Seminář potravinářské mikrobiologie

Třešť 16.5.-18.5.2011program

Novinky v potravinářské mikrobiologii(i formou přehledových referátů)

Kulatý stůl – problémy v praxi a jak na něReferáty PhD studentů

Presentace firem

Základní aspekty chemické a mikrobiologické

bezpečnosti potravin

Kateřina DemnerováVysoká škola chemicko - technologická v Praze

PRAHA

O čem budeme mluvit

- Mikroorganismy a potraviny

- Něco o současné legislativě

- Směry v potravinářské mikrobiologii

- Co nás asi čeká v budoucnosti???

Potraviny nejsou sterilní !!!!

Potraviny

Kontaminace člověkemVzduch, půda, voda

Nakládání a příprava potravin konzumenty

Výroba, zpracování, marketing

Zvířata

Potravinářsky významné mikroorganismy

žádoucí nežádoucí

Přirozená mikroflóra

Čisté potravinářské kultury

Patogennímikroorganismy

Mikroorganismy s nežádoucí enzymovouaktvitou

Původci onemocnění lidí

bakteriální agens

virová agens

parazitární agens

metabolity a toxiny

Zákon č. 110/1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích

Nařízení komise (ES) č. 2073/2005(1441/2007)

Potraviny nesmějí obsahovat mikroorganismy nebo jejich toxiny či metabolity v množstvích, která představují nepřijatelné riziko pro lidské zdraví.

Jednotná Evropská

Legislativa

Nařízení komise (ES) č. 1441/2007, kterým se mění nařízení (ES) č. 2073/2005 o mikrobiologických kritériích pro potraviny

• Kap. 1 - Kritéria bezpečnosti potravin

• Salmonella spp.

• Listeria monocytogenes

• Enterobacter (Cronobacter)sakazakii

• Bacillus cereus

• enterotoxiny Staphylococcus aureus

• biogenní aminy

Kap. 2 - Kritéria hygieny výrobního procesu

•maso a výrobky z něj

•mléko a mléčné výrobky

•vaječné výrobky

•produkty rybolovy

•zelenina a ovoce a výrobky

Kap. 3 - Pravidla pro odběr vzorků a přípravu zkušebních vzorků

Jak se vyrovnáváme s hlavním cílem –zajištěním bezpečných potravin?

• Preventivní principy systému HACCP již téměř zdomácněly v potravinářském průmyslu.

• Zlepšila se hygiena výroby potravin.

• Studium možností snížení výskytu onemocnění vyvolaných salmonelami a kampylobaktery.

• Studium resistence bakterií k antimikrobiálním látkám

Za co vlastně vděčíme HACCP???Hazard Analysis and Critical Control Point

• Potřeba rychlých metod stanovení potravních patogenů urychlila vývoj nových metod

• Moderní kultivační mikrobiologické metody

• Imunochemické metody

• Molekulární biologické metody

• Hmotnostní spektrometrie (mass spectrometry, MS) metody MALDI TOF

• Nanobiosensory

Jak se vyrovnáváme s hlavním cílem –zajištění bezpečných potravin

• Preventivní principy systému HACCP již téměř zdomácněly v potravinářském průmyslu.

• Zlepšila se hygiena výroby potravin. A co tržní síť a prodej potravin konečnému spotřebiteli?

• Studium možností snížené výskytu onemocnění vyvolaných salmonelami a kampylobaktery.

• Studium resistence bakterií k antimikrobiálním látkám

Jak se vyrovnáváme s hlavním cílem –zajištění bezpečných potravin

• Preventivní principy systému HACCP již zdomácněly v potravinářském průmyslu.

• Zlepšila se hygiena výroby potravin.

• Další studium možností snížení výskytu onemocnění vyvolaných bakteriemi např. salmonelami a kampylobaktery.

• Studium resistence bakterií k antimikrobiálním látkám

0

100

200

300

400

500

600

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

nem

ocno

st n

a 10

0 00

0 ob

yvat

el salmonelózykampylobakteriózy

Trend výskytu kampylobakterióz a salmonelóz v České republice v letech 1993-2009 (zdroj – EPIDAT)

Trend výskytu listerióz v České republice v letech 1993-2009 (zdroj – EPIDAT)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

poče

t hlá

šený

ch p

řípa

dů

Jak se vyrovnáváme s hlavním cílem –zajištění bezpečných potravin

• Preventivní principy systému HACCP již zdomácněly v potravinářském průmyslu.

• Zlepšila se hygiena výroby potravin.

• Další studium možností snížení výskytu onemocnění vyvolaných bakteriemi např. salmonelami a kampylobaktery.

• Studium resistence bakterií k antimikrobiálním látkám

Resistence

• Rychlá evoluce – přenos genů – nové vlastnosti

• Indie, Belgie - bakterie, která produkuje enzym NDM-1, který vyvolává rezistenci vůči širokospektrálním antibiotikům.

A co nás čeká ???

Hlavní směry studia• Uplatnění výsledků studia regulace buněčného

metabolismu – adaptace na stres, tvorba biofilmů, enterotoxiny atd.

• Sledování výskytu nových mikroorganismů podílejících se na kažení potravin– rezistentní kmeny k dlouhodobě užívaným konzervačním látkám.

• Využití metagenomika bakterií k jejich určení (např. u bakterií GIT – využití C13 isotopu, většina je nekultivovatelných).

• Studium principů a podstaty resistence

• Studium nových antimikrobiálních látek typů bakteriocinů a etherických olejů rostlin.

Louis Pasteur(1822-1895)

„Pánové, jsou to mikrobi, které mají poslední slovo“

Nálezy salmonel u drůbeže v tržní síti: výsledky studie MIKROMON v letech 1999-2009Salmonella Enteritidis je nejčastěji hlášeným původcem salmonelóz u lidí. Nejvýznamnějším rezervoárem salmonel je hrabavá drůbež (Gallus gallus), kam kromě slepic spadají i brojleři (kuřata chovaná na maso).

Z výsledků studie MIKROMON vyplývá, že konzumace kuřecího masa se na humánních infekcích podílí jen okrajově a majoritním zdrojem salmonel jsou pro humánní populaci slepičí vejce a maso.

• Listeria mezinárodní tvarůžky 2009/2010

• Shigella – České Budějovice

• Salmonely - Zlínsko –zdroj není identifikován 2009/2010

• Listeria - Plzeň – 2008/2009/2010 zdroj nepodařilo potvrdit

Výskyt patogenních mikroorganismů

Děkuji za pozornost

Využití typizace k identifikaci zdrojů a cest šíření patogenních bakterií

Typizace• metoda hlubší identifikace baktérií

− např. sérotypizace• metoda porovnávací

− porovnávání příbuznosti izolátů na úrovni DNA (fingerprinting)• metody na bázi PCR• makrorestrikční analýza bakteriálního genomu

Využití• epidemiologické šetření

- slouží k analýze vlastností izolátů téhož druhu - průkazu genetické příbuznosti izolátů zachycených při epidemii- možnost odlišení epidemiologicky nesouvisejících izolátů

• analýza baktérií environmentálního původu − Určování zdrojů kontaminace při výrobě nebo prodeji potravin

Rozdělení metod typizace mikroorganismů

GenotypuFenotypu

1. metabolismus2. morfologie3. fyziologie

chemotaxonomiezaložena na

molekulárně-biologickémprincipu

Klasická taxonomie baktérií

Jak se vyrovnáváme s hlavním cílem –zajištění bezpečných potravin

• Preventivní principy systému HACCP již téměřzdomácněly v potravinářském průmyslu.

• Zlepšila se hygiena výroby potravin.

• Studium možností snížené výskytu onemocnění vyvolaných salmonelami a kampylobaktery.

• Studium resistence bakterií k antimikrobiálním látkám

Resistence

• Rychlá evoluce – přenos genů – nové vlastnosti

• Indie, Belgie - bakterie, která produkuje enzym NDM-1, který vyvolává rezistenci vůči širokospektrálním antibiotikům.

A co nás čeká ???

Hlavní směry studia• Uplatnění výsledků studia regulace buněčného

metabolismu – adaptace na stres, tvorba biofilmů, enterotoxiny atd.

• Sledování výskytu nových mikroorganismů podílejících se na kažení potravin– rezistentní kmeny k dlouhodobě užívaným konzervačním látkám.

• Využití metagenomika bakterií k jejich určení (např. u bakterií GIT – využití C13 isotopu, většina je nekultivovatelných).

• Studium principů a podstaty resistence

• Studium nových antimikrobiálních látek typů bakteriocinů a etherických olejů rostlin.

Louis Pasteur(1822-1895)

„Pánové, jsou to mikrobi, kteří mají poslední slovo“

Děkuji za pozornost

Gastrointestinální trakt - GIT

• Složení populace GIT – ovlivňuje lidské zdraví.

• Produkce bakteriocinů a specifických mastných kyselin jako je CLA (conjugated linoleic acid), producentem jsou bifidobakterie mění složení mastných kyselin v játrech a tukové tkáni. Zlepšení nastalo po perorálním podání směsi vybravých LAB a bifidobakterů.

Adaptace patogenů na vlivy prostředí• Jeden z důvodů výskytu salmonel je jejich vynikající

schopnost zvládat stresové podmínky.

• Nejnovější studie ukázaly na komplexní povahu reakce salmonel na environmentální signály (teplota, pH, osmolarita, redox, antimikrobiální peptidy a hladovění).

• Vícenásobné promotory umožňují expresi genů na více signálů najednou.

• H-NS, DNA-vazebný protein, asociovaný s nukleoidem, byl u enterobakterií objeven již před 35 lety, teprve následně byl a rozpoznána jeho funkce a vysoce pleiotropní účinek na regulaci genů.

Adaptace patogenů na vlivy prostředí• Jeden z důvodů stálého výskytu salmonel je jejich vynikající

schopnost zvládat stresové podmínky.

• Nejnovější studie ukázaly na komplexní povahu reakce salmonel na environmentální signály (teplota, pH, osmolarita, redox, antimikrobiální peptidy a hladovění).

• Vícenásobné promotory umožňují expresi genů na více signálů najednou.

• H-NS, DNA-vazebný protein, asociovaný s nukleoidem, byl u enterobakterií objeven již před 35 lety, teprve následně byl a rozpoznána jeho funkce a vysoce pleiotropní účinek na regulaci genů.

H-NS schopnost zhášet transkripci AT bohatých úseků DNA.• Přednostní vazba na sekvence bohaté na AT-obsah

nežli na vlastní (residentní) genom umožňuje proteinu H-NS potlačit expresi cizí DNA procesem známým jako “xenogeneic silencing.” Counter-silencing pak rozmanitými mechanismy umožňuje evoluční získání horizontálně vnesených genů a jejich integraci do pre-existující regulačního

řetězce.

Gene silencing

F.C.Fang Curr Opin Microbiol. 2008 April; 11(2): 113–120.

Kary Mullis – Nobel prize for chemistry, 1993

Polymerase chain reaction PCR

http://users.ugent.be/~avierstr/principles/pcrani.html

Průběh PCR - animace

Mikrobiologická analýza potravinVzorky potravin jsou

nakupovány v obchodní síti

Výběr potravin je prováděn podle spotřebního koše a podle pravděpodobnosti výskytu sledovaných patogenů

Laboratorní metody detekce mikroorganismů

nepřímépřímé

1. kultivační2. mikroskopické3. imunochemické4. molekulárně

biologické

1. impedanční2. ATP3. metabolická

aktivita4. Hmotnostní

spektrometrie MALDI TOF

IDENTIFIKACE - zařazení neznámých izolátů (rod, druh, poddruh)

TYPIZACE - zařazení neznámých kmenů pod úroveň druhu (poddruhu)

FINGERPRINTING - vzájemné porovnání kmenů jednoho druhu poddruhu nebo variety

Metody typizace

BIOTYPIZACE - zkoumání vlastností kultur na základě biochemických vlastností (API, Enterotest, Stafytest atd.)

SÉROTYPIZACE - nejstarší typizační technika, sklíčková, mikrozkumavková, Ag O:H

REZISTENCE k AML - zkoumání citlivosti kultur k antimikrobiálním látkám (disková difuzní, metoda MIC)

FÁGOVÁ TYPIZACE

Fenotypové typizační metody