systematische benaderingen voor de productie van microbieel veilige levensmiddelen
(bv HACCP)
* microbiologische criteria voor (groepen van) levensmiddelen
- belangrijke begrippen
> major nutritional types of procaryotes
Nutritional type energiebron koolstofbron Voorbeelden
Foto-autotroof licht CO2 Cyanobacterie, sommige
paarse en groene Bacteria
Foto-heterotroof licht organische verb Sommige paarse en groene
Bacteria
Chemo-autotroof anorganische verb CO2 Een paar Bacteria en vele
Archaea
Chemo-heterotroof organische verb organische verb Meeste Bacteria, sommige
Archaea
> O2 relaties van micro-organismen (groeivoorwaarden)
* obligaat of strikt aeroob: zijn strikt afhankelijk van de aanwezigheid van O 2
* facultatief (an)aeroob: O2 is niet strikt noodzakelijk, maar groeien wel beter met O 2
* aerotolerant anaeroob: groeien totaal onafhankelijk van O2
* microaerofiel: nood aan verlaagde O2 concentraties (< 2-10%)
Clostridium botulinum zit hierbij en die is heel gevaarlijk
* obligaat of strikt anaeroob: afsterven in aanwezigheid van O2
2
,> temperatuur (groeivoorwaarden)
groep minimum optimum maximum opmerking
Psychrofiel onder 0 10-15 onder 20
Psychrotroof 0 15-30 boven 25 Kan in frigo
doorgroeien
Mesofiel 10-15 30-40 onder 45 Niet te lang op
kamertemp
Thermofiel 45 50-85 boven 100 (koken)
* thermofiel (heel) hoge groeitemperatuur nodig
* thermotroof hogere groeitemperatuur dan mesofielen
* thermoduur verdraagt (kort) een (heel) hoge temperatuur (verhitting)
> wateractiviteit aw (groeivoorwaarden)
* wateractiviteit = hoeveelheid beschikbaar water
* waarde tussen 0 en 1
* over het algemeen zijn gisten en schimmels beter in staat zich bij lage wateractiviteit
te ontwikkelen dan bacteriën
* als aw < 0,6 -> geen groei meer mogelijk (wel nog overleving!)
-> het verlagen van de wateractiviteit van levensmiddelen kan gebruikt worden
om het bederf te stoppen
-> wanneer de aw-waarde terug hoger wordt, kunnen ze terug uitgroeien
* hoge aw = hebben veel beschikbaar water nodig om te groeien
* halofiel = prefereren hoog zoutgehalte
osmofiel = prefereren hoge concentratie opgeloste stof (vaak hoge suikerconc)
xerofiel = prefereren laag vochtgehalte
> pH (groeivoorwaarden)
3
, > groeicurve – batch cultuur
* batch cultuur = afgesloten systeem met een bepaald vast volume
-> er is geen aanvoer van voedingsstoffen of afvoer van afvalstoffen
-> log van het aantal levende cellen wordt uitgezet in functie van de tijd
* lag fase = aanpassing aan het (nieuwe) milieu
* log fase = exponentiële groei
* stationaire fase = evenveel deling als afsterving (daarom is de curve vlak)
* afstervingsfase = celvernietiging (ev vorming van endosporen)
> decimale reductietijd – D-waarde
* voor het afsterven van MO oiv een antimicrobieel middel vinden we een
exponentiële curve
-> de snelheid waarmee cellen worden gedood is afhankelijk van het aantal
levende cellen dat op een bepaald moment aanwezig is
-> deze afsterving verloopt specifiek voor ieder soort MO en is afhankelijk van
het milieu waarin het organisme zit
-> omdat de afsterfcurve exponentieel is, wordt de activiteit van het
antimicrobiële middel ook uitgedrukt in een zogenaamde D-waarde: de
decimale reductietijd
* D-waarde = tijd die nodig is om het
aantal levensvatbare cellen met een
factor 10 te verminderen
> biofilm
* biofilm = laagje (film) van organisch materiaal met daarin MO, dat vastgehecht zit aan
oppervlakken die in contact komen/kwamen met water
* biofilm bevat: slijm, microkolonies en waterkanalen
* vorming biofilms:
-> aanhechting
-> kolonisatie
-> uitgroei
-> (verspreiding)
4
1. Inleiding – belangrijke begrippen
Enkele algemeenheden
Micro-organismen in levensmiddelen
- MO zijn aanwezig in alle levensmiddelen (behalve na sterilisatie)
> soms in heel hoge aantallen
* toegelaten kiemgetallen opgesteld = aantallen dat er aanwezig mogen zijn
- MO gebruiken de levensmiddelen als substraat/voedingsbodem om te groeien
> eens ze beginnen groeien kan het heel snel gaan
- het effect van micro-organismen in levensmiddelen verschilt naargelang soort en aantal
> gewenst effect (fermentaties bv yoghurt, kaas, bier, brood)
> geen effect
> bederf (afwijking geur, smaak, kleur, textuur, …)
> ziekte na consumptie (infectie/intoxicatie)
Maatschappelijk belang
- frequentie en ernst van microbiële voedselinfecties/voedselintoxicaties
- economische kost
> voor slachtoffers: medische kost, inkomensverlies, …
> voor maatschappij: epidemiologisch onderzoek, ziekteverzekering, …
> voor bedrijf: schadeclaims, omzetdaling, recall, …
- voedselveiligheid is gevoelige materie
- over het algemeen is er een toename merkbaar
> mogelijke oorzaken:
* de koelkast
-> Listeria kan in koelkast doorgroeien: getallen dalen niet, je ziet het niet
op je product zitten en dat kan dan voor problemen zorgen bij consumptie
(bv na houdbaarheidsdatum)
* kennis van hygiëne
-> als je je keukenhanddoek niet wast, blijven de bacteriën doorgroeien
-> opletten voor botulisme bij zelf inmaken van fruit en groenten
* vergroten kwetsbare groep
-> mensen worden ouder, bepaalde medicatie onderdrukt het
immuunsysteem: kwetsbare groep wordt groter
* nieuwe pathogenen
-> levensmiddelen microbiologie is een evoluerend verhaal
> er is meer kennis en toch is er geen daling
* het blijft relevant en het is zeker nog niet onder controle
1
, Levensmiddelenmicrobiologie
- kwaliteit en veiligheid van het voedsel verzekeren binnen een vooropgestelde bewaartermijn
> door de aanwezigheid en ontwikkeling van de micro-organismen in het voedsel te beheersen
> ook zorgen dat je levensmiddel nog kwaliteitsvol is: bij heel hard verhitten zal de smaak en
het uitzicht anders zijn -> goed nagaan wat er belangrijk is voor de veiligheid en dan een
evenwicht terugvinden tussen veiligheid en kwaliteit
- beheersing van de microbiële aanwezigheid en evolutie in het voedsel gedurende zijn gehele
‘levensloop’ (opkweken, oogsten, verwerking, transport, consumptie):
> veronderstelt meer dan het uitvoeren van microbiologische analyses op het eindproduct
> belangrijkste aspecten die hierbij aan bod komen:
* systematische studie van micro-organismen die in het voedsel kunnen voorkomen en
die voedselbederf en voedselvergiftiging kunnen veroorzaken
* factoren die de groei, overleving en het afsterven van MO bepalen
* microbiologische analyse
* systematische benaderingen voor de productie van microbieel veilige levensmiddelen
(bv HACCP)
* microbiologische criteria voor (groepen van) levensmiddelen
- belangrijke begrippen
> major nutritional types of procaryotes
Nutritional type energiebron koolstofbron Voorbeelden
Foto-autotroof licht CO2 Cyanobacterie, sommige
paarse en groene Bacteria
Foto-heterotroof licht organische verb Sommige paarse en groene
Bacteria
Chemo-autotroof anorganische verb CO2 Een paar Bacteria en vele
Archaea
Chemo-heterotroof organische verb organische verb Meeste Bacteria, sommige
Archaea
> O2 relaties van micro-organismen (groeivoorwaarden)
* obligaat of strikt aeroob: zijn strikt afhankelijk van de aanwezigheid van O 2
* facultatief (an)aeroob: O2 is niet strikt noodzakelijk, maar groeien wel beter met O 2
* aerotolerant anaeroob: groeien totaal onafhankelijk van O2
* microaerofiel: nood aan verlaagde O2 concentraties (< 2-10%)
Clostridium botulinum zit hierbij en die is heel gevaarlijk
* obligaat of strikt anaeroob: afsterven in aanwezigheid van O2
2
,> temperatuur (groeivoorwaarden)
groep minimum optimum maximum opmerking
Psychrofiel onder 0 10-15 onder 20
Psychrotroof 0 15-30 boven 25 Kan in frigo
doorgroeien
Mesofiel 10-15 30-40 onder 45 Niet te lang op
kamertemp
Thermofiel 45 50-85 boven 100 (koken)
* thermofiel (heel) hoge groeitemperatuur nodig
* thermotroof hogere groeitemperatuur dan mesofielen
* thermoduur verdraagt (kort) een (heel) hoge temperatuur (verhitting)
> wateractiviteit aw (groeivoorwaarden)
* wateractiviteit = hoeveelheid beschikbaar water
* waarde tussen 0 en 1
* over het algemeen zijn gisten en schimmels beter in staat zich bij lage wateractiviteit
te ontwikkelen dan bacteriën
* als aw < 0,6 -> geen groei meer mogelijk (wel nog overleving!)
-> het verlagen van de wateractiviteit van levensmiddelen kan gebruikt worden
om het bederf te stoppen
-> wanneer de aw-waarde terug hoger wordt, kunnen ze terug uitgroeien
* hoge aw = hebben veel beschikbaar water nodig om te groeien
* halofiel = prefereren hoog zoutgehalte
osmofiel = prefereren hoge concentratie opgeloste stof (vaak hoge suikerconc)
xerofiel = prefereren laag vochtgehalte
> pH (groeivoorwaarden)
3
, > groeicurve – batch cultuur
* batch cultuur = afgesloten systeem met een bepaald vast volume
-> er is geen aanvoer van voedingsstoffen of afvoer van afvalstoffen
-> log van het aantal levende cellen wordt uitgezet in functie van de tijd
* lag fase = aanpassing aan het (nieuwe) milieu
* log fase = exponentiële groei
* stationaire fase = evenveel deling als afsterving (daarom is de curve vlak)
* afstervingsfase = celvernietiging (ev vorming van endosporen)
> decimale reductietijd – D-waarde
* voor het afsterven van MO oiv een antimicrobieel middel vinden we een
exponentiële curve
-> de snelheid waarmee cellen worden gedood is afhankelijk van het aantal
levende cellen dat op een bepaald moment aanwezig is
-> deze afsterving verloopt specifiek voor ieder soort MO en is afhankelijk van
het milieu waarin het organisme zit
-> omdat de afsterfcurve exponentieel is, wordt de activiteit van het
antimicrobiële middel ook uitgedrukt in een zogenaamde D-waarde: de
decimale reductietijd
* D-waarde = tijd die nodig is om het
aantal levensvatbare cellen met een
factor 10 te verminderen
> biofilm
* biofilm = laagje (film) van organisch materiaal met daarin MO, dat vastgehecht zit aan
oppervlakken die in contact komen/kwamen met water
* biofilm bevat: slijm, microkolonies en waterkanalen
* vorming biofilms:
-> aanhechting
-> kolonisatie
-> uitgroei
-> (verspreiding)
4
