Upload
lamngoc
View
257
Download
7
Embed Size (px)
Citation preview
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 populacijeuskraćene za hranu ali proizvestidovoljno nije jedini problem
Problem je distribucija i ĉuvanje
Najveći konkurenti u toj potrošnjisu mikroorganizmi koji i kvarehranu i izazivaju bolesti koje seprenose hranom i samim tim i većograniĉene koliĉine hrane višenisu dostupne
Mikroorganizmi imaju vaţnuulogu u prizvodnji hrane
Mogu i sami da se koriste kaohrana
Hrana je složen problem
Proizvodnja hrane
Prerada hrane
Konzervisanje hrane
Skladištenje i distribucija hrane
Konzumiranje hrane
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.
Mikroorganizmi u hrani
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
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
1. Izazivaju oboljenja koja se prenose hranom
Hepatitis A virus
Norovirusi
Poliovirus, ehovirus, koksaki virus
2. Neki bakteriofagi se koriste u identifikaciji patogena (Salmonella spp., Staphylococcus aureus sojevi) i za transfer genetiĉkih karakteristika transdukcijom
3. 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.
Klasifikacija: 5 Kraljevstva (Carstva)
Whittaker (1969)
Plantae
Biljke i višećelijske alge
Animalia Ţivotinje
Fungi
Plesni i kvasci
Protista Protozoe, jednoćelijske alge
Monera
Sve bakterije
(prokarioti)
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
Ćelijski
zid
Citoplazmatiĉna
membranaRibozomiKapsule
Fimbrije Hromozom (DNK) Inkluzije Flagela
Nukleoid
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
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
broj okruglih bakterija
Štapićaste b. u organima
za varenje, mali broj
okruglih bakterija
Serotipovi Gram – negativnih bakterija(na pr. E. coli i Salmonella)
Imunoreaktivnost tri klase antigena
O-antigen (ćelijski zid)
Polisaharid (polimer O-podjedinica, 4-6 šećera) vezan za LPS
Varijacije u sastavu šećera i /ili kovalentnom vezivanju
H-antigen (flagelarni)
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)
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
Figure 3.40
endospora
Sporangija –
vegetativna ćelija
centralna spora
subterminalna
spora
terminalna
spora
terminalna spora
sa proširenom
sporangijom
centralna
Sub-terminalna
terminalna
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
Ca-dipikolinat ĉini 10% suve materije ćelije
Dehidratisana, metabolitiĉki neaktivna
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
Transformacija u aktivan vegetativan oblik
1. Aktivacija
• Zagrevanjem na visokim
temperaturama
novoformiranih spora
2. Klijanje
• Spore manje rezistentne
• Gubitak Ca-dipikolinata i
malih sporinih proteina
3. Porast
• Povećanje obima ćelije
• Sinteza nove DNK, RNK i
proteina
Neke značajne sporogene vrste
Bacillus anthracis – antraks
B.cereus – trovanja hranom (toksi infekcije)
B.thuringiensis – biološki insekticid
B.subtilis – enzim amilaza
B.stearothermophilus
– Kvar sterilizovanog mleka
Indikator pravilne sterilizacije
Clostridium tetani – tetanus
C.perfringens – gasna gangrena
C.botulinum – trovanja hranom (intoksikacije), botulizam
C. thermosaccharolyticum
- Spore izdrţavaju 1320 min na 100 C
Razlaţe šećere
Osnovne karakteristike endospore i vegetativne ćelije
KARAKTERISTIKA VEGETATIVNA ĆELIJA ENDOSPORA
Struktura Tipiĉna, Gram (+) Korteks, omotaĉi, exospor.
Mikroskopske promene Bez refrakcije Refrakcija
Kalcijum (Ca) 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
Dejstvo lizozima Senzitivna Rezistentna
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 - termorezistentneNeke vrste: Micrococcus, Enterococcus, Lactobacillus,
Pediococcus, Bacillus (spore) i Clostridium (spore)
Halotolerantne bakterijePreţivljavaju 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 bakterijeRastu 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
Pseudomonas, Bacillus, Flavobacterium
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
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
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)
ZemljaBroj 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
Kroneman et al., 2007 Journal of Public Health
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
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
Rotavirus (60-80 nm) Adenovirus (70-90 nm)
Astrovirus (27-30 nm)
www.virology.net/Big_Virology/BV/FamilyIndex.html
Virusi - agensi akutnog gastroenteritisa
Sapovirus (27-35 nm) Norovirus (27-35 nm)
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).
Prenos virusa: oralno – fekalni put
Primarna proizvodnja sveţih proizvoda
(voće i povrće) i/ili ostriga
Otpadne vode, voda za navodnjavanje
Oboljenja – vrlo ĉesta
Norovirus, HAV, HEV
Radnici koji rukuju hranom
Ruke, površine, spoljašnja sredina
Oboljenja – vrlo ĉesta
Norovirus, HAV, HEV
Kako se NoV prenose?
Direktno Indirektno
Kontaktom sa obolelom
osobom
Kontaminirana
hrana
voda
okolna/spoljašnja sredina i
površine
AEROSOL prilikom povraćanja
Fekalno – oralni put!!!
•Kontaminacija humanim fekalnim materijalom
•Nedovoljna liĉna higijena radnika koji dolaze u
kontakt sa hranom
Karakteristike virusa Mala infektivna doza
18 virusnih ĉestica
U fecesu se oslobaĊaju u izuzetno velikom broju 104- 1010 virusa / g
Nalaz virusa u fecesu je izuzetno dug ≥ 3 nedelje
Dobro preţivljavanje van domaćina u vodenim sredinama
na površinama
u spoljašnjoj sredini
na rukama
Dobro preţivljavaju uobiĉajene uslove ĉuvanja hrane 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
Toplota
Pasterizacija
Kuvanje
72-74 C, 1 min
180 s
Ljuti paradajz sos
ostrige
Mormann et al., 2010
Hewitt i Greening, 2006
Acidifikacija
pH 3
pH 3-7
pH 3-4
pH 4.5
pH 5.0-5.5
3 h
58 dana, 6 C
24 dana, 6 C
medium
malina
Sok od pomorandţe
Paradajz keĉap
Salata od testa
Dolin et al., 1972
Ansar et al., 2006
Ponka et al., 1999
Fleet et al., 2000
Mormann et al., 2010
HlaĊenje
4 C
4 C
6 C
11 C
11 C
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
Zamrzavanje
-18 C
-18 C
8 dana
7 i 14 dana
Mleveno meso
Zamrznuta pica
Jagodiĉasto voće i lekovito bilje
Sladoled i zamrznuti dezerti
Mormann et al., 2010
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
U centru 94 C / 15 min
Prţenje mlevenog mesa: 200 C / 30 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, 27-
40 nm negativnim bijenjem pod EM, 35-40 nm
krio-elektron mikroskopijom
Pripadaju porodici Caliciviridae
Nebovirus
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.
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
Zahtevaju organski izvor ugljenika
Hemoheterotrofi
Koriste organska jedinjenja kao donor elektrona za stvaranje energije
Krajnji akceptor elektrona
Aerobna respiracija – O2
Anaerobna respiracija – neorganska jedinjenja
Fermentacija – organska jedinjenja
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
Homofermentativne BMK, Enterococcus faecalis, Bacillus spp. i kvasci
Heksoza monofosfatni put
Heterofermentativne BMK, Bacillus spp., Pseudomonas spp.
Entner-Doudroff (ED) put
Pseudomonas spp.
Pentoza fosfoketolazni put
Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Bacillus spp. i neke BMK
Heksoza fosfoketolazni put
Bifidobacterium spp.
Neki specifiĉni putevi Mešana fermentacija
Enterobacteriaceae
Propionska fermentacija Propionske bakterije i
Clostridium spp.
Butirat, butanol i aceton ferm. Clostridium spp.
Diacetil, acetoin i butandiol f. Neke BMK i neke b-je
Enterobacteriaceae
PirogroţĊana kiselina Fermentacija
Anaerobna respiracija
Aerobna respiracija
Figure 5.23
Test fermentacije
(a) Neinokulisana epruveta koja sadţi medijum sa ugljenim hidratom – manitolom
(b) Staphylococcus epidermidis raste na proteinu ali nije koristio ugljeni hidrat. Manitol (-)
(c) Staphylococcus aureus stvara kiselinu ali ne i gas. Manitol (+)
(d) Escherichia coli je takoĊe manitol (+) ali stvara i gas fermentacijom manitola
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.
Kvasci (Ascomycetes)
Heterotrofni jednoćelijski eukariotski mikroorganizmi
Predstavnik: Saccharomyces
Oblik
Okruglast,
elipsoidan,
jajast, izduţen,
pravougaoni,
cilindriĉan,
limunast
Veliĉina
3 – 15 µm
Razmnožavanje kvasaca
Bespolno – PUPLJENJEM
Polno – obrazuju SPORE
u plodonosnim kesiĉastim
telima ASKUSIMA.
Građa gljiva
HIFA – konĉasta ćelija, osnovna gradivna
jedinica
Cenocitiĉna (bez pregrada), ne septirana
Septirana, ima septe
Bespolno razmnožavanje: bespolne spore
Segmentacijom hife u
debelozidne ćelije
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
krajevi bliskih hifa se spajaju, dolazi do mejoze i formiranja
velikih zigospora debelih zidova.
Askospore
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, ţitaricama
U industriji
organske kiseline
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
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