Mikrobiologija Zdravstvena Bezbednost Hrane

Mikrobiologija nauka koja se bavi proučavanjem organizama koji su obično toliko mali da se ne mogu videti golim okom.

Mikrobiologija hrane proučava mikroorganizme i njihov odnos sa hranom i ljudima ljudi

hrana

mikroorganizmi







Trenutno su brojne populacije uskraćene za hranu ali proizvesti dovoljno nije jedini problem Problem je distribucija i ĉuvanje

Najveći konkurenti u toj potrošnji su mikroorganizmi koji i kvare hranu i izazivaju bolesti koje se prenose hranom i samim tim i već ograniĉene koliĉine hrane više nisu dostupne vaţnu



Mikroorganizmi imaju ulogu u prizvodnji hrane



Mogu i sami da se koriste kao hrana

Hrana je složen problem

Proizvodnja hrane Prerada hrane Konzervisanje hrane

Skladištenje i distribucija hrane Konzumiranje hrane

Mikroorganizmi u hrani

Svi prehrambeni proizvodi sadrţe jednu ili više grupa mikroorganizama (osim sterilne hrane)  Korisna uloga 

Uĉesnici u proizvodnji hrane - fermentisani proizvodi  Aditivi mikrobiološkog porekla  Antimikrobni metaboliti  Probiotici 



Štetna uloga Izazivaĉi kvarenja hrane  Izazivaĉi bolesti koje se prenose hranom 



Prouĉavanje uloge m.o. u hrani i njihova kontrola 

Izolacija ĉistih kultura, prouĉavanje njihovih morfoloških, fizioloških, biohemijskih i genetiĉkih karakteristika.

Važne grupe mikroorganizama u hrani 

Razliĉite 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 Većina bakterija, plesni i kvasaca  Virusi ne mogu da se umnoţavaju u hrani 



Dobijanje fermentisanih proizvoda Neke vrste bakterija, plesni i kvasaca  Zdravstveno bezbedni - “food grade” 

Bakterije Prisutan veliki broj razliĉitih vrsta  Brz rast 

Bakterije Prisutan veliki broj razliĉitih vrsta  Brz rast  Sposobne da koriste hranljiva jedinjenja iz hrane  Sposobne da rastu u širokom rasponu 

temperature  aerobioze  pH i  aw 

Bakterije Prisutan veliki broj razliĉitih vrsta  Brz rast  Sposobne da koriste hranljiva jedinjenja iz hrane  Sposobne da rastu u širokom rasponu 

temperature  aerobioze  pH i  aw 



Sposobne za preţivljavanje razliĉitih tretmana 

Preţivljavanje spora na visokim temperaturama

Virusi Izazivaju oboljenja koja se prenose hranom

1.   

2.

3.

Hepatitis A virus Norovirusi Poliovirus, ehovirus, koksaki virus

Neki bakteriofagi se koriste u identifikaciji patogena (Salmonella spp., Staphylococcus aureus sojevi) i za transfer genetiĉkih karakteristika transdukcijom Bakteriofagi bakterija mleĉne kiseline

Plesni i kvasci 

Mogu da rastu u uslovima koji su ograniĉavajući 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 – opšte karakteristike 

Prvi ţivi organizmi na planeti. 

Fosilizovane ćelije mikroorganizama pronaĊene u stenama zapadne Australije datiraju od pre 3,5 milijardi godina i najstariji su poznat znak ţivota na Zemlji

Mikroorganizmi – opšte karakteristike  

Prvi ţivi organizmi na planeti. Najmnogobrojniji stanovnici na Zemlji. 

Ukupna masa mikroskopskih mikroorganizama premašuje ukupnu masu svih ţivih ţivotinja 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 – opšte karakteristike   

Prvi ţivi organizmi na planeti. Najmnogobrojniji stanovnici na Zemlji. Prisutni u svim ekološkim sredinama.

Mikroorganizmi – opšte karakteristike    

 

Prvi ţivi organizmi na planeti. Najmnogobrojniji stanovnici na Zemlji. Prisutni u svim ekološkim sredinama. Uĉesnici u procesima kruţenja materije i protoka energije. Korisni i neophodni ali i štetni i opasni. Uĉesnici u mnogobrojnim aktivnostima ĉoveka.

Znaĉaj mikroorganizama     

Oboljenja Poljoprivreda Hrana Biotehnologija Energija / spoljašnja sredina

MIKROORGANIZMI 

NEĆELIJSKI  Virusi  Viroidi  Prioni



ĆELIJSKI  Prokarioti  Eukarioti

B A K T

GLJIVE

E

ALGE

R

PROTOZOE

I

J E

Klasifikacija: 5 Kraljevstva (Carstva) Whittaker (1969)

Plantae

Animalia

Fungi

Biljke i višećelijske alge

Ţivotinje

Plesni i kvasci

Monera

Protista

Sve bakterije (prokarioti)

Protozoe, jednoćelijske alge

Woese (1977) 





OdreĊeni ćelijski makromolekuli su evolucioni hronometri - geni koji kodiraju rRNK izuzetno su se oĉuvali tokom evolucije PoreĊenje nukleotidnih sekvenci 16S rRNK iz niza bioloških izvora otkrilo je evolucione odnose meĊu veoma razliĉitim organizmima. Uvodi takson - DOMINIUM

Prokariotski mikroorganizmi Bakterije (eubakterije) Jednoćelijski organizmi Veliĉine 0.1-10 μm

Osnovni oblici bakterija

diplokoke

Streptococcus pneumoniae

streptokoke

S. pyogenes

stafilokoke

Staphylococcus aureus

štapići/bacillus

Streptobacili

Bacillus spp.

Escherichia coli

Pseudomonas spp.

Vibrio

Spirilum

Helicobacter pylori

Spirohete

Vibrio cholerae

Treponema pallidum

Veličina bakterija

1μm

Epulopiscium fishelsoni

Kapsule

Ribozomi

Ćelijski zid

Citoplazmatiĉna membrana

Nukleoid

Fimbrije

Hromozom (DNK)

Inkluzije

Flagela

Ćelijski zid    



   

Ĉvrsta struktura oko citoplazmatiĉne membrane. ObezbeĊuje karakteristiĉan oblik ćeliji. Štiti protoplast ćelije od mehaniĉkog oštećenja i osmotskog lizisa. Membrana sa mnoštvo pora kroz koje gotovo sva hemijska jedinjenja mogu da proĊu (osim makromolekula). Jedno od najvaţnijih mesta delovanja amtibiotika. ObezbeĊuje pripajanje i receptorna mesta za lekove i viruse. Izaziva simptome oboljenja kod ljudi i ţivotinja. ObezbeĊuje imunološke varijacije meĊu sojevima. Moţe biti modifikovan da štiti ćeliju od nepovoljnih uslova spoljašnje sredine: visoka temp., pH, antimikrobna jedinjenja

Peptidoglukan 





Osnovna komponenta ćelijskog zida, velike snage i ĉvrstine. Polisaharid, veliki polimer koji okruţuje ćeliju kao mreţa. Sadrţi tri vrste gradivnih jedinica   

N-acetilglukozamin (NAG) N-acetilmuraminska kiselina (NAM) Peptid saĉinjen od 4 aminokiseline (tetrapeptid)

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

Gram-pozitivne bakterije 



Boje se ljubiĉasto

Gram-negativne bakterije 

Boje se crveno

Struktura ćelijskog zida bakterija

Gram-pozitivne

Gram-negativne

Ćelijski zid Gram-pozitivnih bakterija 

 

Saĉinjen uglavnom od peptidoglukana Debeo, homogen sloj, 20-80 nm debljine Sadrţi teihojne i lipoteihojne kiseline 



Polimeri glicerola i ribitol fosfata

Teihojne kiseline: receptorna mesta za pripajanje bakteriofaga

Ćelijski zid Gram-negativnih bakterija 



Saĉinjen od tankog sloja peptidoglukana okruţenog SPOLJAŠNJOM MEMBRANOM Spoljašnja membrana se sastoji od:   



Lipida Lipoproteina Lipopolisaharida (LPS)

Nema teihojne kiseline

Lipopolisaharidi    

Karakteristiĉni za Gram(-) bakterije Nalaze se samo u spoljašnjoj membrani Ćelijski zid Gram(+) bakterija ih ne sadrţe Sastoje se od:   

Lipid A (endotoksin, deluje kao otrov) Polisaharidni sloj O lanac (O-antigen)- pruţa se poput dlaĉica sa povšine membrane

Razlike između 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

Koliĉina lipida u ć.z.

Mala

Velika

Mezozomi u citoplazmi

Imaju

Nemaju

Zahtevi za hranlj. mat.

Relativno sloţeni

Relativno jednostavni

Najĉešći izgled

Sporogeni štapići i veliki Štapićaste b. u organima broj okruglih bakterija za varenje, mali broj okruglih bakterija

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

Imunoreaktivnost tri klase antigena 

O-antigen (ćelijski zid)  



H-antigen (flagelarni) 





Polisaharid (polimer O-podjedinica, 4-6 šećera) vezan za LPS Varijacije u sastavu šećera i /ili kovalentnom vezivanju Filamentozni deo flagela izgraĊen od proteinskih podjedinica flagelina

K-antigen (kapsularni)

Specifiĉna kombinacija O- i H- antigena definiše serotip i/ili serogrupe (E. coli O157:H7)

Sporogene bakterije

Endospore     



Unutrašnje spore U jednoj bakterijskoj ćeliji formira se samo jedna spora Sluţe za konzervaciju (odrţavanje) Preţivljavaju ekstremne uslove spoljašnje sredine Veliki znaĉaj u prehrambenoj industriji, medicini Stvaraju ih neki Gram(+) rodovi   

Clostridium (anaerobni) Bacillus (aerobni) Sporosarcina

centralna

centralna spora endospora terminalna spora sa proširenom sporangijom

subterminalna spora

Sub-terminalna

terminalna

terminalna spora Figure 3.40

Sporangija – vegetativna ćelija

Bacillus

spores

Clostridium botulinum

Karakteristike spora  



Najotpornije od svih ţivotnih formi Podnose ekstremne uslove temperature, sušenje, zamrzavanje, radijaciju, hemijska jedinjenja Rezistentnost je vezana za visok sadrţaj Ca i dipikolinske kiseline 



Dehidratisana, metabolitiĉki neaktivna 



Ca-dipikolinat ĉini 10% suve materije ćelije 10-30% sadrţaja vode

Mogu da sadrţe i male proteine rastvorljive u kiselinama  

Zaštita DNK od UV zraĉenja, isušivanja, suve toplote Izvor ugljenika i energije za vreme procesa klijanja

Termorezistentnost   

 

Podnose višeĉasovno kuvanje Autoklav: 121 C 15-30 min Suva sterilizacija: 160 C 2 h Vegetativne forme se uništavaju t 70 C Većina spora preţivljava 80 C 10 min

Građa endospora 

 

  

Sobodna opna – egzosporium (protein) Zid spore Spoljni omotaĉ (dva sloja proteina sa visokim sadrţajem cisteina) Korteks (labavo vezan peptidoglukan) Unutrašnja membrana Unutrašnjost spore

SPORULACIJA – formiranje endospore

Figure 3.44

Transformacija u aktivan vegetativan oblik Aktivacija

1. •

Zagrevanjem na visokim temperaturama novoformiranih spora

Klijanje

2. • •

Spore manje rezistentne Gubitak Ca-dipikolinata i malih sporinih proteina

Porast

3. • •

Povećanje obima ćelije Sinteza nove DNK, RNK i proteina

Neke značajne sporogene vrste 

Bacillus anthracis – antraks





Clostridium tetani – tetanus

B.cereus – trovanja hranom (toksi infekcije)



C.perfringens – gasna gangrena



B.thuringiensis – biološki insekticid



C.botulinum – trovanja hranom (intoksikacije), botulizam



B.subtilis – enzim amilaza





B.stearothermophilus – Kvar sterilizovanog mleka

C. thermosaccharolyticum - Spore izdrţavaju 1320 min na 100 C



Indikator pravilne sterilizacije



Razlaţe šećere

Osnovne karakteristike endospore i vegetativne ćelije VEGETATIVNA ĆELIJA

ENDOSPORA

Tipiĉna, Gram (+)

Korteks, omotaĉi, exospor.

Bez refrakcije

Refrakcija

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

Senzitivna

Rezistentna

KARAKTERISTIKA Struktura Mikroskopske promene Kalcijum (Ca)

Dejstvo lizozima



Bakterije mleĉne kiseline Stvaraju relativno velike koliĉine mleĉne kiseline fermentacijom ugljenih hidrata  Rodovi: Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactobacillus, Streptococcus thermophilus 



Bakterije sirćetne kiseline Stvaraju sirćetnu 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 

 Proteolitiĉke

bakterije

Vrše hidrolizu proteina ekstracelularnim proteinazama  Vrste rodova: Micrococcus, Staphylococcus, Bacillus, Clostridium, Pseudomonas, Alteromonas, Flavobacterium, Alcaligenes, neke Enterobacteriaceae, Brevibacterium 

 Lipolitiĉke

bakterije

Vrše hidrolizu triglicerida ekstracelularnim lipazama  Vrste rodova: Micrococcus, Staphylococcus, Pseudomonas, Alteromonas, Flavobacterium 

 Saharolitiĉne

bakterije

Vrše hidrolizu sloţenih, kompleksnih ugljovodonika  Vrste rodova: Bacillus, Clostridium 

 Termofilne

bakterije

Rastu na temperaturi ≥50°C  Bacillus, Clostridium, Pediococcus, Streptococcus, Lactobacillus 

 Psihrotrofne

bakterije

Rastu na temperaturi friţidera (≤5°C)  Neke vrste: Pseudomonas, Alteromonas, Alcaligenes, Flavobacterium, Serratia, Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Leuconostoc, Carnobacterium, Brochotrix, Listeria, Yersinia, Aeromonas 

 Bakterije

koje mogu da preţive temperaturu pasterizacije - termorezistentne 

Neke vrste: Micrococcus, Enterococcus, Lactobacillus, Pediococcus, Bacillus (spore) i Clostridium (spore)

 Halotolerantne

bakterije

Preţivljavaju visoke koncentracije soli (≥10%)  Neke vrste: Bacillus, Micrococcus, Staphylococcus, Pediococcus, Vibrio, Corynebacterium 

 Bakterije 

koje mogu da preţive nizak pH (<4)

Lactobacillus, Pediococcus, Lactococcus, Enterococcus, Streptococcus

 Osmofilne

bakterije

Rastu u relativno visokom osmotskom okruţenju  Neke vrste: Staphylococcus, Leuconostoc, Lactobacillus 

 Bakterije

koje stvaraju gas

CO2, H2, H2S  Leuconostoc, Lactobacillus, Propionibacterium, Escherichia, Clostridium, Desufotomaculum 

 Bakterije

producenti egzopolisaharida

Sintetišu polisaharide  Neke vrste: Xanthomonas, Leuconostoc, Alcaligenes, Enterobacter, Lactococcus, Lactobacillus 

 Sporogene

bakterije

Obrazuju spore  Bacillus, Clostridium, Desulfotomaculum 

 Aerobne 

bakterije

Zahtevaju prisustvo O2 za rast i razmnoţavanje

 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, enteriĉni patogeni i koliformne bakterije 

 Koliformne

bakterije

Koriste se kao indikatori fekalnog zagaĊenja (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

znaĉaja ovih bakterijskih grupa u hrani mnoge laboratorijske metode su dizajnirane da detektuju specifiĉnu grupu umesto pojedinaĉnu vrstu. Sliĉno, metode kontrole su katkada dizajnirane da umište ili spreĉe specifiĉnih grupa.

VIRUSI 

 



Acelularni obligatni intraćelijski paraziti. Umnoţavaju se samo u ţivim ćelijama domaćina. Ĉestice male veliĉine 20-300 nm, prolaze kroz bakterijske filtre. Široko rasprostranjeni u prirodi.

GraĊa virusa Nukleinska kiselina: dvospiralna (ds) ili jednospiralna (ss) DNK ili RNK  Proteinski omotaĉ: KAPSID saĉinjen od podjedinica KAPSOMERA  NUKLEOKAPSID  Mogu imati dvoslojni lipidni omotaĉ – OVOJNICU 

Postoji i treća grupa virusa 

Koriste obe nukleinske kiseline, DNK i RNK kao svoj genetiĉki materijal ali u razliĉitim fazama svog ciklusa replikacije. 



Retrovirusi: sadrţe RNK genom u virionu ali se replikuju preko DNK Humani hepatitis B virus: sadrţi DNK u virionu ali se replikuje preko RNK

Oblik i veličina virusa

Bezbednost hrane / Food Safety 







Prouĉava se intenzivno već decenijama U mnogim zemljama standardi bezbednosti su porasli Još uvek znaĉajna oboljenja koja se prenose hranom Broj oboljenja koja se prenose hranom ponovo u usponu u nekim razvijenim zemljama

1.

2. Stalno suočavanje sa novim opasnostima Virusi koji se prenose hranom  

Virusi u hrani? 1914 – prvo zabeleţeno oboljenje prouzrokovano konzumiranjem hrane kontaminirane virusima  



4 sluĉaja 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) Zemlja

Broj pojava oboljenja (outbreaks)

U toku svih pet godina

Nemaĉka

5391

Engleska i Vels

1893

x

Holandija

638

x

MaĊarska

431

x

Finska

312

x

Irska

236

Španija

129

x

Francuska

109

x

Slovenija

86

x

Švedska

78

x

Danska

54

x

Ukupno 13 zemalja

9430

Pojava oboljenja (“outbreaks”) virusnog gastroenteritisa Kaplan-ovi kriterijumi •Sluĉajevi povezani u vremenu i prostoru •Povraćanje prisutno u 50% od ukupnog broja sluĉajeva •Srednje vreme trajanja bolesti 12 do 60 h •Inkubacioni period izmeĊu 15 i 77 h •Uzorci negativni na prisustvo bakterijskih patogena

Kroneman et al., 2007 Journal of Public Health



9.4 miliona oboljenja 58 % NoV





55.961 hospitalizacija 35 % Nontyph. Salmonella spp. 26 % NoV

 



1.351 smrtnih sluĉajeva 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

Virusi - agensi akutnog gastroenteritisa Sluĉaj virusnog gastroenteritisa Osoba sa simptomima povraćanja (dve ili više epizode u toku 12 h i trajanjem ≥ 12 h) i/ili dijareje (dve ili više meke stolice u toku 12 h i trajanjem ≥ 12 h).

Astrovirus (27-30 nm)

Rotavirus (60-80 nm)

Sapovirus (27-35 nm) www.virology.net/Big_Virology/BV/FamilyIndex.html

Adenovirus (70-90 nm)

Norovirus (27-35 nm)

Prenos virusa: oralno – fekalni put Radnici koji rukuju hranom Ruke, površine, spoljašnja sredina Oboljenja – vrlo ĉesta Norovirus, HAV, HEV Primarna proizvodnja sveţih proizvoda (voće i povrće) i/ili ostriga Otpadne vode, voda za navodnjavanje Oboljenja – vrlo ĉesta Norovirus, HAV, HEV

Kako se NoV prenose? Fekalno – oralni put!!! Direktno 

Kontaktom sa obolelom osobom

Indirektno 

Kontaminirana   



hrana voda okolna/spoljašnja sredina i površine AEROSOL prilikom povraćanja

•Kontaminacija humanim fekalnim materijalom •Nedovoljna liĉna higijena radnika koji dolaze u kontakt sa hranom

Karakteristike virusa 

Mala infektivna doza 



U fecesu se oslobaĊaju u izuzetno velikom broju 

 

  

 

u vodenim sredinama na površinama u spoljašnjoj sredini na rukama

Dobro preţivljavaju uobiĉajene uslove ĉuvanja hrane 



104- 1010 virusa / g

Nalaz virusa u fecesu je izuzetno dug ≥ 3 nedelje Dobro preţivljavanje van domaćina 



18 virusnih ĉestica

HlaĊenje i zamrzavanje

Rezistentniji prema mnogim dezinfekcionim sredstvima od većine bakterija Otporni na kiselu sredinu, etar, hloroform, blage deterdţente Relativno termostabilni – rezistentni na 60 C 30 min

Hrana koja predstavlja rizik   

Ostrige Sveţe voće i povrće Hrana spremna za konzumiranje (RTE: ready-to-eat products)  



Pekarski proizvodi Naresci proizvoda od mesa

Drugo

EFSA Panel o Biološkim Hazardima 

 



NoV i HAV u školjkama NoV i HAV u sveţem voću i povrću 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 čestica NoV Tretman

Proizvod

Referenca

Ljuti paradajz sos ostrige

Mormann et al., 2010 Hewitt i Greening, 2006

Dolin et al., 1972 Ansar et al., 2006 Ponka et al., 1999 Fleet et al., 2000 Mormann et al., 2010

Toplota Pasterizacija Kuvanje

72-74 C, 1 min 180 s Acidifikacija

pH 3 pH 3-7 pH 3-4

3h

medium

pH 4.5 pH 5.0-5.5

58 dana, 6 C 24 dana, 6 C

malina Sok od pomorandţe Paradajz keĉap Salata od testa

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

8 dana 7 i 14 dana

Mleveno meso Zamrznuta pica Jagodiĉasto voće i lekovito bilje Sladoled i zamrznuti dezerti

Mormann et al., 2010

HlaĊenje 4C 4C 6C 11 C 11 C Zamrzavanje -18 C -18 C

Butot et al., 2008 Hollinger i Ticehurst, 1996

Tretmani koji redukuju ili potpuno uništavaju čestice NoV 



Peĉenje zamrznute pice: 200 C / 12 min; 220 C / 15 min Kuvanje mlevenog mesa u teĉnosti: 30 min 



Prţenje mlevenog mesa: 200 C / 30 min 



U centru 94 C / 15 min U centru 96 C / 15 min

U kliniĉkim 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, 2740 nm negativnim bijenjem pod EM, 35-40 nm krio-elektron mikroskopijom Pripadaju porodici Caliciviridae

Nebovirus

Bakteriofagi

Litiĉki ciklus bakteriofaga 



Ţivotni ciklus faga koji se završava lizisom bakterijske ćelije i oslobaĊanjem viriona. VIRULENTNI fagi – liziraju svog domaćina za vreme replikacije.

Umereni bakteriofagi i lizogenija    

Integracija genoma faga u DNK domaćina. PROFAG – integrisani genom faga. LIZOGENE bakterije – inficirane UMERENI fagi – sposobni da obrazuju lizogeniju

Lizogenija je vrlo ĉesta u prirodi 



 

Clostridium botulinum – prouzrokovaĉ trovanja hranom, stvara 7 razliĉitih toksina od kojih su 2 kodirana genomom profaga. Corynebacterium diphtheriae – produkcija toksina. Modifikacija lipopolisaharida Salmonella. BAKTERIJE MLEĈNE KISELINE.

PRIONI   

Proteinske infektivne ĉestice. Nemaju nukleinsku kiselinu. Uzrokuju bolesti centralnog nervnog sistema ţivotinja 





Scarpia kod ovaca BSE – bovine spongiophorm encephalopathy

Neurološka oboljenja ĉoveka 

 

Creutzfeldt-Jakob Kuru Alchajmerova bolest

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

Promenjena konformacija se oznaĉava PrPsc (PRion Protein SCarpie) PrP i PrPsc sadrţe iste strukturne amino kiseline, razlikuju se u 3D konformaciji.

Faktori koji utiču na razviće mikroorganizama u hrani

Rast i razmnožavanje mikroorganizama u hrani 

Hrana kao okruţenje – UNUTRAŠNJI FAKTORI     



Hranljiva jedinjenja (sastojci hrane) Faktori rasta i inhibitori u hrani Aktivnost vode pH Oksido-redukcioni potencijal, kiseonik

Spoljašnje okruţenje u kome se hrana skladišti – SPOLJAŠNJI FAKTORI 

 

Temperatura Relativna vlaţnost Gasovi u okruţenju

Sastojci hrane koji utiču 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 ćelijskih komponenata i energije Neophodna hranljiva jedinjenja – iz neposredne okoline ćelija Mikroorganizmi prisutni u hrani znaĉajno variraju u svojim potrebama  Bakterije kvasci plesni Sposobnost korišćenja makromolekula  Ugljeni hidrati (skrob, celuloza), proteini (kazein) i lipidi  Specifiĉni ekstracelularni enzimi (egzoenzimi)  Plesni su najsposobnije  Mogućnost rasta za vrste koje nemaju ovu sposobnost  Ćelije mikroorganizama, nakon smrti i lizisa, oslobaĊaju intracelularne enzime koji mogu da katališu razgradnju



Za vreme rasta u hrani, mikroorganizmi sintetišu energiju i ćelijske komponente 

Velika koliĉina energije je potrebna za sintezu ćelijskih komponenta 



Povezivanje reakcija u kojima se stvara energija sa reakcijama sinteze ćelijskog materijala Reakcije u kojima se stvara energija – OKSIDACIJE 



U ćelijama mikroorganizama organizovane u sukcesivnim reakcijama (metabolitiĉki putevi) za postupno oslobaĊanje energije iz organskih jedinjenja (koja se nalaze u redukovanom stanju)

Energija  

Koristi se direktno Ĉuva, skladišti 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 



Hemoheterotrofi 



Zahtevaju organski izvor ugljenika 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 ćelijskom novou 



Monosaharidi, disaharidi, trisaharidi – transportuju se u ćeliju i hidrolizuju do monosaharida pre daljnje degradacije Polisaharidi se prvo razlaţu na mono- i disaharide ekstracelularnim enzimima (na pr. α-amilaza) pre nego se transportuju u ćeliju 

Plesni, neke vrste roda Bacillus, Clostridium i dr. bakterije razlaţu skrob, glikogen, celulozu, pektin i dr. 

Razlaganje pektina i celuloze u voću i povrću utiĉe na teksturu proizvoda i prema tome na kvalitet

Putevi razgradnje monosaharida 

EMP put 



Mešana fermentacija 



Propionska fermentacija 

Heterofermentativne BMK, Bacillus spp., Pseudomonas spp.



Clostridium spp.

Diacetil, acetoin i butandiol f. 

Pseudomonas spp.

Propionske bakterije i Clostridium spp.

Butirat, butanol i aceton ferm. 



Enterobacteriaceae

Neke BMK i neke b-je Enterobacteriaceae

Pentoza fosfoketolazni put 





Homofermentativne BMK, Enterococcus faecalis, Bacillus spp. i kvasci

Entner-Doudroff (ED) put 



Neki specifiĉni putevi

Heksoza monofosfatni put 





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

Heksoza fosfoketolazni put 

Bifidobacterium spp.



PirogroţĊana kiselina   

Fermentacija Anaerobna respiracija Aerobna respiracija

Krajnji produkti fermentacije

Figure 5.18b

Test fermentacije

(a) (b) (c) (d)

Neinokulisana epruveta koja sadţi medijum sa ugljenim hidratom – manitolom Staphylococcus epidermidis raste na proteinu ali nije koristio ugljeni hidrat. Manitol (-) Staphylococcus aureus stvara kiselinu ali ne i gas. Manitol (+) Escherichia coli je takoĊe manitol (+) ali stvara i gas fermentacijom manitola Figure 5.23

Eukariotski mikroorganizmi

Gljive

Osnovne karakteristike 

  

 

Jednoćelijski ili višećelijski eukariotski organizmi Ĉvrst ćelijski zid – celuloza i/ili hitin Nemaju hlorofil, ne obavljaju fotosintezu Heterotrofi – koriste organska jedinjenja Apsorpcija rastvorenih hranljivih materija Razmnoţavaju se polno i bespolno

Gljive u industriji 

 

Prehrambena: hleb, pivo, vino, soja sos, sirevi Farmaceutska: antibiotici, steroidi i dr. Organske kiseline, alkohol, i dr.

Štetna uloga 

Kvar prehrambenih stoĉne hrane

proizvoda i

Kvasci (Ascomycetes) 

Heterotrofni jednoćelijski eukariotski mikroorganizmi Predstavnik: Saccharomyces



Oblik



  

  



Okruglast, elipsoidan, jajast, izduţen, pravougaoni, cilindriĉan, limunast

Veliĉina 3 – 15 µm

Stvaraju lažnu miceliju - pseudomicelija

Razmnožavanje kvasaca Polno – obrazuju SPORE Bespolno – PUPLJENJEM u plodonosnim kesiĉastim telima ASKUSIMA. 



Građa gljiva 

HIFA – konĉasta ćelija, osnovna gradivna jedinica  

Cenocitiĉna (bez pregrada), ne septirana Septirana, ima septe

Segmentacijom hife u debelozidne ćelije

Bespolno razmnožavanje: bespolne spore ARTROSPORE

Modifikacija ćelija duţ hifa. Tamno obojeni zadebljali zidovi, konzervacija. HLAMIDOSPORE

Unutrašnje spore SPORANGIO SPORE Spoljašnje spore KONIDIO SPORE

Pupljenjem vegetativnih ćelija. BLASTOSPORE

Polno razmnožavanje: polne spore 

Zigospore 



Askospore 



krajevi bliskih hifa se spajaju, dolazi do mejoze i formiranja velikih zigospora debelih zidova.

procesom mejoze nastaje ĉetiri do osam spora unutar specijalizovanih ćelija askusa.

Bazidiospore 

procesom mejoze nastaju ĉetiri spore, obiĉno na površini specijalizovanih ćelija bazida.

Niže gljive (Zygomycetes)     

 

Neseptirane hife (jedra slobodno struje u ćeliji) Pamuĉast, vatast rast na hranljivoj podlozi Bespolno razmnoţavanje: spore u sporangijama Polno razmnoţavanje: zigospore Predstavnici: Rhizopus i Mucor U zemljištu, većinom saprofiti, paraziti, kvar voća 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 voću, povrću, U industriji 

organske kiseline

ţitaricama

Više gljive (Ascomycetes)     

 

Višećelijske septirane hife Somotast, plišast rast na hranljivoj podlozi Bespolno razmnoţavanje: konidiospore - konidije Polno razmnoţavanje: 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 Većina su saprofiti, biljni paraziti Patogeni ljudi

Rod Fusarium 

 

Bela gljiva na ţitaricama i proizvodima od ţita Kratke konidiofore Konidije srpaste, višećelijske

Rod Alternaria 

 

Crna, mrka gljiva na paradajzu, jabuci Kratke konidiofore Konidije kao granate, višećelijske