Mikroorganizmy, jakimi są bakterie, drożdże i pleśnie towarzyszą ludziom od zawsze. Człowiek nauczył się jak je wykorzystywać najpierw w gospodarstwie domowym, a później już na skalę przemysłową. Potrafimy dodawać kultury bakterii do jogurtów, produkujemy fantastyczne sery pleśniowe, a piekarze wykorzystują drożdże w uwielbianych przez wszystkich drożdżówkach. Dlaczego jednak nie potrafimy sobie radzić z bakteriami, które wywołują wiele groźnych chorób i stanowią ogromne niebezpieczeństwo dla zdrowia i życia ludzi?

Odpowiedzi na to pytanie jest kilka:

• Nie zdajemy sobie sprawy, jakie stanowią zagrożenie.
• Wydaje nam się, że nas to nie dotyczy.
• Ignorujemy pojawiające się sygnały, że coś nieodpowiedniego dzieje się w naszym środowisku produkcyjnym.
• Brakuje nam wiedzy, na temat patogenów, które mogą rozwinąć się w artykułach spożywczych.

Postaram się w sposób jasny i prosty wytłumaczyć, dlaczego tak ważne jest zabezpieczenie środowiska produkcyjnego przed obecnością patogenów. Wskażę kryteria mikrobiologiczne oraz wymagania dla poszczególnych mikroorganizmów. Zacznijmy jednak od początku.

Co to są organizmy patogenne?

Pod tym pojęciem kryją się bakterie, wirusy i grzyby, które mogą wywoływać choroby niebezpieczne dla zdrowia i życia ludzi. Wywołują one najczęściej zatrucia pokarmowe i dostają się do organizmu człowieka poprzez spożywanie zakażonej wody lub żywności. Objawami zatrucia pokarmowego mogą być reakcje żołądkowo – jelitowe, jakimi są nudności, wymioty, biegunka oraz wysoka temperatura. Grupami najbardziej narażonymi są dzieci, osoby starsze, osoby z obniżoną odpornością. Czasem reakcja zakażonego organizmu jest bardzo gwałtowna i ma ostry przebieg. Czasem lekkie nudności i podwyższona temperatura nie jest czymś, co nas niepokoi. Ile razy zdarzyło się nam powiedzieć: Chyba coś mi stanęło na żołądku, chyba coś mi zaszkodziło. Nie wiążemy tego z zatruciem pokarmowym wywołanym obecnością groźnych bakterii.

Patogeny do artykułów spożywczych mogą trafić na etapie produkcji w zakładach sektora przemysłu spożywczego lub w naszych gospodarstwach domowych, wskutek nieodpowiedniego przygotowania posiłków i przechowywania artykułów spożywczych.

Czy mój zakład produkcyjny narażony jest na obecność patogenów?

Każdy zakład sektora przemysłu spożywczego ma obowiązek prowadzić monitoring mikrobiologiczny na podstawie przeprowadzonego procesu analizy ryzyka. Dla każdego typu zakładu, zagrożenie ze strony mikroorganizmów będzie inne, a co za tym idzie inne będą kryteria i wymagania dla drobnoustrojów. Każdy zakład produkcyjny jest narażony na obecność patogenów, ale każdemu zakładowi zagraża inny drobnoustrój. Wystarczy zauważyć, że dla przemysłu drobiarskiego największym zagrożeniem są bakterie Salmonella spp oraz Campylobacter spp, natomiast dla przemysłu rybnego zagrożenie mogą stanowić bakterie Listeria monocytogenes. Mikrobiologiczny monitoring środowiska produkcyjnego to nie slogan, czy hasło reklamowe, ale bardzo ważny i istotny proces. Jeżeli zbieramy wyniki, analizujemy trendy i potrafimy myśleć przyszłościowo, możemy uniknąć wielu nieprzyjemnych sytuacji. Wycofania z rynku, utrata zaufania konsumentów, straty finansowe to tylko nieliczne przykłady problemów, których można uniknąć.

Najczęściej występujące patogeny w artykułach żywnościowych

Ze względu na fakt, iż nasz kraj jest wiodącym producentem mięsa drobiowego patogenem, o którym najczęściej słyszymy w Polsce jest bakteria Salmonella spp. Nazwa organizmu pochodzi od nazwiska naukowca Daniela Elmera Salmona, który odkrył go w 1900 roku. Są to bakterie Gram (-), pałeczki z rodziny Enterobacteriaceae. W większości ruchliwe, nieprzetrwalnikujące, względne beztlenowce. Zdolne do wzrostu w temperaturze 5 – 49°C, przy pH w zakresie 4 – 9, w środowisku o aktywności wodnej powyżej 0,94. Gatunek Salmonella spp. obejmuje około 2541 różnych serotypów, z których każdy jest potencjalnie niebezpieczny dla człowieka. Do rodzaju Salmonella zaliczane są obecnie dwa gatunki tj. Salmonella enterica (2519 seroptypów) oraz Salmonella bongori (22 serotypy). Bakterie te są wrażliwe na wysokie temperatury, nie przeżyją >70°C. Odznaczają się wysoką odpornością na wysuszenie. Naturalnym miejscem bytowania pałeczek Salmonella spp.  jest przewód pokarmowy ludzi i zwierząt, i z tego źródła bakterie dostają się do środowiska, powodując zanieczyszczenie gleby, wody i żywności.

Kolejnym patogenem, który związany jest z przemysłem drobiarskim jest Campylobacter spp. Są to bakterie Gram (-), spiralnie zakręcone pałeczki, w kształcie przecinka lub litery „S” z charakterystyczną ruchliwością wytwarzaną przez jednobiegunowe lub dwubiegunowe wici. Zdolne do wzrostu w temperaturze 30 – 47°C, przy pH 5 – 9, w środowisku o aktywności wodnej powyżej 0,987, w warunkach mikroaerofilnych – przy zawartości tlenu poniżej 20%. Po raz pierwszy bakteria te została opisana przez Teodora Escherichia w 1886 roku, natomiast w 1996 roku bakteria Campylobacter spp. została uznana za główną przyczynę patogennych zatruć pokarmowych. Bakterie te występują naturalnie w jelitach wielu gatunków zwierząt. Zostały wyizolowane od różnych dzikich ptaków, gryzoni oraz od zwierząt hodowlanych, głównie kurczaków.

Dla branży mięsa czerwonego: wieprzowego i wołowego bardzo dużym zagrożeniem będą bakterie Eschericha coli. Są to bakterie Gram (-), pałeczki z rodziny Enterobacteriaceae. Wykazują zdolność ruchu dzięki rzęskom. Zdolne do wzrostu w temperaturze 6 – 46°C, przy pH 4,4 – 9, w środowisku o aktywności wodnej minimum 0,950. Bakterie Escherichia coli wchodzą w skład naturalnej mikroflory przewodu pokarmowego człowieka i zwierząt. Biorą udział w rozkładzie substancji pokarmowych oraz syntezie witaminy K oraz witamin z grupy B. Jednak w obrębie tego gatunku występują również patogenne bakterie Escherichia coli, powodujące zaburzenia jelitowe. Do najgroźniejszych bakterii Escherichia coli należą shigatoksyczne oznaczane jako STEC – Shiga Toxigenic Escherichia coli. Bakterie te produkują silną toksynę Shiga Stx1 oraz Shiga Stx2, kodowaną odpowiednio przez gen stx1 oraz stx2. W obrębie grupy Escherichia coli STEC wyróżniamy wiele serogrup. Do najpopularniejszych należą następujące serogrupy: 026, 045, 0103, 0104, 0111, 0121, 0145,0157. Escherichia coli STEC jest również ogromnym zagrożeniem przy produkcji kiełków.

Dla branży rybnej, przede wszystkim dla producentów ryb wędzonych oraz branży dań gotowych do bezpośredniego spożycia największym zagrożeniem w zakładach produkcyjnych jest bakteria Listeria monocytogenes. Nazwa rodzajowa Listeria pochodzi od nazwiska angielskiego chirurga Josepha Listera i została wprowadzona w 1940 roku. Bakterie tego gatunku są Gram (+) pałeczkami, ruchliwymi, nie tworzą przetrwalników. Wykazują możliwość wzrostu w szerokim spektrum temperaturowym. Mają zdolność do przeżycia w temperaturze chłodziarki około 4⁰C, a także w zamrażarkach w temperaturze -18⁰C. Wzorowo namnaża się w temperaturze 37⁰C. Optymalne pH dla wzrostu tej bakterii wynosi 7,0 ale zakres w jakim może przeżyć waha się między 4,4 – 9,4. Pałeczki Listeria monocytogenes cechuje zdolność przetrwania obróbki termicznej w temperaturze poniżej 75⁰C. Ze względu na duże umiejętności adaptacyjne, bakteria ta łatwo uodparnia się na stosowane konserwanty, środki myjące i bez najmniejszego problemu tworzy struktury biofilmu na powierzchniach roboczych. Stąd poprzez proces zakażenia wtórnego przedostaje się do produktów spożywczych.

W zakładach sektora przemysłu spożywczego, gdzie produkowane są konserwy i produkty w słoikach, które w procesie technologicznym poddaje się działaniu wysokiej temperatury warto zwrócić uwagę na bakterie Clostridium perfringens oraz Clostridium botulinum. Bakterie tych gatunków są gram (+) laseczkami, wytwarzającymi spory. Są zdolne do wzrostu w temperaturze między 20⁰C a 50⁰C. Preferowana aktywność wodna to poziom 0,93 – 0,97, natomiast pH wzrostu mieści się w granicach 5,0 – 8,5. Clostridium perfringens wytwarza aż 14 czynników toksycznych, zaś sam gatunek został podzielony na pięć typów (A, B, C, D, E). Naturalnym środowiskiem bytowania szczepów Clostridium perfringens biotyp A jest gleba, pasek, osady z rzek i jezior oraz przewód pokarmowy ludzi i zwierząt. Natomiast szczepy należąc do biotypów B, C, D, E występują tylko i wyłącznie w przewodzie pokarmowym zwierząt i czasem ludzi. Natomiast Clostridium botulinum wytwarza neurotoksynę znaną jako botulina. Jest to jedna z najpotężniejszych toksyn bakteryjnych. Toksyna botulinowa działa na układ nerwowy, blokując uwalnianie acetylocholiny, co prowadzi do paraliżu mięśni. Intoksykacja botulinowa może prowadzić do poważnych zatruć pokarmowych, które mogą być śmiertelne w przypadku wystąpienia paraliżu mięśni oddechowych.

Niezależnie od sektora przemysłu spożywczego i produkowanego artykułu ogromnym zagrożeniem są bakterie Staphylococcus aureus. Są to bakterie Gram (+), ziarniaki tworzące charakterystyczne grona, nieruchliwe, nieprzetrwalnikujące, względnie beztlenowe. Zdolne do wzrostu w temperaturze 7⁰C - 48⁰C, jednak optymalna temperatura to 37⁰C. Preferowana aktywność wodna to poziom powyżej 0,83, a pH między 4 – 10. Głównym źródłem zanieczyszczenia żywności są ludzie. Bakterie te mogą przeżywać u człowieka na skórze, błonach śluzowych oraz w przewodzie pokarmowym.  Zatrucia pokarmowe nie są wywoływane przez komórki bakterii, ale przez enterotoksynę. Toksyna ta jest odporna na proces pasteryzacji, gotowania i pieczenia. Nie powoduje zmian w smaku i wyglądzie produktów.

Czy jest jakiś akceptowalny poziom dla patogenów?

Patogeny są przyczyną wielu chorób i zaburzeń, głownie ze strony żołądkowo – jelitowej. Dla każdego człowieka, w zależności od wieku, płci, stanu zdrowia inna będzie dawka, która wywoła chorobę. Dlatego też Komisja Europejska opracowała Rozporządzenie Komisji (WE) 2073/2005 wraz z późniejszymi zmianami, gdzie precyzuje wymagania dla produktów przeznaczonych do spożycia.

W dokumencie tym możemy przeczytać, że dla bakterii Salmonella spp. obowiązuje wymaganie – Nie wykryto. W żadnej z badanych próbek nie można stwierdzić obecności tego patogenu. A co w przypadku, gdy produkowanego przez nas artykułu nie ma w tabeli w rozporządzeniu? Gdy jesteśmy producentem przypraw, makaronów lub czekolady. Tutaj możemy posiłkować się normami dedykowanymi do konkretnych produktów albo wybrać zdrowy rozsądek, który podpowiada, że niezależnie od produkowanego asortymentu Salmonella spp. ma być nieobecna.

Zupełnie inaczej wygląda sytuacja w przypadku bakterii Campylobacter spp. Jeżeli wykonujemy badania w kierunku obecności tego patogenu w próbce żywności to zadowalający będzie wynik – Nie wykryto. Natomiast, jeżeli mówimy o skórach z tuszek drobiowych to zgodnie z obowiązującymi przepisami - Rozporządzenie Komisji (WE) nr 2017/1495 – zmieniające rozporządzenie (WE) nr 2073/2005 w odniesieniu do Campylobacter w tuszach brojlerów, nie można uzyskać wartości liczbowych większych niż 1000 jtk/g.

W przypadku bakterii Escherichia coli w surowych wyrobach mięsnych Rozporządzenie Komisji (WE) 2073/2005 wraz z późniejszymi zmianami nakłada obowiązek sprawdzenia 5 próbek z danej partii produkcyjnej. Jasno sprecyzowane są limity, etap pobierania próbek oraz normy, którymi należy wykonać badania.

W tym samy dokumencie opublikowane zostały również wymagania dla branży mleczarskiej, które obejmują: sery wyprodukowane z mleka lub serwatki poddanych obróbce termicznej oraz masło i śmietana wyprodukowane z mleka surowego lub z mleka poddanego obróbce termicznej w temperaturze niższej niż pasteryzacja.

Branża owocowo – warzywna też została uwzględniona w Rozporządzeniu Komisji (WE) 2073/2005 wraz z późniejszymi zmianami. W dokumencie tym możemy znaleźć wymagania dla krojonych owoców i warzyw przeznaczonych do bezpośredniego spożycia oraz dla soków owocowych i warzywnych niepasteryzowanych gotowych do spożycia.

W rozporządzeniu znaleźć możemy również wymagania dla produktu jakim są kiełki. Tutaj uwzględniono bakterie Escherichia coli STEC.

Patrząc na wymagania określone w rozporządzeniu odnoszące się do bakterii Escherichia coli, można zauważyć, że są one dość restrykcyjne. Tak samo restrykcyjne powinny być wymagania, jeżeli przygotowujemy specyfikacje techniczne dla produktów nie ujętych w tym dokumencie.

Rozporządzenie Komisji (WE) 2073/2005 wraz z późniejszymi zmianami wskazuje też wymagania dla bakterii Listeria monocytogenes. Jeżeli wyprodukowany artykuł znajduje się w magazynie u producenta, badanie wykonujemy w kierunku obecności tego patogenu. Wynik akceptowany – Nie wykryto. Jeżeli produkt opuści już magazyn producenta, trafi na półki sklepowe lub do centrum dystrybucyjnego, wówczas badanie wykonujemy w kierunku określenia liczby bakterii Listeria monocytogenes. Tutaj nie może zostać przekroczona wartość 100 jtk/g.

W przypadku bakterii Clostridium perfringens oraz Clostridium botulinum nie znajdziemy wymagań umieszczonych w Rozporządzeniu Komisji (WE) 2073/2005 wraz z późniejszymi zmianami. Wymagania będą określone w specyfikacjach technicznych określonych przez producentów. Warto zwrócić uwagę, że drobnoustroje te najczęściej dotyczą produktów, które są pasteryzowane lub sterylizowane.

Inaczej wygląda sytuacja w przypadku bakterii Staphylococcus aureus. Wymagania znajdują się w Rozporządzeniu Komisji (WE) 2073/2005 wraz z późniejszymi zmianami, ale bardzo często są uwzględniane również w mikrobiologicznym monitoringu środowiska produkcyjnego. Głównym źródłem zanieczyszczenia żywności tymi drobnoustrojami są ludzie, niezależnie od sektora przemysłu spożywczego.  Dla przemysłu mleczarskiego wymagania znajdują się w tabeli poniżej:

Dla przemysłu rybnego z wykorzystaniem owoców morza, wymagań również możemy szukać w Rozporządzeniu Komisji (WE) 2073/2005 wraz z późniejszymi zmianami.

Niezwykle istotne jest zwrócenie uwagi na enterotoksynę gronkowcową. Zatrucia pokarmowe nie są wywoływane przez komórki bakterii, ale przez toksynę. Jest ona odporna na proces pasteryzacji, gotowania i pieczenia. Nie powoduje zmian w smaku i wyglądzie produktu.

Czy znane są sposoby na uniknięcie patogenów w produktach spożywczych?

Każdy zakład sektora przemysłu spożywczego prowadząc monitoring środowiska produkcyjnego ma szansę na uniknięcie patogenów w środowisku. W przypadku bakterii Staphylococcus aureus oraz Listeria monocytogenes bardzo często dochodzi o zakażenia wtórnego produkowanego asortymentu. Szczególnie produktów przeznaczonych do bezpośredniego spożycia przez ludzi. W przypadku bakterii Salmonella spp. oraz Escherichia coli patogeny te znajdują się produktach surowych, które wykorzystywane są jako surowiec. Dodatkowo surowce z mięsa drobiowego obarczone są obecnością bakterii Campylobcater spp. Warto zweryfikować, czy przyjmując surowce są one bezpieczne i nie stanowią zagrożenia. W przypadku bakterii Clostridium perfringens oraz Clostridium botulinum niezwykle istotne jest kontrolowanie procesów termicznych.

Badanie patogenów żywności w różnych segmentach

Podsumowanie

Patogeny to drobnoustroje, które stanowią ogromne zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi. W zależności od sektora przemysłu spożywczego, inne bakterie będą dominować, innych bakterii będziemy się spodziewać i inne bakterie będziemy monitorować. Na producentach artykułów spożywczych spoczywa odpowiedzialność za asortyment, który trafia na półki sklepowe. Nie można założyć, że nasze produkty są bezpieczne, trzeba mieć dowód, że faktycznie tak jest.

Literatura:

• Normy ilościowe i jakościowe dotyczące zawartości drobnoustrojów w produktach spożywczych – Katedra i Zakład mikrobiologii lekarskiej WUM w Warszawie – Dominika Lachowicz
• Badania produktów żywnościowych pod kątem zanieczyszczeń drobnoustrojami patogennymi w ramach urzędowej kontroli żywności zgodnie z obowiązującymi normami Normy PN-EN ISO, Hanna Pituch i Michał Piotrowski, Katedra i Zakład Mikrobiologii Lekarskiej, Warszawski Uniwersytet Medyczny
• https://biotechnologia.pl/biotechnologia/co-czai-sie-w-pozywieniu-czyli-kilka-slow-o-zatruciach-pokarmowych,12758
• https://www.mp.pl/pacjent/choroby-zakazne/choroby/zakazenia-bakteryjne/165142,zakazenia-wywolane-przez-clostridium-perfringens
• Staphylococcus aureus – patogen przemysłowy Laboratorium – Przegląd ogólnopolski numer 4/2021
• Mikroorganizmy i konserwacja – podręcznik konserwowania żywności. Wydawca Matis ohf, autor: Pall Gunnar Palsson, przełożył Irek Klonowski
• Food Microbiology an introduction - Thomas J. Montville, Karl R. Matthews, Karl R. Matthews
• Poldrób – Ogólnopolski Związek Producentów Drobiu – Organizacja normalizacyjna przy G.C.C – GSO 1016/1998 – Kryteria mikrobiologiczne dotyczące środków spożywczych – Część 1. ISC: 67040
• https://foodfakty.pl/wykrywanie-salmonella-spp-w-produktach-zywnosciowych-metody-biomerieux
• https://www.intertek.pl/wiedza-i-aktualnosci/wiedza/389-drob-glowny-rezerwuar-bakterii-z-rodzaju-salmonella
• https://www.intertek.pl/wiedza-i-aktualnosci/wiedza/453-campylobacter-spp-%E2%80%9Elider%E2%80%9D-w%C5%9Br%C3%B3d-bakteryjnych-zatru%C4%87-pokarmowych
• https://diag.pl/pacjent/artykuly/jakie-sa-objawy-i-sposoby-leczenia-salmonellozy/
• Molekularne metody identyfikacji Salmonelli i Listerii w produktach spożywczych. - WARSZTATY I FORUM WIEDZY MANAGERSKIEJ FOODFAKTY SCIENCE 4 BUSINESS
• Innowacyjne metody badawcze w analizie mikrobiologicznych wskaźników jakości oraz patogenów w żywności 3M Food Safety
• System do Detekcji Molekularnej patogenów w żywności (MDS) – 3M
• https://www.mp.pl/pacjent/choroby-zakazne/choroby/zakazenia-bakteryjne/165126,zakazenia-wywolane-przez-paleczki-campylobacter-kampylobakterioza
• https://gemini.pl/poradnik/zdrowie/kampylobakterioza-przyczyny-objawy-leczenie/
• Rozporządzenie Komisji (WE) nr 1441/2007 – zmieniające rozporządzenie (WE) nr 2073/2005 w sprawie kryteriów mikrobiologicznych dotyczących środków spożywczych.
• Rozporządzenie Komisji (WE) nr 365/2010 – zmieniające rozporządzenie (WE) nr 2073/2005 w sprawie kryteriów mikrobiologicznych dotyczących środków spożywczych odnośnie do pałeczek jelitowych w mleku pasteryzowanym i innych pasteryzowanych płynnych produktów mlecznych oraz Listeria monocytogenes w soli spożywczej.
• Rozporządzenie Komisji (WE) nr 1086/2011 – zmieniające załącznik II do rozporządzenia (WE) nr 2160/2003 Parlamentu Europejskiego i Rady oraz załącznik I do rozporządzenia Komisji (WE) nr 2073/2005 w odniesieniu do salmonelli w świeżym mięsie drobiowym
• Rozporządzenie Komisji (WE) nr 209/2013 – zmieniające rozporządzenie (WE) nr 2073/2005 w odniesieniu do kryteriów mikrobiologicznych dotyczących kiełków i zasad pobierania próbek z tusz drobiowych i świeżego mięsa drobiowego
• Rozporządzenie Komisji (WE) nr 2017/1495 – zmieniające rozporządzenie (WE) nr 2073/2005 w odniesieniu do Campylobacter w tuszach brojlerów
• Rozporządzenie Komisji (WE) nr 2019/229 – zmieniające rozporządzenie (WE) nr 2073/2005 w sprawie kryteriów mikrobiologicznych dotyczących środków spożywczych w odniesieniu do niektórych metod, kryterium bezpieczeństwa żywności dla Listeria monocytogenes w skiełkowanych nasionach oraz kryterium higieny procesu i kryterium bezpieczeństwa żywności dla soków owocowych i warzywnych niepasteryzowanych (gotowych do spożycia)

 TEN ARTYKUŁ JEST CZĘSCIĄ OPRACOWANIA FOODFAKTY NAWIGATOR, KTÓRY DOSTĘPNY JEST DO POBRANIA ZA DARMO DZIĘKI PARTNEROM MERYTORYCZNYM WARSZTATÓW I FORUM WIEDZY MANAGERSKIEJ FOODFAKTY SCIENCE 4 BUSINESS -  ZAGROŻENIA MIKROBIOLOGICZNE I BIOLOGICZNE ŻYWNOŚCI ORAZ INNE UZUPELNIAJĄCE ZAGADNIENIA (4-5 WRZEŚNIA 2024, ŁÓDŹ)