Skip to content

Micro-organismen in bedrijf

12 februari 2012

gmp

Micro-organismen vormen een belangrijke bedreiging voor de veiligheid van levensmiddelen, geneesmiddelen en medische hulpmiddelen. Micro-organismen kunnen tot bederf van het product leiden en optreden als ziekteverwekker voor de consument of gebruiker van het product.

Bij micro-organismen onderscheiden we bacteriën, virussen, gisten en schimmels. In deze blog gaan we met ze kennismaken, zodat we ook de geldende beheersmaatregelen in de productieomgeving en de clean room kunnen begrijpen.

Eigenschappen en levensvoorwaarden van bacteriën

Bacteriën zijn eencellige uiterst kleine organismen. Ze zijn slechts door middel van een microscoop waar te nemen, vandaar de term micro-organismen. Zelden zijn ze langer dan 10 μ (micron = 0,001 mm) en dikker dan 3 μ. De bacteriën vermenigvuldigen zich door deling. Ieder deel groeit weer uit tot de oorspronkelijke grootte. De vermenigvuldiging kan soms zeer snel plaatsvinden. Wanneer onder ideale omstandigheden een celdeling om de 20 à 30 minuten plaatsvindt, zou het aantal bacteriën na 10 uren al 1.000.000 kunnen bedragen. In werkelijkheid wordt dit aantal vanwege belemmerende omstandigheden, zoals gebrek aan voedsel, ophoping van schadelijke stofwisselingsproducten en dergelijke, niet bereikt.

Sommige bacteriën hebben, wanneer de levensomstandigheden in een of ander opzicht minder gunstig worden (b.v. een te hoge temperatuur, aanwezigheid van vergiften, voedselschaarste, uitdroging) het vermogen een spore te vormen. De spore is veel beter tegen ongunstige omstandigheden bestand dan de bacterie in zijn zogenaamde vegetatieve vorm. Bacteriën welke sporen kunnen vormen (men noemt ze sporenvormende bacteriën) zijn moeilijker te vernietigen, dan de niet-sporenvormende. De vegetatieve bacterie zelf sterft onder de invloed van ongunstige levensvoorwaarden af, terwijl de spore dan vaak nog in leven blijft. Een spore kan zich echter niet vermenigvuldigen. Worden de levensvoorwaarden later weer gunstiger, dan groeit uit de spore weer een vegetatieve cel.

Eigenschappen en levensvoorwaarden van gisten en schimmels
Schimmels zijn meercellige, hoger ontwikkelde micro-organismen. Bij enige vergroting vertonen de schimmels zich als een dradenmassa, mycelium genoemd. De voortplanting geschiedt bij de schimmels verschillend. Bij sommige soorten vallen de myceliumdraden uiteen in afzonderlijke delen (oidiën), die ieder weer tot een nieuwe schimmel kunnen uitgroeien. Bij de hoger ontwikkelde soorten vormen zich, afhankelijk van de soort, sporen op uitlopers van het mycelium of in daar gevormde knoppen. De rijpe sporen kunnen zich gemakkelijk verspreiden en aanleiding geven tot het ontstaan van een nieuw mycelium. Schimmels tasten vooral vetten en eiwitstoffen aan. De meeste soorten leven bij voorkeur in een zure omgeving.

Gisten zijn ééncellige schimmels. Ze hebben geen eigen beweging en zijn meestal eivormig of langgerekt. De vermenigvuldiging geschiedt door spruiting, d.w.z. aan de moedercel vormt zich een spruit of dochtercel, die even groot als de moedercel wordt. Dikwijls blijven de dochtercellen aan de moedercel vastzitten. De gisten tasten vooral suikers aan en zetten deze om in alcohol en koolzuurgas, waardoor de voedingsbodem gaat gisten. Verscheidene gistsoorten leven bij voorkeur in een zwak zure omgeving. Ten aanzien van het zuurstofgebruik gedragen de soorten zich verschillend.

Eigenschappen en levensvoorwaarden van virussen
Virussen zijn geen cellen, maar DNA- en RNA-moleculen omgeven door eiwitten. Ze zijn veel kleiner dan bacteriën en daardoor niet zichtbaar met een gewone microscoop. Ze bezitten geen eigen stofwisseling en kunnen zich alleen vermeerderen in een gastheer-cel. Virussen zijn moeilijk te bestrijden. Sommige dierenvirussen worden door de gastheer uitgescheiden op zo’n manier dat het virus wordt bedekt met een laag van de celmembraan van de gastheercel: dit wordt dan de enveloppe. In veel gevallen bevat de enveloppe eiwitten die gecodeerd zijn door het virusnucleïnezuur en materialen afkomstig van de gastheercel. Deze zogenaamde mantelvirussen zijn beter te bestrijden dan de naakte virussen zoals de adeno-, parvo-, en picornavirussen, die onder andere polio, hepatitis A, mond- en klauwzeer en verkoudheid veroorzaken. Hoe groter de enveloppe of mantel en hoe groter het virusdeeltje (virion) zelf, hoe gevoeliger het virus is.

Bederfverwekkende micro-organismen
Sommige micro-organismen veroorzaken voedselbederf. Voedsel dat bedorven is, kun je niet meer eten. Wij zeggen dan dat het eten niet goed meer is. Bacteriën, gisten of schimmels kunnen ervoor zorgen dat voedsel bederft. Als voedsel bedorven is, ziet de kleur er anders uit dan normaal en ruikt en smaakt het ook anders.

Ziekte als gevolg van vergiftiging en infectie
Wanneer ziekteverwekkende micro-organismen in ons voedsel zitten, kun je dat meestal niet zien, ruiken of proeven. De grootste fout is dat mensen denken dat als voedsel er vers en goed uitziet, het ook wel veilig zal zijn. Biologische ziekteverwekkers in voedsel kunnen op twee manieren ziekte veroorzaken: door vergiftigingen en door infecties.

Bij een bacteriële voedselvergiftiging worden de verschijnselen niet veroorzaakt door de bacterie zelf, maar door de bacteriën geproduceerde gifstoffen (toxines). De veroorzakende bacteriën kunnen al wel zijn afgedood, maar de gifstoffen blijven in het voedsel of op het product aanwezig. Dode (gram-negatieve) bacteriën zijn zelf een endotoxine (binnengif), waar je ziek van kunt worden. Een exotoxine is een gifstof die een (meestal Gram-positieve) bacterie (zoals de difterie- of de tetanusbacterie of ook Stafylococcus aureus produceert. Schimmels en gisten produceren mycotoxines. De FAO schat dat 25% van alle voedselproducten in de wereld mycotoxinen bevatten. De kans op ziekte en de ernst van de ziekteverschijnselen hangen direct samen met de hoeveelheid opgenomen gifstoffen en de daardoor veroorzaakte schade.

Men spreekt van een infectie als de verschijnselen worden veroorzaakt door de bacterie zelf in plaats van door toxinen. Micro-organismen kunnen, na het binnendringen en/of vermeerderen in het lichaam, infecties veroorzaken. Dergelijke infectieuze organismen kunnen de normale functie van het lichaam verstoren door het binnendringen en vernietigen van lichaamscellen. Het verschil tussen infecties en vergiftigingen is soms niet eenduidig omdat de levende micro-organismen ook schadelijke stofwisselingsproducten (toxinen) kunnen produceren. De schadelijkheid van veel infectieuze bacteriën en sommige virussen berust op de productie van toxinen in het lichaam.

Hygiënische omstandigheden
Gebaseerd op de levensomstandigheden van micro-organismen kunnen de omgevingscondities zodanig worden gehandhaafd dat de groei en vermeerdering van micro-organismen worden beperkt of dat micro-organismen worden afgedood. Vocht, voedsel en temperatuur vormen belangrijke factoren.

Osmotische waarde en vocht
Hoewel de bacteriën tot het plantenrijk worden gerekend, zijn zij wegens hun gemis aan bladgroen niet zoals de planten in staat, zetmeel te vormen uit het in de lucht aanwezige koolzuur. Voor hun voeding zijn ze daarom aangewezen op organisch voedsel (suiker, zetmeel, eiwit). De bacteriën kunnen het voedsel slechts in opgeloste toestand, door middel van osmose opnemen. Is de oplossing van voedingsstoffen te geconcentreerd, dan wordt de voedselopname en daardoor ook de groei van de bacteriën belemmerd of zelfs stopgezet. Hiervan wordt bij conservering gebruik gemaakt bijvoorbeeld bij gedroogd vlees, gecondenseerde melk en jam. Terwijl deze voedingsmiddelen de voor vele bacteriën nodige voedingsstoffen bevatten, komen de bacteriën door de te geconcentreerde voedingsstoffen niet tot ontwikkeling.

De stofwisselingsproducten verlaten het bacterielichaam eveneens door osmose. De bacteriën zijn daarom gevoelig voor de eigen stofwisselingsproducten; een te sterke opeenhoping van deze producten remt de vermeerdering van de bacteriën en kan deze tenslotte geheel doen stilstaan. Ook voor bepaalde chemische stoffen zijn de bacteriën zeer gevoelig en ze kunnen daardoor worden gedood.

Water speelt bij micro-organismen een voorname rol. Het dient in de eerste plaats als voedingsmiddel en verder als oplossingsmiddel van het voedsel. De voedingsstoffen van de bacteriën moeten ten minste 20 % water bevatten. Voor gisten en schimmels bedraagt dit percentage ± 15 %. Als levensmiddelen, b.v. vlees, melkpoeder en dergelijke, volkomen droog zijn, gaan ze niet tot bederf over. De bacteriën kunnen in de sporevorm, bij sommige soorten ook in de vegetatieve vorm, soms zeer lang uitdrogen doorstaan.

Temperatuur
De groei en de vermenigvuldiging van de bacteriën worden in sterke mate door de temperatuur beïnvloed. Iedere bacteriesoort heeft haar gunstigste (optimum), laagste (minimum) en hoogste (maximum) groeitemperatuur. Op grond van de voor verschillende bacteriën uiteenlopende temperatuurbereiken, worden de bacteriën vaak ingedeeld in drie klassen:

  • Psychrofiele bacteriën met een temperatuurbereik van 5 tot 30 °C. Deze bacteriën geven problemen bij opslag van voedsel in de koelkast omdat ze bij relatief lage temperaturen nog groeien.
  • Mesofiele bacteriën groeien optimaal tussen 15 en 50 °C. De meeste bacteriën behoren tot deze groep en zo ook de meeste voor de mens pathogene bacteriën (ziektekiemen) die een optimum temperatuur van 35 tot 40 °C hebben.
  • Thermofiele bacteriën waarvan de optimale temperatuur tussen de 50 en 60 °C ligt. In hete bronnen worden bacteriën gevonden die kunnen groeien bij temperaturen tot 90 °C. De thermo-resistente soorten kunnen daarmee dus de gebruikelijke pasteurisatietemperaturen doorstaan.

Bij de dodingstemperatuur sterven de bacteriën. Hier bestaat een groot onderscheid tussen de wel en niet sporenvormende bacteriën. De meeste niet-sporevormende organismen zijn bij een verhitting gedurende 1 minuut op 85 °C reeds gedood. Stromende stoom doodt veel kiemen vrijwel direct. Om dit resultaat bij de sporen te bereiken moeten dikwijls belangrijk hogere temperaturen worden toegepast. Sporen van bacteriën kunnen temperaturen van 100 °C en daarboven gedurende meerdere minuten meestal gemakkelijk overleven. Deze relatieve ongevoeligheid voor hoge temperaturen, ook wel aangeduid met thermoresistentie is een belangrijke eigenschap om bij de pasteurisatie zoals gebruikt in de levensmiddelenindustrie rekening te houden. Ook schimmels en gisten kunnen sporen vormen. De thermoresistentie van die sporen is vaak niet of nauwelijks groter dan die van de organismen waaruit ze zijn ontstaan.

Tegen lage temperaturen zijn verscheidene bacteriën zeer goed bestand. Wel wordt de vermeerdering van bacteriën door lage temperaturen sterk geremd, maar gedood worden ze daardoor niet gemakkelijk. Vele soorten bacteriën kunnen bevriezing doorstaan. Het koelen van levensmiddelen heeft dus alleen effect op de vermeerdering van micro-organismen.

Advertenties
No comments yet

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

%d bloggers liken dit: