Soorten micro-organismen in levensmiddelen en bederf van levensmiddelen

micro-organismen en bederf van levensmiddelen

bederfelijk voedsel

1. schade of letsels die voedsel ongewenst maken voor menselijke consumptie.
2. kan het resultaat zijn van:
1. schade door insecten
2. lichamelijk letsel
3. enzymatische afbraak
4. microbiële activiteit

basistypen bederf

1. voorkomen: wanneer een levensmiddel er slecht uitziet, waar verwijst dit naar?
1. Microbiële groei

zwamvlokken of coloniesvisible op oppervlak

ontwikkeling van cloudinessin vloeistoffen

1. Veranderingen in de voedsel-kleur door heem of chlorofyl verdeling

kolonie pigmenten, de groei van de zwamvlokken, enz.

1. Textuur verandert (voelen)
1. Slijmvorming

voornamelijk te wijten aan het oppervlak accumulatie van microbialcells

ook een manifestatie van weefsel afbraak

1. Weefsel verzachten door enzymatische afbraak (bv. zachte rot in groenten)

1. Veranderingen in de smaak en geur
1. Ontwikkeling van:

1. stikstofverbindingen (ammoniak, aminen, enz.)

2. sulfiden

3. organische zuren

de aantallen en typen MO in een levensmiddel worden grotendeels bepaald door:

1. omgeving waaruit het voedsel werd verkregen.
2. microbiologische kwaliteit van het levensmiddel, ruw of onverwerkt (intrinsieke factoren).
3. Hantering en verwerking sanitaire voorzieningen.
4. effectiviteit van verpakking, hantering en opslag bij het beperken van microbiële groei (extrinsieke factoren).

specifieke voedselgroepen

1. vers vlees:

chemische samenstelling:

-75% water

-18% eiwit

-3% vet, 1% as, sporen van CHO, vitaminen, enz.

1. Vlees in gehele staat:

de microflora van vers vlees bestaat voornamelijk uit:

1. Gramnegatieve aërobe staafjes zoals Pseudomonas, Acinetobacter en Moraxella.

2. Bacillus en clostridia (b. v.C. perfringens) komen ook voor op alle soorten vlees.

hoewel delen van het vlees onder de grond in het algemeen steriel zijn, kunnen sommige delen, zoals lymfeklieren, zwaar verontreinigd zijn.

door mechanische verstoring van het weefsel tijdens de verwerking kunnen micro-organismen van het vleesoppervlak over het hele product worden verspreid.

vers vlees behoort tot de meest bederfelijke voedingsmiddelen.

Opslagtemperatuuris de belangrijkste controlefactor voor vleesbederf.

Handout – bronnen van verontreiniging

verschillende geslachten van schimmels groeien op het oppervlak van vlees en kan bederf veroorzaken, maar kan niet groeien op vlees opgeslagen onder 5oC.

vers gesneden vlees in de koelkast met hoge luchtvochtigheid wordt gewoonlijk door bacteriën beschadigd door:

gramnegatieve aëroben zoals Pseudomonas, Acinetobacter en Moraxella spp.

de intrinsieke en extrinsieke parameters van groundbeef begunstigen deze bacteriën zo sterk dat ze bijna exclusief zijn.

vleesbederf wordt gekenmerkt door het verschijnen vanafgeuren en slijm, die zich manifesteren wanneer oppervlaktebelastingen meer dan 107 CFU/cm2.

Handout-Figuur 4.1 pg 81

het slijm is te wijten aan de accumulatie van bacteriecellen.

interessant is dat vleesbederf (met inbegrip van gevogelte en vis) optreedt zonder enige significante afbraak van de primaire proteïnestructuur.

in plaats daarvan gebruiken bederfbacteriën glucose,freeaminozuren of andere eenvoudige stikstofverbindingen om een populatie van ongeveer 108 CFU/cm2 te bereiken, waarna de organoleptische kwaliteit van het vlees duidelijk zal aantonen dat het vlees bevlekt is.

Handout-Figuur 4.2 pg 82 totaal aantal vs bederf

2. Gemalen vlees:

dezelfde MO als hele vlees, maar hebben altijd een hogere microbiële belasting. Waarom?

– groter oppervlak dat microben betere toegang geeft tot het voedsel en ook lucht vangt om de groei van Gram-negatieve, aërobe bacteriën zoals Pseudomonasspp te bevorderen.

– elke stap van hantering of verwerking (opslaggereedschap,snijmessen, slijpmachines) kan bijdragen tot extra verontreiniging van het eindproduct.

– één zwaar verontreinigd stuk (bijv. een lymphnode) kan een hele partij besmetten wanneer ze samen worden gemalen.

gebruik van: A) soja-eiwitextenders b) mechanisch ontbeend vlees (MDM)

-verandert de microflora niet significant, maar verhoogt de pH van vlees, wat leidt tot een sneller bederf

– rundergehakt pH=5,1-6,2,voeg vulstoffen toe breng het tot 6.0-7.0)

3. Vacuüm verpakt vlees

– 80% van de verpakkingsinstallatie voor rundvlees in vacuümverpakking.

– niet alle O2 wordt verwijderd tijdens het verpakken, maar restanten worden verbruikt door de ademhaling van aërobe MO en het weefsel zelf

– resulteert in verhoogde CO2-niveaus en krijgen dus een langere houdbaarheid.

ondoordringbare Folies gebruikt:

1. De CO2-niveaus zijn hoger

2. Eh lager

de microflora verschuift van overwegend g-aerobesto G + anaëroben en microaerofiele melkzuurbacteriën (LAB) zoals Lactobacillus, Carnobacterium en Leuconostoc.

– als nitrieten zijn toegevoegd aan het vacuümverpakte vlees (bv. om C. te remmen)botulinum in Hammen, spek), dominantie in het LAB is nog meer uitgesproken

in het algemeen worden vacuüm verpakt vlees beschouwd alszeer veilig voedsel en vrij van de meeste pathogene soorten bacteriën.

– met mogelijke uitzondering van S. aureus en Y. enterocolitica

bederf invacuum verpakt vlees is manifest door:

1. ontwikkeling van slijm

2. Vergroening veroorzaakt door microbiële productieh2o2 of H2S.

de productie van H2O2 in vlees is in verband gebracht met verschillende soorten melkzuur

bacteriën (voornamelijk Lactobacillus)

Handout-Vleespigmenten

het oxidant(H2O2) reageert met nitrosohemochroom (gezouten vleeskleur cmpd) tot een groene porfyrineverbinding.

H2sgroening komt voor in vers vlees dat vacuüm verpakt en opgeslagen is tussen 1-5oC.

H2reageert met myoglobine toform sulfmyoglobine bij vlees met een pH hoger dan 6,0.

H2is geproduceerd door:

1. Shewanella putrefaciens en Pseudomonas spp. (wanneer O2 – permeabele films worden gebruikt).

2. Sommige lactobacillen (wanneer O2-ondoordringbare films worden gebruikt).

geuren afkomstig van:

1. het vrijkomen van korte-ketenvetzuren

2. de productie van vluchtige verbindingen zoals acetoïne, diacetyl en H2S (en vele andere bestanddelen, afhankelijk van de dominante bederfbacterie)

het type bederfbacterie dat zaldomineren wordt beïnvloed door verschillende factoren, waaronder:

1. Is het vleesproduct rauw of gekookt?

gekookte producten hebben een hogere pH (>6,0), waardoor groei van G – facultatieve anaerobe pathogenen, zoals Yersinia enterocolitica, mogelijk is.

ruwe producten hebben een pH van ongeveer 5,6, wat in het voordeel is van lacticacid bacteriën, esp. Lactobacillus, Carnobacterium en Leuconostoc.

2. Nitriet-concentratie in vlees.

hoog nitriet conc. houdt van melkzuurbacteriën.

lage nitriet spiegels kunnen groei van Brochothrix thermosphacta mogelijk maken (g+rod, facanaer, groei @ 0-30oC van pH 5,0-9,0 catalase+).

B.thermosphacta is een belangrijke bederfbacterie in anaeroob opgeslagen vlees keptat lage temperatuur, maar de bacterie wordt geremd door nitriet.

4. Verwerkt vlees (hotdogs, worst en tonijnvlees))

deze producten zijn samengesteld uit een verscheidenheid aan gemengde ingrediënten, waarvan elk micro-organismen aan het voedsel kan bijdragen.

gisten en bacteriën zijn de meest voorkomende oorzaken vanspoilage, die meestal manifest in 3ways:

A. Slijmerig bederf

net als andere vleesproducten komt dit op het oppervlak voor en wordt veroorzaakt door de opbouw van cellen van gisten, lactobacillen, enterococcen of Brochothrix thermosphacta.

door het slijm af te wassen met warm water kan de productkwaliteit worden hersteld.

B. Zuurkool.

is het resultaat van de groei van melkzuurbacteriën (die afkomstig zijn van verontreinigde ingrediënten zoals vaste melkbestanddelen) Onder het omhulsel.

deze organismen fermenteren lactose en andere kiemen in het product en produceren organische zuren.

smaak wordt nadelig beïnvloed, maar het product is niet schadelijk als het wordt gegeten.

C. vergroening door H2O2-of H2S-productie.

omdat vergroening duidt op een grotere afname van het product, raad ik het eten van groene worstjes niet aan.

redenen waarom gebakken vlees (spek, ham) resistent is tegen bederf:

1. Gebruik van nitriet / nitraat

2. Roken of pekelen van hammen

3. Het hoge vetgehalte (dus laag aw) van bacon

in plaats daarvan wordt bederf van deze producten vaak veroorzaakt door schimmels van verschillende geslachten, waaronder Aspergillus,Fusarium, Mucor, Penicillium, Rhizopus en Botrytis.

5. Pluimvee:

a. de algemene trends zijn dezelfde als ander vers vlees

b. soortgelijke microflora bij verse vogels

c. hele vogels hebben een lager aantal dan delen in stukken

d. extra verwerkingsstappen bij de microbiële belasting

wanneer pluimvee in de gevorderde stadia van bederf is, zal de huid vaak fluoresceren onder UV omdat er zoveel fluorescerende pseudomonaden aanwezig zijn.

Off geuren verschijnen over het algemeen voordat slijmerigheid ontwikkelt.

dezelfde bacterie kan viscerale geurvorming veroorzaken, die zich manifesteert door geuren in de buikholte of in pluimvee.

Point toremember:

tijdens de beginstadia van bederf ondersteunt de huid de bacteriegroei beter dan het weefsel (dat voorlopig vrij van bacteriën blijft). Zo kan de huid soms worden verwijderd om het voedsel te redden.

6. Vis:

a. vissen hebben een hoog stikstofgehalte, maar geen koolhydraten.

b. de microbiële kwaliteit van vis en in het bijzonder schelpdieren wordt sterk beïnvloed door de kwaliteit van het water waaruit zij zijn geoogst.

Ongeanitiseerde verwerkingsstappen zijn hoofdberekeningen in visproducten met een hoge microbiële belasting.

over het algemeen hebben diepgevroren visproducten een lager aantal dan verse producten.

bacteriën op verse vis zijn geconcentreerd op de buitenzijde, kieuwen en darm.

bederf van zout – en zoetwatervis komt op vergelijkbare manieren voor; het meest vatbare deel van de vis voor bederf is de kieuwregio, en de beste manier om bederf in verse vis op te sporen is dit gebied te ruiken naar geuren die door Pseudomonas en Acinetobacter-Moraxella bacteriën worden geproduceerd.

de geuren omvatten ammoniak, triethylamine, H2 en andere verbindingen.

als vissen niet snel van de ingewanden worden ontdaan, zullen bacteriën zich door de darmwanden bewegen en het vlees binnendringen dat naast de abdominale holte ligt.

bederf van schaaldieren (garnalen, kreeften, krabben en kreeften) is vergelijkbaar, maar deze producten hebben someCHO (0,5%) en meer vrije aminozuren zodat bederf sneller kan optreden.

weekdieren (oesters, kokkels, mosselen, inktvis en sint-jakobsschelpen) hebben meer CHO (3-5%) en mindernitrogeen dan vis of schaaldieren.

Microflora van weekdieren kan sterk variëren afhankelijk van de kwaliteit van het water waaruit ze zijn geoogst.

schelpdieren zijn filtervoeders en bevatten naar verwachting vrijwel alle micro-organismen of virussen die voorkomen in het water waar zij zijn verkregen.

als deze producten uit schoon water werden genomen,dan domineren de gebruikelijke Pseudomonas-en Acinetobacter-Moraxella-soorten spoilagebacteriën.

B. groenten

typische samenstelling:

-88% water

-8,6% CHO. Omvat direct beschikbare mono-en disachariden zoals glucose en maltose, evenals complexere oligosachariden, die beschikbaar zijn voor fewertypes van micro-organismen.

-1,9% eiwit

-0,3% vet

-0,84 % mineralen

– bevatten ook vet en in water oplosbare vitaminen en nucleïnezuren (<1%).

– pH van de meeste groenten is ongeveer 6,0; binnen het groeibereik van vele bacteriën

groenten zijn een goed substraat voor gisten, schimmels of bacteriën

naar schatting gaat 20% van alle geoogste groenten en fruit voor de mens verloren aan bederf door deze micro-organismen.

omdat bacteriën sneller groeien, concurreren ze meestal niet met schimmels voor gemakkelijk beschikbare substraten in groenten. Als gevolg daarvan zijn bacteriën van groter gevolg in het bederf van groenten met intrinsieke eigenschappen die bacteriegroei ondersteunen (gunstige pH, Eh).

Microflora van groenten bestaat voornamelijk uit:

1. g + bacteriën zoals melkzuurbacteriën (bijv. leuconostocs, lactobacillen, streptokokken.
2. Coryneformen en stafylokokken (de laatste komen uit de handen van werknemers tijdens de verwerking.

3. Stafylokokken zijn meestal niet in staat zich te vermenigvuldigen, maar kruisbesmetting kan ze introduceren in andere voedingsmiddelen waar de groeicondities gunstiger zijn.

zacht rot

a. Een van de meest voorkomende soorten bacterieel bederf.

B. veroorzaakt door Erwiniacarotovora en soms door Pseudomonasspp., die groeien bij 4oC

verzachting kan ook worden veroorzaakt door endogene enzymen.

FlavrSavr story:

a. polygalacturonase (PB); hydrolyseert a (1-4) glycosidicbond in pectine, wat leidt tot verzachting.

B. Calgene maakte antisense RNA tot tomaat pg, constructssvaak langzamer en dus kan worden geoogst nadat ze rijp zijn (betere smaak).

C. Voor het eerst commercieel verkrijgbaar. genetisch gemanipuleerde plant.

Handout-tabel 8.5 pp 155 – (let op het aantal pseudomonaden)

schimmel bederf

A. in groenten waar bacteriegroei niet wordt bevorderd (bv. lage pH), zijn schimmels de belangrijkste bederfstoffen.

B. De meeste schimmels moeten plantenweefsel binnendringen via een oppervlaktewondje, zoals een blauwe plek of scheur.

c. sporen worden vaak op deze sites afgezet door insekten zoals Drosophila melanogaster, de gewone fruitvlieg.

d. Andere vormen zoals Botrytiscinerea, die grijze mol rot op een verscheidenheid van groenten veroorzaakt, kunnen topenetrate fruit of plantaardige huid op hun eigen.

de microflora van groenten weerspiegelt:

a. de zuivering van de verwerkingsstappen

b. de toestand van het oorspronkelijke ruwe product

bodem-borne MO zoals clostridia zijn gebruikelijk op rawvegetables, en sommige soorten, zoals C. botulinum, zijn van zo ‘ n grote zorg dat ze de focus van processingsteps ontworpen om MO te vernietigen.

Bronnen Van Verontreiniging

1. Oppervlakteverontreiniging-Bodem, water, Lucht, menselijke pathogenen uit mest (nachtbodem)

2. Oogsten – met de hand plukken vs.machines

hoge schade als het gewas rijp is…oogst vóór Rijp

Geotrichium candidum-schimmel onharvestors

3. Verpakking: containers opnieuw gebruikt-ontsmet

4. Verwerkingsbedrijf

5. Markten-verwerking,kruisbesmetting

C. vruchten

gemiddelde samenstelling

-85% water

-13%CHO

-0,9% eiwit (weinig stikstofbronnen)

-0.5% vet

-0,5% as

– sporen van vitaminen, nucleotiden, enz.

– minder water en meer CHO dan groenten

– laagph (1.8-5.6)

Handout-Fig. 7.1 soort pH van groenten en fruit

net als groenten zijn fruit rijk aan voedingsstoffen, maar de pH van fruit is niet bevorderlijk voor bacteriële groei. Daardoor zijn gisten en schimmels belangrijker dan bacteriën in het bederf van fruit.

a. op fruit kunnen verschillende gist-geslachten voorkomen.

b. Omdat deze organismen sneller groeien dan schimmels, veroorzaken gist vaak vruchtbederf.

C. schimmels maken het werk af door complexe polysachariden in celwanden en schillen af te breken.

Specifieke Voederorganismen:

1. Blauwrot-Penicillium, vruchten

2. Donzige meeldauw-Phytophora, grote massa ‘ s mycellium (druiven)

3. Zwarte rot-Aspergillus, uien

4. Zuurrot-Geotrichum candidum

D. andere voedingsmiddelen

1. Zuivelproducten-melk is een zeer rijkmedium

rauwe melkflora kan omvatten:

a. Alle MO gevonden op de Koeienhuid (incl. bodem en fecalbacteriën), uier en melkgerei

B. kunnen G-, G+, gisten en schimmels omvatten.

wanneer zij op de juiste wijze worden behandeld en opgeslagen, bestaat de flora van de gepasteuriseerde melk voornamelijk uit g+ – bacteriën.

Psychrotrope pseudomonaden komen veel voor in bulkopslag Draw melk

– produceren warmtestabiele enzymen die de kwaliteit en houdbaarheid van melk kunnen verminderen

Pasteurisatiekills de meeste G- (incl. Pseudo.), gist en schimmels

– sommige g-enzymen, thermotolerante g + – bacteriën en sporen overleven

– PsychrotropicBacillus spp. komen ook vaak voor in rauwe melk

gepasteuriseerde vloeibare melk-verwend door een verscheidenheid aan bacteriën, gisten en schimmels.

a.in het verleden werd melk meestal verzuurd door labo ‘ s zoals enterokokken, lactokokken of lactobacillen, waardoor de pH daalde tot 4,5 waar melkeiwitten coaguleren (stolling).

B. melk wordt tegenwoordig vaker bedorven door aerobicsporeformers zoals Bacillus, waarvan de proteolytische enzymen stolling veroorzaken.

c. Schimmels kunnen groeien op het oppervlak van bedorven melk, maar hetproduct wordt meestal weggegooid voordat dit gebeurt.

tabel 20.1 pp 281-defecten aan vloeibare melk

boter; hoog lipidengehalte en lage aw maken het gevoeliger voor oppervlakte schimmel groei dan tobacterieel bederf.

sommige pseudomonaden kunnen een probleem zijn; “oppervlaktegeur” – verrotte geur, veroorzaakt door de productie van organische zuren (esp. isovalerisch) vanp. putrefaciens

ranzigheid als gevolg van botervet lypolyse veroorzaakt door P. fragi komt vaak voor.

Cottagecheeskan worden verwend door gisten, schimmels en bacteriën.

het meest voorkomende bacteriële bederf is “slijmerige wrongel” veroorzaakt door Alcaligenes spp. (G-aerobicrod gebonden in bodem, water en darmkanaal van gewervelde dieren).

net als Campylobacter oxideren deze soorten CHOs niet, maar gebruiken ze in plaats daarvan aminozuren en Tcaintermediaten.

Penicillum, Mucor en andere schimmels groeien ook goed op kwark en geven muffe of gistvlekken.

Gerijptcheeses – (1) laag aw, (2) laag pHand (3) hoog zout remmen de meeste bederf micro-organismen behalve oppervlakte schimmel.

– deze organismen kunnen citraat, lactose,pyruvaat of melkzuur metaboliseren en butyraat of acetaat produceren plus CO2-of H2-gas dat de kaas “blaast”.

DefectsTable 20,2 pp 282

eieren

eieren hebben verschillende intrinsieke parameters die helpen de nutriëntenrijke dooier te beschermen tegen microbiële aanvallen. Deze omvatten het omhulsel en de geassocieerde membranen, evenals lysozym, conalbumine en een hoge pH (>9,0) in het wit. Vers gelegde eieren zijn over het algemeen steriel, maar worden al snel besmet met tal van bacteriegeslachten.

uiteindelijk zullen deze MO penetrerende eierschaal en bederf zal optreden.

Pseudomonaden zijn veel voorkomende bederfstoffen, maar schimmels zoals Penicillium en Cladosporium groeien soms in de luchtzak en bederven het ei.

Cerealand Bakery Goods

deze produkten worden gekenmerkt door een laag aw die, wanneer zij op de juiste wijze onder een lage luchtvochtigheid worden opgeslagen, alle mo, met uitzondering van schimmels, beperkt. Rhizopus stolonifer is de gemeenschappelijke broodmolen, en andere soorten uit dit geslacht bederven granen en andere gebakken goederen.

-gekoelde bevroren deegproducten hebben meer water en kunnen worden verwend door melkzuurbacteriën.

gegiste voedingsmiddelen en dranken

het lage pH-of ethanolgehalte van deze producten laat geen groei van pathogenen toe, maar bederf kan voorkomen.

bier en wijn (pH 4-5) kunnen verwend worden door gisten en bacteriën. Bacteriainvolved zijn voornamelijk melkzuurbacteriën zoals lactobacilli en Pediococcus spp., en (onder aerobicomstandigheden) azijnzuurbacteriën zoals Acetobacterenen Gluconobacter spp. Azijnzuurbacteriën zetten ethanol om in azijnzuur in de aanwezigheid van zuurstof.De anaerobe bacterie Megasphaera cerevisiae kan ook bier bederven door isovalericacid en H2S te produceren.

bederf in verpakt bier is vaak te wijten aan de groei van de East Saccharomyces diastaticus,die groeit op dextrines die Brouwers niet kunnen gebruiken. Candida valida is de meest importantspoilage gist in wijn. In beide gevallen resulteert bederf door gisten in de ontwikkeling van troebelheid, van aroma ‘ s en geuren.

wijn kan ook worden verwend door melkzuurbacteriën die appelzuur kunnen omzetten in melkzuur (malo-lacticfermentatie). Dit verlaagt de zuurgraad van de wijn en een negatieve invloed op de smaak van de wijn. In sommige gebieden (bijv. Noordwest), hebben wijnrapen te veel appelzuur, zodat deze fermentatie bewust wordt gebruikt om de zuurgraad van druivensap te verminderen die voor wijn zal worden gebruikt.

gisten, schimmels en melkzuurbacteriën kunnen ook gefermenteerde groenten zoals zuurkool en augurken bederven, evenals andere zure voedingsmiddelen zoals salade dressings en mayonaise. Bederf in gefermenteerde groenten wordt vaak gemanifesteerd door offodors of veranderingen in de kleur (chromogene koloniegroei) of textuur(verzachting) van het product. In mayonaise of salade dressing, de eerste tekenen van bederf zijn meestal uit geuren en emulsie scheiding.