Mikrobiologija -nauka koja se bavi prouavanjem organizama koji su obino toliko

mali da se ne mogu videti golim okom.

Mikrobiologija hrane -prouava mikroorganizme i njihov odnos sa hranom i ljudima

ljudi

hrana

mikroorganizmi

Trenutno su brojne populacijeuskraene za hranu ali proizvestidovoljno nije jedini problem

Problem je distribucija i uvanje

Najvei konkurenti u toj potronjisu mikroorganizmi koji i kvarehranu i izazivaju bolesti koje seprenose hranom i samim tim i veograniene koliine hrane vienisu dostupne

Mikroorganizmi imaju vanuulogu u prizvodnji hrane

Mogu i sami da se koriste kaohrana

Hrana je sloen problem

Proizvodnja hrane

Prerada hrane

Konzervisanje hrane

Skladitenje i distribucija hrane

Konzumiranje hrane

Svi prehrambeni proizvodi sadre jednu ili vie grupa mikroorganizama (osim sterilne hrane)

Korisna uloga

Uesnici u proizvodnji hrane - fermentisani proizvodi

Aditivi mikrobiolokog porekla

Antimikrobni metaboliti

Probiotici

tetna uloga

Izazivai kvarenja hrane

Izazivai bolesti koje se prenose hranom

Prouavanje uloge m.o. u hrani i njihova kontrola

Izolacija istih kultura, prouavanje njihovih morfolokih, fiziolokih, biohemijskih i genetikih karakteristika.

Mikroorganizmi u hrani

Vane grupe mikroorganizama u hrani

Razliite vrste bakterija, virusa, plesni i kvasaca

Neke alge i protozoe predstavljaju zdravstveni hazard

Oboljenja koja se prenose hranom

Mnoge bakterijske vrste, virusi i neke plesni

ne i kvasci

Kvarenje hrane

Veina bakterija, plesni i kvasaca

Virusi ne mogu da se umnoavaju u hrani

Dobijanje fermentisanih proizvoda

Neke vrste bakterija, plesni i kvasaca

Zdravstveno bezbedni - food grade

Bakterije

Prisutan veliki broj razliitih vrsta

Brz rast

Bakterije

Prisutan veliki broj razliitih vrsta

Brz rast

Sposobne da koriste hranljiva jedinjenja iz hrane

Sposobne da rastu u irokom rasponu

temperature

aerobioze

pH i

aw

Bakterije

Prisutan veliki broj razliitih vrsta

Brz rast

Sposobne da koriste hranljiva jedinjenja iz hrane

Sposobne da rastu u irokom rasponu

temperature

aerobioze

pH i

aw

Sposobne za preivljavanje razliitih tretmana

Preivljavanje spora na visokim temperaturama

Virusi

1. Izazivaju oboljenja koja se prenose hranom

Hepatitis A virus

Norovirusi

Poliovirus, ehovirus, koksaki virus

2. Neki bakteriofagi se koriste u identifikaciji patogena (Salmonella spp., Staphylococcus aureus sojevi) i za transfer genetikih karakteristika transdukcijom

3. Bakteriofagi bakterija mlene kiseline

Plesni i kvasci

Mogu da rastu u uslovima koji su ograniavajui za mnoge bakterije

Nizak pH

Niska aktivnost vode (aw)

Visok osmotski pritisak

Prouzrokuju kvarenje hrane

Neke vrste produkuju mikotoksine i izazivaju intoksikacije hranom

Mnogi rodovi se koriste u fermentacijama

Mnogi rodovi se koriste za proizvodnju aditiva i enzima

Mikroorganizmi opte karakteristike

Prvi ivi organizmi na

planeti.

Fosilizovane elije

mikroorganizama

pronaene u stenama

zapadne Australije datiraju

od pre 3,5 milijardi godina i

najstariji su poznat znak

ivota na Zemlji

Mikroorganizmi opte karakteristike

Prvi ivi organizmi na planeti.

Najmnogobrojniji stanovnici na Zemlji.

Ukupna masa mikroskopskih mikroorganizama premauje ukupnu masu svih ivih ivotinja i biljaka

MICROORGANISMS: 1) Spores of fungi, 2) Cladosporium, 3) Trichoderma, 4) Aspergillus,5) Phialophora, 6) Bacteria, 7) Yeasts, 8)Fusarium, 9) Penicillium, 10)Altemaria, 11)Pullularia, 12) Cytospora.

Mikroorganizmi opte karakteristike

Prvi ivi organizmi na planeti.

Najmnogobrojniji stanovnici na Zemlji.

Prisutni u svim ekolokim sredinama.

Mikroorganizmi opte karakteristike

Prvi ivi organizmi na planeti.

Najmnogobrojniji stanovnici na Zemlji.

Prisutni u svim ekolokim sredinama.

Uesnici u procesima kruenja materije i protoka energije.

Korisni i neophodni ali i tetni i opasni.

Uesnici u mnogobrojnim aktivnostima oveka.

Znaaj mikroorganizama

Oboljenja

Poljoprivreda

Hrana

Biotehnologija

Energija / spoljanja sredina

MIKROORGANIZMI

NEELIJSKI

Virusi

Viroidi

Prioni

ELIJSKI

Prokarioti

Eukarioti

B

A

K

T

E

R

I

J

E

GLJIVE

ALGE

PROTOZOE

Klasifikacija: 5 Kraljevstva (Carstva)

Whittaker (1969)

Plantae

Biljke i vieelijske alge

Animalia ivotinje

Fungi

Plesni i kvasci

Protista Protozoe, jednoelijske alge

Monera

Sve bakterije

(prokarioti)

Woese (1977)

Odreeni elijski makromolekuli su evolucioni

hronometri - geni koji kodiraju rRNK izuzetno su se

ouvali tokom evolucije

Poreenje nukleotidnih sekvenci 16S rRNK iz niza

biolokih izvora otkrilo je evolucione odnose meu

veoma razliitim organizmima.

Uvodi takson - DOMINIUM

Prokariotski mikroorganizmi

Bakterije (eubakterije)

Jednoelijski organizmi

Veliine 0.1-10 m

Osnovni oblici bakterija

diplokoke stafilokoke

Staphylococcus aureus

streptokoke

Streptococcus pneumoniae S. pyogenes

Streptobacilitapii/bacillus

Bacillus spp.

Escherichia coli Pseudomonas spp.

Vibrio

Vibrio cholerae

Spirilum

Helicobacter pylori

Spirohete

Treponema pallidum

Veliina bakterija

1m

Epulopiscium fishelsoni

elijski

zid

Citoplazmatina

membranaRibozomiKapsule

Fimbrije Hromozom (DNK) Inkluzije Flagela

Nukleoid

elijski zid vrsta struktura oko citoplazmatine membrane.

Obezbeuje karakteristian oblik eliji.

titi protoplast elije od mehanikog oteenja i osmotskog lizisa.

Membrana sa mnotvo pora kroz koje gotovo sva hemijska

jedinjenja mogu da prou (osim makromolekula).

Jedno od najvanijih mesta delovanja amtibiotika.

Obezbeuje pripajanje i receptorna mesta za lekove i viruse.

Izaziva simptome oboljenja kod ljudi i ivotinja.

Obezbeuje imunoloke varijacije meu sojevima.

Moe biti modifikovan da titi eliju od nepovoljnih uslova

spoljanje sredine: visoka temp., pH, antimikrobna jedinjenja

Peptidoglukan

Osnovna komponenta elijskog zida, velike snage i vrstine.

Polisaharid, veliki polimer koji okruuje eliju kao mrea.

Sadri tri vrste gradivnih jedinica

N-acetilglukozamin (NAG)

N-acetilmuraminska kiselina (NAM)

Peptid sainjen od 4 aminokiseline (tetrapeptid)

Bojenje po Gramu (osnova podele je razlika u strukturi elijskog zida)

Gram-pozitivne bakterije

Boje se ljubiasto

Gram-negativne bakterije

Boje se crveno

Struktura elijskog zida bakterija Gram-pozitivne

Gram-negativne

elijski zid Gram-pozitivnih bakterija

Sainjen uglavnom od peptidoglukana

Debeo, homogen sloj, 20-80 nm debljine

Sadri teihojne i lipoteihojne kiseline

Polimeri glicerola i ribitol fosfata

Teihojne kiseline: receptorna mesta za pripajanje

bakteriofaga

elijski zid Gram-negativnih bakterija

Sainjen od tankog sloja peptidoglukana

okruenog SPOLJANJOM MEMBRANOM

Spoljanja membrana se sastoji od:

Lipida

Lipoproteina

Lipopolisaharida (LPS)

Nema teihojne kiseline

Lipopolisaharidi

Karakteristini za Gram(-) bakterije

Nalaze se samo u spoljanjoj membrani

elijski zid Gram(+) bakterija ih ne sadre

Sastoje se od:

Lipid A (endotoksin, deluje kao otrov)

Polisaharidni sloj

O lanac (O-antigen)- prua se poput dlaica sa povine membrane

Razlike izmeu Gram(+) i Gram(-) bakterija

KARAKTERISTIKE Gram-pozitivne b. Gram-negativne b.

Osetljivost na penicilin Vrlo osetljive Slabo osetljive

Osetlj. na streptomicin Slabo osetljive Vrlo osetljive

Toksin koji proizvode Egzotoksini Endotoksini

Osetljivost na lizozim Vrlo osetljive Slabo osetljive

Koliina lipida u .z. Mala Velika

Mezozomi u citoplazmi Imaju Nemaju

Zahtevi za hranlj. mat. Relativno sloeni Relativno jednostavni

Najei izgled Sporogeni tapii i veliki

broj okruglih bakterija

tapiaste b. u organima

za varenje, mali broj

okruglih bakterija

Serotipovi Gram negativnih bakterija(na pr. E. coli i Salmonella)

Imunoreaktivnost tri klase antigena

O-antigen (elijski zid)

Polisaharid (polimer O-podjedinica, 4-6 eera) vezan za LPS

Varijacije u sastavu eera i /ili kovalentnom vezivanju

H-antigen (flagelarni)

Filamentozni deo flagela izgraen od proteinskih podjedinica -

flagelina

K-antigen (kapsularni)

Specifina kombinacija O- i H- antigena definie

serotip i/ili serogrupe (E. coli O157:H7)

Sporogene bakterije

Endospore

Unutranje spore

U jednoj bakterijskoj eliji formira se samo jedna spora

Slue za konzervaciju (odravanje)

Preivljavaju ekstremne uslove spoljanje sredine

Veliki znaaj u prehrambenoj industriji, medicini

Stvaraju ih neki Gram(+) rodovi

Clostridium (anaerobni)

Bacillus (aerobni)

Sporosarcina

Figure 3.40

endospora

Sporangija

vegetativna elija

centralna spora

subterminalna

spora

terminalna

spora

terminalna spora

sa proirenom

sporangijom

centralna

Sub-terminalna

terminalna

spores

Bacillus

Clostridium botulinum

Karakteristike spora Najotpornije od svih ivotnih formi

Podnose ekstremne uslove temperature, suenje, zamrzavanje, radijaciju, hemijska jedinjenja

Rezistentnost je vezana za visok sadraj Ca i dipikolinske kiseline

Ca-dipikolinat ini 10% suve materije elije

Dehidratisana, metabolitiki neaktivna

10-30% sadraja vode

Mogu da sadre i male proteine rastvorljive u kiselinama

Zatita DNK od UV zraenja, isuivanja, suve toplote

Izvor ugljenika i energije za vreme procesa klijanja

Termorezistentnost

Podnose vieasovno kuvanje

Autoklav: 121 C 15-30 min

Suva sterilizacija: 160 C 2 h

Vegetativne forme se unitavaju t 70 C

Veina spora preivljava 80 C 10 min

Graa endospora

Sobodna opna egzosporium (protein)

Zid spore

Spoljni omota (dva sloja proteina sa visokim

sadrajem cisteina)

Korteks (labavo vezan peptidoglukan)

Unutranja membrana

Unutranjost spore

Figure 3.44

SPORULACIJA formiranje endospore

Transformacija u aktivan vegetativan oblik

1. Aktivacija

Zagrevanjem na visokim

temperaturama

novoformiranih spora

2. Klijanje

Spore manje rezistentne

Gubitak Ca-dipikolinata i

malih sporinih proteina

3. Porast

Poveanje obima elije

Sinteza nove DNK, RNK i

proteina

Neke znaajne sporogene vrste

Bacillus anthracis antraks

B.cereus trovanja hranom (toksi infekcije)

B.thuringiensis bioloki insekticid

B.subtilis enzim amilaza

B.stearothermophilus

Kvar sterilizovanog mleka

Indikator pravilne sterilizacije

Clostridium tetani tetanus

C.perfringens gasna gangrena

C.botulinum trovanja hranom (intoksikacije), botulizam

C. thermosaccharolyticum

- Spore izdravaju 1320 min na 100 C

Razlae eere

Osnovne karakteristike endospore i vegetativne elije

KARAKTERISTIKA VEGETATIVNA ELIJA ENDOSPORA

Struktura Tipina, Gram (+) Korteks, omotai, exospor.

Mikroskopske promene Bez refrakcije Refrakcija

Kalcijum (Ca) Malo Puno

Dipikolinska kiselina Odsutna Prisutna

Enzimaska aktivnost Visoka Niska

Metabolizam Visok Nizak ili odsutan

Sinteza makromolekula Prisutna Odsutna

iRNK Prisutna Niska ili odsutna

Termorezistencija Mala Velika

Rezistencija na hem. jed. Mala Velika

Rezistencija na radijaciju Mala Velika

Bojenje Lako Specijalnim postupcima

Dejstvo lizozima Senzitivna Rezistentna

Bakterije mlene kiseline Stvaraju relativno velike koliine mlene kiseline

fermentacijom ugljenih hidrata

Rodovi: Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactobacillus, Streptococcus thermophilus

Bakterije siretne kiseline Stvaraju siretnu kiselinu

Acetobacter aceti

Bakterije propionske kiseline Stvaraju propionski kiselinu, primena u industriji mleka

(fermentacije)

Propionibacterium freudenreichii

Bakterije buterne kiseline

Stvaraju buternu kiselinu

Neke Clostridium vrste, Cl. butyricum

Proteolitike bakterije

Vre hidrolizu proteina ekstracelularnim proteinazama

Vrste rodova: Micrococcus, Staphylococcus, Bacillus,

Clostridium, Pseudomonas, Alteromonas,

Flavobacterium, Alcaligenes, neke

Enterobacteriaceae, Brevibacterium

Lipolitike bakterije

Vre hidrolizu triglicerida ekstracelularnim lipazama

Vrste rodova: Micrococcus, Staphylococcus,

Pseudomonas, Alteromonas, Flavobacterium

Saharolitine bakterije

Vre hidrolizu sloenih, kompleksnih ugljovodonika

Vrste rodova: Bacillus, Clostridium

Termofilne bakterije

Rastu na temperaturi 50C

Bacillus, Clostridium, Pediococcus, Streptococcus,

Lactobacillus

Psihrotrofne bakterije

Rastu na temperaturi friidera (5C)

Neke vrste: Pseudomonas, Alteromonas, Alcaligenes,

Flavobacterium, Serratia, Bacillus, Clostridium,

Lactobacillus, Leuconostoc, Carnobacterium,

Brochotrix, Listeria, Yersinia, Aeromonas

Bakterije koje mogu da preive temperaturu pasterizacije - termorezistentneNeke vrste: Micrococcus, Enterococcus, Lactobacillus,

Pediococcus, Bacillus (spore) i Clostridium (spore)

Halotolerantne bakterijePreivljavaju visoke koncentracije soli (10%)

Neke vrste: Bacillus, Micrococcus, Staphylococcus, Pediococcus, Vibrio, Corynebacterium

Bakterije koje mogu da preive nizak pH (

Bakterije koje stvaraju gas

CO2, H2, H2S

Leuconostoc, Lactobacillus, Propionibacterium,

Escherichia, Clostridium, Desufotomaculum

Bakterije producenti egzopolisaharida

Sintetiu polisaharide

Neke vrste: Xanthomonas, Leuconostoc, Alcaligenes,

Enterobacter, Lactococcus, Lactobacillus

Sporogene bakterije

Obrazuju spore

Bacillus, Clostridium, Desulfotomaculum

Aerobne bakterije

Zahtevaju prisustvo O2 za rast i razmnoavanje

Pseudomonas, Bacillus, Flavobacterium

Anaerobne bakterije

Ne mogu da rastu u prisustvu O2

Clostridium

Fakultativno anaerobne bakterije

Mogu da rastu i u prisustvu i u odsustvu O2

Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc, enterini

patogeni i koliformne bakterije

Koliformne bakterije

Koriste se kao indikatori fekalnog zagaenja (indeks

sanitacije)

Vrste: Escherichia, Enterobacter, Citrobacter,

Klebsiella

Fekalni koliformi

Uglavnom se odnosi na Escherichia coli

Enteropatogene bakterije

Izazivaju gastrointestinalne infekcije

Patogene vrste: Salmonella, Shigella, Campylobacter,

Yersinia, Escherichia, Vibrio, Listeria, hepatitis A

virus, norovirus idr.

Zbog znaaja ovih bakterijskih grupa u hrani

mnoge laboratorijske metode su dizajnirane da

detektuju specifinu grupu umesto pojedinanu

vrstu. Slino, metode kontrole su katkada

dizajnirane da umite ili spree specifinih grupa.

VIRUSI

Acelularni obligatni intraelijski paraziti.

Umnoavaju se samo u ivim elijama domaina.

estice male veliine 20-300 nm, prolaze kroz

bakterijske filtre.

iroko rasprostranjeni u prirodi.

Graa virusa

Nukleinska kiselina: dvospiralna (ds) ili

jednospiralna (ss) DNK ili RNK

Proteinski omota: KAPSID

sainjen od podjedinica

KAPSOMERA

NUKLEOKAPSID

Mogu imati dvoslojni

lipidni omota OVOJNICU

Postoji i trea grupa virusa

Koriste obe nukleinske kiseline, DNK i RNK

kao svoj genetiki materijal ali u razliitim

fazama svog ciklusa replikacije.

Retrovirusi: sadre RNK genom u virionu ali se

replikuju preko DNK

Humani hepatitis B virus: sadri DNK u virionu ali

se replikuje preko RNK

Oblik i veliina virusa

Bezbednost hrane / Food Safety

Prouava se intenzivno ve

decenijama

U mnogim zemljama standardi

bezbednosti su porasli

Jo uvek znaajna oboljenja

koja se prenose hranom

Broj oboljenja koja se prenose

hranom ponovo u usponu u

nekim razvijenim zemljama

1.

2. Stalno suoavanje sa novim opasnostimaVirusi koji se prenose hranom

Virusi u hrani?

1914 prvo zabeleeno oboljenje prouzrokovano konzumiranjem hrane kontaminirane virusima 4 sluaja paralize dece u Engleskoj

Sirovo mleko

Poliomielitis agens virus iz porodice Picornaviridae (pico mali, RNA)

...

2012 oboljenja prouzrokovana virusima koji se prenose hranom veliki zdravstveni problem Norovirus (NoV) gastroenteritis

Hepatitis A virus (HAV) oboljenje jetre

EU: virusi koji se prenose hranom (2002-2006)

ZemljaBroj pojava oboljenja

(outbreaks)

U toku svih pet

godina

Nemaka 5391

Engleska i Vels 1893 x

Holandija 638 x

Maarska 431 x

Finska 312 x

Irska 236

panija 129 x

Francuska 109 x

Slovenija 86 x

vedska 78 x

Danska 54 x

Ukupno 13 zemalja 9430

Kroneman et al., 2007 Journal of Public Health

Pojava oboljenja

(outbreaks) virusnog

gastroenteritisa

Kaplan-ovi kriterijumi

Sluajevi povezani u

vremenu i prostoru

Povraanje prisutno u

50% od ukupnog

broja sluajeva

Srednje vreme trajanja

bolesti 12 do 60 h

Inkubacioni period

izmeu 15 i 77 h

Uzorci negativni na

prisustvo bakterijskih

patogena

9.4 miliona oboljenja

58 % NoV

55.961 hospitalizacija

35 % Nontyph. Salmonella spp.

26 % NoV

1.351 smrtnih sluajeva

28 % Nontyph. Salmonella spp.

24 % Toxoplasma gondii

19 % Listeria monocytogenes

11 % NoV

Centers for Disease Control and Prevention (2011)

Virusi - agensi humanog gastroenteritisa

Drugi virusi u

GI traktu

Polio

Coxsackie A

Coxsackie B

Echovirus

Enterovirus

Hepatitis A

Hepatitis E

Adenovirus

Reovirus

Rotavirus (60-80 nm) Adenovirus (70-90 nm)

Astrovirus (27-30 nm)

www.virology.net/Big_Virology/BV/FamilyIndex.html

Virusi - agensi akutnog gastroenteritisa

Sapovirus (27-35 nm) Norovirus (27-35 nm)

Sluaj virusnog

gastroenteritisa

Osoba sa simptomima

povraanja (dve ili vie

epizode u toku 12 h i

trajanjem 12 h) i/ili

dijareje (dve ili vie meke

stolice u toku 12 h i

trajanjem 12 h).

Prenos virusa: oralno fekalni put

Primarna proizvodnja sveih proizvoda

(voe i povre) i/ili ostriga

Otpadne vode, voda za navodnjavanje

Oboljenja vrlo esta

Norovirus, HAV, HEV

Radnici koji rukuju hranom

Ruke, povrine, spoljanja sredina

Oboljenja vrlo esta

Norovirus, HAV, HEV

Kako se NoV prenose?

Direktno Indirektno

Kontaktom sa obolelom

osobom

Kontaminirana

hrana

voda

okolna/spoljanja sredina i

povrine

AEROSOL prilikom povraanja

Fekalno oralni put!!!

Kontaminacija humanim fekalnim materijalom

Nedovoljna lina higijena radnika koji dolaze u

kontakt sa hranom

Karakteristike virusa Mala infektivna doza

18 virusnih estica

U fecesu se oslobaaju u izuzetno velikom broju 104- 1010 virusa / g

Nalaz virusa u fecesu je izuzetno dug 3 nedelje

Dobro preivljavanje van domaina u vodenim sredinama

na povrinama

u spoljanjoj sredini

na rukama

Dobro preivljavaju uobiajene uslove uvanja hrane Hlaenje i zamrzavanje

Rezistentniji prema mnogim dezinfekcionim sredstvima od veine bakterija

Otporni na kiselu sredinu, etar, hloroform, blage deterdente

Relativno termostabilni rezistentni na 60 C 30 min

Hrana koja predstavlja rizik

Ostrige

Svee voe i povre

Hrana spremna za konzumiranje

(RTE: ready-to-eat products)

Pekarski proizvodi

Naresci proizvoda od mesa

Drugo

EFSA Panel o Biolokim Hazardima

NoV i HAV u koljkama

NoV i HAV u sveem vou i povru

NoV i HAV u hrani spremnoj za

konzumiranje

Rotavirusi u vodi koja se koristi za pripremu

hrane

EFSA Journal 2011; 9(7):2190

Tretmani koji nisu uticali na smanjenje broja estica NoV

Tretman Proizvod Referenca

Toplota

Pasterizacija

Kuvanje

72-74 C, 1 min

180 s

Ljuti paradajz sos

ostrige

Mormann et al., 2010

Hewitt i Greening, 2006

Acidifikacija

pH 3

pH 3-7

pH 3-4

pH 4.5

pH 5.0-5.5

3 h

58 dana, 6 C

24 dana, 6 C

medium

malina

Sok od pomorande

Paradajz keap

Salata od testa

Dolin et al., 1972

Ansar et al., 2006

Ponka et al., 1999

Fleet et al., 2000

Mormann et al., 2010

Hlaenje

4 C

4 C

6 C

11 C

11 C

4 nedelje

10 dana

2 dana

7 dana

11 dana

Marinirane ostrige

Zelena salata

Mleveno meso

Jabuke

Salata Iceberg

Hewitt i Greening, 2004

Lamhoujeb et al., 2008

Mormann et al., 2010

Zamrzavanje

-18 C

-18 C

8 dana

7 i 14 dana

Mleveno meso

Zamrznuta pica

Jagodiasto voe i lekovito bilje

Sladoled i zamrznuti dezerti

Mormann et al., 2010

Butot et al., 2008

Hollinger i Ticehurst, 1996

Tretmani koji redukuju ili potpuno unitavaju

estice NoV

Peenje zamrznute pice: 200 C / 12 min; 220 C /

15 min

Kuvanje mlevenog mesa u tenosti: 30 min

U centru 94 C / 15 min

Prenje mlevenog mesa: 200 C / 30 min

U centru 96 C / 15 min

U klinikim uzorcima: 76,6 C

Topping et al., 2009

Karakteristike i taksonomija NoV (ICTV, 2012)

Linearni (+) ss RNK molekul 7.4 -8.3 kb

Virioni: bez ovojnice, ikosaedarne simetrije, 27-

40 nm negativnim bijenjem pod EM, 35-40 nm

krio-elektron mikroskopijom

Pripadaju porodici Caliciviridae

Nebovirus

Bakteriofagi

Litiki ciklus bakteriofaga

ivotni ciklus faga koji se zavrava lizisom

bakterijske elije i oslobaanjem viriona.

VIRULENTNI fagi liziraju svog domaina za

vreme replikacije.

Umereni bakteriofagi i lizogenija

Integracija genoma faga u DNK domaina.

PROFAG integrisani genom faga.

LIZOGENE bakterije inficirane

UMERENI fagi sposobni da obrazuju

lizogeniju

Lizogenija je vrlo esta u prirodi

Clostridium botulinum prouzrokova trovanja hranom, stvara 7 razliitih toksina od kojih su 2 kodirana genomom profaga.

Corynebacterium diphtheriae produkcija toksina.

Modifikacija lipopolisaharida Salmonella.

BAKTERIJE MLENE KISELINE.

PRIONI

Proteinske infektivne estice.

Nemaju nukleinsku kiselinu.

Uzrokuju bolesti centralnog nervnog sistema ivotinja

Scarpia kod ovaca

BSE bovine spongiophorm encephalopathy

Neuroloka oboljenja oveka

Creutzfeldt-Jakob

Kuru

Alchajmerova bolest

Normalni oblik proteina (priona) se oznaava PrP ili PrPc (PRion Protein Cellular)

Promenjena konformacija se oznaava PrPsc (PRion Protein SCarpie)

PrP i PrPsc sadre iste strukturne amino kiseline, razlikuju se u 3D konformaciji.

Faktori koji utiu na razvie

mikroorganizama u hrani

Rast i razmnoavanje mikroorganizama u

hrani

Hrana kao okruenje UNUTRANJI FAKTORI

Hranljiva jedinjenja (sastojci hrane)

Faktori rasta i inhibitori u hrani

Aktivnost vode

pH

Oksido-redukcioni potencijal, kiseonik

Spoljanje okruenje u kome se hrana skladiti

SPOLJANJI FAKTORI

Temperatura

Relativna vlanost

Gasovi u okruenju

Sastojci hrane koji utiu na rast

mikroorganizama

Ugljenihidrati (monosaharidi, disaharidi,oligosaharidi, polisaharidi)

Proteini (proteini, pepetidi, amino kiseline, amonijak, urea, kreatinin, amini)

Lipidi (slobodne masne kiseline)

Vitamini i minerali

Faktori stimulacije i inhibicije prisutni u hrani

Hranljiva jedinjenja

Rast mikroorganizama

Sinteza elijskih komponenata i energije

Neophodna hranljiva jedinjenja iz neposredne okoline elija

Mikroorganizmi prisutni u hrani znaajno variraju u svojim potrebama

Bakterije kvasci plesni

Sposobnost korienja makromolekula

Ugljeni hidrati (skrob, celuloza), proteini (kazein) i lipidi

Specifini ekstracelularni enzimi (egzoenzimi)

Plesni su najsposobnije

Mogunost rasta za vrste koje nemaju ovu sposobnost

elije mikroorganizama, nakon smrti i lizisa, oslobaaju intracelularne enzime koji mogu da kataliu razgradnju

Za vreme rasta u hrani, mikroorganizmi sintetiu energiju i elijske komponente

Velika koliina energije je potrebna za sintezu elijskih komponenta

Povezivanje reakcija u kojima se stvara energija sa reakcijama sinteze elijskog materijala

Reakcije u kojima se stvara energija OKSIDACIJE

U elijama mikroorganizama organizovane u sukcesivnim reakcijama (metabolitiki putevi) za postupno oslobaanje energije iz organskih jedinjenja (koja se nalaze u redukovanom stanju)

Energija

Koristi se direktno

uva, skladiti u visoko energetskim jedinjenjima: ATP, nukleotid trifosfati, acilfosfati, neorganski polifosfati, acetil-koenzim A

Respiracija i fermentacija Hrana kao sistem

Ugljeni hidrati, proteini i lipidi

Mikroorganizmi u hrani

Heterotrofi

Zahtevaju organski izvor ugljenika

Hemoheterotrofi

Koriste organska jedinjenja kao donor elektrona za stvaranje energije

Krajnji akceptor elektrona

Aerobna respiracija O2

Anaerobna respiracija neorganska jedinjenja

Fermentacija organska jedinjenja

Aerobna repiracija vs. fermentacija

Tipovi fermentacije

Metabolizam ugljenih hidrata

Razlaganje na elijskom novou

Monosaharidi, disaharidi, trisaharidi transportuju se u

eliju i hidrolizuju do monosaharida pre daljnje

degradacije

Polisaharidi se prvo razlau na mono- i disaharide

ekstracelularnim enzimima (na pr. -amilaza) pre nego

se transportuju u eliju

Plesni, neke vrste roda Bacillus, Clostridium i dr. bakterije

razlau skrob, glikogen, celulozu, pektin i dr.

Razlaganje pektina i celuloze u vou i povru utie na teksturu

proizvoda i prema tome na kvalitet

Putevi razgradnje monosaharida

EMP put

Homofermentativne BMK, Enterococcus faecalis, Bacillus spp. i kvasci

Heksoza monofosfatni put

Heterofermentativne BMK, Bacillus spp., Pseudomonas spp.

Entner-Doudroff (ED) put

Pseudomonas spp.

Pentoza fosfoketolazni put

Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Bacillus spp. i neke BMK

Heksoza fosfoketolazni put

Bifidobacterium spp.

Neki specifini putevi Meana fermentacija

Enterobacteriaceae

Propionska fermentacija Propionske bakterije i

Clostridium spp.

Butirat, butanol i aceton ferm. Clostridium spp.

Diacetil, acetoin i butandiol f. Neke BMK i neke b-je

Enterobacteriaceae

Pirogroana kiselina Fermentacija

Anaerobna respiracija

Aerobna respiracija

Figure 5.18b

Krajnji produkti fermentacije

Figure 5.23

Test fermentacije

(a) Neinokulisana epruveta koja sadi medijum sa ugljenim hidratom manitolom

(b) Staphylococcus epidermidis raste na proteinu ali nije koristio ugljeni hidrat. Manitol (-)

(c) Staphylococcus aureus stvara kiselinu ali ne i gas. Manitol (+)

(d) Escherichia coli je takoe manitol (+) ali stvara i gas fermentacijom manitola

Eukariotski mikroorganizmi

Gljive

Osnovne karakteristike

Jednoelijski ili vieelijski eukariotski organizmi

vrst elijski zid celuloza i/ili hitin

Nemaju hlorofil, ne obavljaju fotosintezu

Heterotrofi koriste organska jedinjenja

Apsorpcija rastvorenih hranljivih materija

Razmnoavaju se polno i bespolno

Gljive u industriji

Prehrambena: hleb, pivo, vino, soja sos, sirevi

Farmaceutska: antibiotici, steroidi i dr.

Organske kiseline, alkohol, i dr.

tetna uloga Kvar prehrambenih proizvoda i

stone hrane

Kvasci (Ascomycetes)

Heterotrofni jednoelijski eukariotski mikroorganizmi

Predstavnik: Saccharomyces

Oblik

Okruglast,

elipsoidan,

jajast, izduen,

pravougaoni,

cilindrian,

limunast

Veliina

3 15 m

Stvaraju lanu miceliju - pseudomicelija

Razmnoavanje kvasaca

Bespolno PUPLJENJEM

Polno obrazuju SPORE

u plodonosnim kesiastim

telima ASKUSIMA.

Graa gljiva

HIFA konasta elija, osnovna gradivna

jedinica

Cenocitina (bez pregrada), ne septirana

Septirana, ima septe

Bespolno razmnoavanje: bespolne spore

Segmentacijom hife u

debelozidne elije

ARTROSPORE

Modifikacija

elija du hifa.

Tamno obojeni

zadebljali zidovi,

konzervacija.

HLAMIDOSPORE

Unutranje

spore

SPORANGIO

SPORE

Spoljanje

spore

KONIDIO

SPORE

Pupljenjem

vegetativnih

elija.

BLASTOSPORE

Polno razmnoavanje: polne spore

Zigospore

krajevi bliskih hifa se spajaju, dolazi do mejoze i formiranja

velikih zigospora debelih zidova.

Askospore

procesom mejoze nastaje etiri do osam spora unutar

specijalizovanih elija askusa.

Bazidiospore

procesom mejoze nastaju etiri spore, obino na povrini

specijalizovanih elija bazida.

Nie gljive (Zygomycetes)

Neseptirane hife (jedra slobodno struje u eliji)

Pamuast, vatast rast na hranljivoj podlozi

Bespolno razmnoavanje: spore u sporangijama

Polno razmnoavanje: zigospore

Predstavnici: Rhizopus i Mucor

U zemljitu, veinom saprofiti, paraziti, kvar voa

Industrijska primena: fermentacije, transformacija steroida

Rod Mucor

Bela plesan, veoma rasprostranjena

Spore glatke, bledo zelenkaste boje

U anaerobnim uslovima mukorov kvasac

Rod Rhizopus

Siva ili crna plesan

Sporangije tamne, mrke boje

Sporangiospore - izbrazdane

Na vou, povru, itaricama

U industriji

organske kiseline

Vie gljive (Ascomycetes)

Vieelijske septirane hife

Somotast, pliast rast na hranljivoj podlozi

Bespolno razmnoavanje: konidiospore - konidije

Polno razmnoavanje: askospore u askusima

Predstavnici: Aspergillus, Penicillium

Saprofitne, simbiotske, parazitne

Industrija: limunska, oksalna, itakonska kiselina; amilaze

Aspergillus

Penicillium

Fungi imperfecti (Deuteromycetes)

Nije poznata polna reprodukcija

Bespolne spore: konidije

Predstavnici: Fusarium, Alternaria

Veina su saprofiti, biljni paraziti

Patogeni ljudi

Rod Fusarium

Bela gljiva na itaricama i proizvodima od ita

Kratke konidiofore

Konidije srpaste, vieelijske

Rod Alternaria

Crna, mrka gljiva na paradajzu, jabuci

Kratke konidiofore

Konidije kao granate, vieelijske