Termeni asociați:
- Microarray
- Microorganisme alimentare
- Bacterii alimentare
- Prăbușirea alimentelor
- Alimente fermentate
- Agenți patogeni
- Brânzeturi
- Cultura de început
Descărcați în format PDF
Despre această pagină
Bacterii lactice antifungice și propionibacterii pentru bioconservarea alimentelor
Abstract:
Ciuperci alimentare, adică drojdiile și mucegaiurile, cauzează o deteriorare gravă a alimentelor depozitate, ducând la pierderi economice enorme. Mucegaiurile pot produce, de asemenea, micotoxine care sunt asociate cu mai multe boli acute și cronice la om. Deși multe culturi producătoare de bacteriocină au fost descrise și propuse ca biopreservanți în ultimii ani, cercetările efectuate cu supresori de ciuperci cu privire la rolul lor în deteriorarea alimentelor sunt încă foarte limitate. Discutăm aici potențialul bacteriilor antifungice ale acidului lactic (LAB), al bacteriilor acidului propionic (PAB) și al combinațiilor acestora în bioconservarea alimentelor, subliniind realizările recente în studiul metaboliților antifungici și a altor mecanisme inhibitorii.
Îmbunătățirea siguranței legumelor organice
10.4.2 Riscuri micologice
Foarte puține ciuperci alimentare cauzează infecții la om și, din punct de vedere al siguranței alimentelor, sunt în principal micotoxinele produse de ciupercile care contaminează alimentele, printre care legumele, mai degrabă decât ciupercile în sine, care sunt importante. Diversi producători de micotoxine (de exemplu, Fusarium spp., Alternaria spp., Penicillium spp., Aspergillus spp.) Pot coloniza atât legumele organice, cât și cele convenționale în câmp sau în timpul depozitării. Variația speciilor prezente depinde de legume, precum și de condițiile climatice și de depozitare. Prezența potențialilor producători de toxine, totuși, nu înseamnă neapărat că există micotoxine prezente în legume, deoarece factorii de mediu joacă un rol important. Niciunul dintre potențialii producători de micotoxină nu are ca rezervor natural intestinele animalelor cu sânge cald și, prin urmare, impactul gunoiului de grajd brut ca îngrășământ nu este la fel de important ca și pentru bacterii.
Factori precum absența utilizării pesticidelor sintetice, inclusiv fungicide și alte măsuri agricole, cum ar fi rotația culturilor, sistemul de prelucrare a solului și starea nutriției minerale ar putea fi mai importante decât gestionarea dejecțiilor, chiar dacă rapoartele despre astfel de factori sunt neconcludente. În agricultura convențională, fungicidele sunt utilizate pentru a preveni pierderea de randament cauzată de o serie de ciuperci patogene ale plantelor. Rezultatele studiilor efectuate în câmpurile de cereale din Norvegia indică totuși creșterea infecției cu Fusarium la cerealele tratate cu fungicid (Elen și colab., 1999, 2000, 2002).
TEHNICI DE IDENTIFICARE BIOCHIMICĂ ȘI MODERNĂ Flora de deteriorare a alimentelor
Markeri de diagnostic biochimici
FA, Proteine și Isozime
Compoziția FA poate diferenția între ciuperci. Dintre ciupercile alimentare, prezența fracțiilor lipidice neutre, glicolipidice și fosfolipidice și a omega 3 și omega 6 din FA și cantitățile lor relative (C16 și C18) ajută la identificarea speciilor. Profilele FA au ajutat taxonomi fungici cu drojdie și filamente să diferențieze membrii Schizosaccharomyces, Nadasonia, Aspergillus, Mucor și Penicillium. Compoziția celulară FA a tulpinilor de deteriorare a vinului de Torulaspora delbreuckii și Zygosacharomyces bailli au fost un instrument util de diferențiere. Saccharomyces cerevisiae și alte specii de drojdii asociate vinului au fost diferențiate prin cromatografie capilară gazoasă (GC), care este o metodă ușoară, rapidă și ieftină. Această metodă a fost aplicată pentru a determina cauzele fermentației „blocate” într-o industrie sud-africană de alimente și băuturi. În mod similar, aceste metode au fost aplicate cu succes pentru a monitoriza contaminanții fungici din plantele pilot de bioproteine din Africa de Sud. În cazul Rhodosporidium, FA și Sfprofilurile erol (FAST, pentru 20 de FA și șapte steroli) au fost utilizate pentru diferențierea rapidă a speciilor și variația intraspecifică pentru a determina identitatea a 1740 de izolate fungice colectate din Finlanda.
Proteinele pot fi utilizate pentru identificarea și separarea izolatelor fungice, a tipurilor de împerechere și a formelor speciale și pentru determinarea speciilor de alterare. Profilele proteice pot varia în funcție de creștere și condițiile metabolice. Detectarea matrițelor obișnuite din alimente contaminate utilizând profilarea proteinelor are potențiale dificultăți și profilarea necesită simplificare, standardizare și automatizare.
Izozimele sunt enzime proteice, care au proprietăți enzimatice similare și adesea identice cu diferite secvențe de aminoacizi. Deoarece diferiți aminoacizi creează diferențe nete de încărcare, izozimele pot fi detectate prin electroforeză. Izozimele pot fi utilizate pentru a identifica izolatele fungice pe baza diferitelor alele ale unui locus unic al genei (alozime), loci multipli care codifică o singură enzimă și pe cele cu modificări posttranslaționale. Utilizarea izozimelor ca instrument permite analiza mai multor probe fungice relativ simple. Deși detectarea izozimelor permite o interpretare genetică a variațiilor în alele și loci, acestea nu sunt practice pentru detectarea ciupercilor care contaminează alimentele.
Principalul dezavantaj pentru analiza izozimelor este că un număr mare de sisteme de colorare este necesar pentru studii comparative, mai ales dacă sunt implicați mai mulți loci genetici care codifică enzimele. În plus, cu unele ciuperci, apar dificultăți dacă sunt dificil de cultivat sau cantitatea de material și timp necesită descurajarea analizei izozimelor.
Aspergillus și teleomorfe înrudite
17.4 Izolarea, enumerarea și identificarea
Tehnicile pentru izolarea și enumerarea speciilor de Aspergillus din alimente sunt aceleași cu cele utilizate pentru alte ciuperci alimentare și au fost descrise în detaliu în Pitt și Hocking (1997) și Samson și colab. (2004a). Mediile antibacteriene care conțin compuși pentru a inhiba sau a reduce creșterea răspândirii mucegaiurilor, cum ar fi dicloran rose bengal cloramfenicol bengal (DRBC) sau dicloran 18% glicerol (DG18) agar (Pitt și Hocking, 1997) sunt recomandate pentru enumerarea ciupercilor din alimente (Samson et al., 1992; Hocking și colab., 2006). Există un mediu, Aspergillus flavus și parasiticus agar (AFPA), conceput special pentru detectarea speciilor potențial aflatoxigenice (Pitt și colab., 1983; Pitt și Hocking, 1997).
Cheile și descrierile celor mai comune specii de Aspergillus alimentare pot fi găsite în altă parte (Pitt și Hocking, 1997; Klich 2002; Samson și colab., 2004a). Identificarea speciilor de Aspergillus necesită creșterea pe medii dezvoltate în acest scop, inclusiv agar Czapek, un mediu definit pe bază de săruri minerale sau un derivat cum ar fi agar extract de drojdie Czapek (CYA) și agar extract de malț. Creșterea extractului de drojdie Czapek 20% zahăr agar (CY20S) poate fi un ajutor util în identificarea speciilor de Aspergillus (Pitt și Hocking, 1997).
Spre deosebire de speciile Penicillium, speciile Aspergillus sunt convenabil „codificate prin culori”, iar culoarea conidiilor poate fi un punct de plecare foarte util în identificare, cel puțin până la nivelul secțiunii. Pe lângă culoarea conidială, morfologia microscopică pentru a determina prezența numai a fialidelor sau a metulelor plus fialidele și forma și dimensiunea veziculelor etc. este importantă în identificare. Identificarea corectă a speciilor de Aspergillus este o condiție esențială pentru evaluarea potențialului de deteriorare și contaminare cu micotoxine într-o marfă, hrană sau furaj.
Speciile Aspergillus, inclusiv speciile teleomorfe, care se găsesc frecvent în alimente, sunt descrise în detaliu mai jos.
Busuioc (Ocimum basilicum L.) Uleiuri
Activități antimicrobiene
Concentrațiile minime inhibitorii de ulei de busuioc dulce au fost 145-160, 40-45 și 80-95 μg/ml împotriva bacteriilor Gram negative Salmonella typhi și E. coli, a bacteriilor Gram pozitive S. aureus și Bacillus subtilis și a ciupercilor A .niger și respectiv Candida albicans (Shirazi și colab., 2014). Uleiul de busuioc dulce a prezentat o activitate puternică împotriva Streptococcus pneumoniae, Hemophilus influenzae, C. albicans și A. niger, dar nu Pseudomonas putida și Pseudomonas aeruginosa (Srivastava și colab., 2014). Ouibrahim și colab. (2013) au raportat efectele bacteriostatice ale uleiului de busuioc dulce asupra a 20 de tulpini bacteriene Gram-pozitive și Gram-negative. Uleiul de busuioc nu a prezentat nicio activitate împotriva bacteriilor Gram-pozitive Brochotrix thermosphacta, Enterococcus faecalis, Lactobacillus delbrueckii, Lactococcus lactis și Lactobacillus plantarum. Speciile de Vibrio, cum ar fi Vibrio parahaemolyticus, au prezentat o sensibilitate ridicată la uleiul de busuioc.
Natamicină
Sensibilitatea mucegaiurilor și a drojdiei la natamicină
Natamicina este activă împotriva majorității ciupercilor și drojdiei la concentrații scăzute. Concentrația minimă inhibitoare (MIC) pentru natamicină împotriva tuturor ciupercilor și drojdiilor alimentare este mai mică de 20 ppm, în timp ce solubilitatea natamicinei în sistemele alimentare apoase este de aproximativ 40 ppm. S-a demonstrat în practică că, în condiții igienice acceptabile, această concentrație de natamicină dizolvată este suficientă pentru a preveni creșterea fungilor și a drojdiei. Majoritatea drojdiei și mucegaiurilor au fost inhibate la concentrații de 1-15 ppm de natamicină în diverse alimente și băuturi lactate, cu excepția câtorva enumerate în Tabelele 2–4 .
Masa 2. Sensibilitate la natamicină a ciupercilor izolate în fabricile de brânzeturi și depozite olandeze
| Aspergillus flavus și Aspergillus parasiticus | 10–20 |
| Aspergillus fumigatus, Aspergillus penicillioides și Aspergillus versicolor | Sursa: Stark, J. (2003). Natamicina: un fungicid eficient pentru alimente și băuturi. În Roller, S. (eds.) Antimicrobiene naturale pentru prelucrarea minimă a alimentelor, pp. 82-97. Cambridge: Woodhead Publishing Ltd. |
Tabelul 3. Sensibilitate la natamicină a ciupercilor și a drojdiei care apar pe cârnați
| Matrite | ||
| Alternaria alternata | 10–20 | Sânge |
| Aspergillus flavus | Sursa: Stark, J. (2003). Natamicina: un fungicid eficient pentru alimente și băuturi. În Roller, S. (eds.) Antimicrobiene naturale pentru prelucrarea minimă a alimentelor, pp. 82-97. Cambridge: Woodhead Publishing Ltd. | |
Tabelul 4. Sensibilitate la natamicină a drojdiei izolate din băuturi și produse din fructe
| Saccharomyces cerevisiae | 1.5 | Suc de struguri |
| Saccharomyces cerevisiae | 1.5 | suc de mere |
| Saccharomyces exiguu | Sursa: Stark, J. (2003). Natamicina: un fungicid eficient pentru alimente și băuturi. În Roller, S. (eds.) Antimicrobiene naturale pentru prelucrarea minimă a alimentelor, pp. 82-97. Cambridge: Woodhead Publishing Ltd. |
Toate izolatele din flora fungică obținute din zece fabrici de producție de brânză la nivel de fermă din Spania aveau CMI de 10 ppm sau mai puțin, cu excepția unei specii Geotrichum care avea un CMI de 12,5 ppm. În mod similar, într-un sondaj efectuat pe 16 fabrici olandeze care produc cârnați uscați pentru a izola drojdia și mucegaiurile mai puțin sensibile, s-a observat creșterea pe foarte puține plăci care conțin 2 ppm natamicină. Într-un studiu german, a fost examinată sensibilitatea a 83 de drojdie la natamicină, unde nici una dintre drojdiile izolate din produsele alimentare nu a putut crește la o concentrație de 3 ppm de natamicină.
Pericole și boli
Ecologie
Căutarea de cunoștințe despre potențialele probleme de aflatoxină înseamnă că A. flavus a fost căutat în toate tipurile de produse alimentare. A. flavus a devenit cea mai raportată ciupercă alimentară, reflectând importanța sa economică și ușurința relativă de recunoaștere la fel de mult ca și omniprezenta sa. Este deosebit de abundent la tropice și are o afinitate deosebită pentru nuci și semințe oleaginoase ca substraturi. Se dezvoltă ca agent patogen nedistructiv, sau comensal, în țesuturile de arahide și plante de bumbac, și poate și de porumb, și asta se reflectă în apariția pe scară largă a aflatoxinelor în acele culturi. Se pare că nu are acel avantaj în alte culturi, astfel încât, în mărfurile în afară de nuci și semințe oleaginoase, deteriorarea sau nivelurile inacceptabile de aflatoxine nu ar trebui să apară în absența unei manipulări greșite. Smochinele sunt o excepție, datorită modului unic în care ciuperca este capabilă să intre în fruct înainte de recoltare.
Este interesant faptul că A. flavus are o apariție universală în țările tropicale și subtropicale, în timp ce A. parasiticus strâns înrudit este neobișnuit, într-adevăr aproape necunoscut, în Asia de Sud-Est. În plus, A. parasiticus nu se găsește de obicei la porumb sau bumbac, dar este adesea dominantă în arahide, chiar și în cazul în care ambele specii se găsesc împreună în solurile în care aceste culturi sunt cultivate.
Legile internaționale și bolile transmise prin alimente
Tek Chand Bhalla,. Savitri, în Siguranța alimentară și sănătatea umană, 2019
Aflatoxine
Aflatoxinele (Fig. 12.4A) sunt produse de unele specii de Aspergillus (de exemplu, A. flavus, A. parasiticus și A. nomius). A. flavus este răspândit pe scară largă în mediu și este cea mai raportată ciupercă transmisă de alimente (Stoloff, 1977). Aflatoxinele produse în mod natural sunt de patru tipuri, B1, B2, G1 și G2. B și G se referă la emisia de lumină albastră și verde de către acești compuși sub lumină ultravioletă. Se știe că aflatoxinele produse de aceste ciuperci induc carcinom hepatocelular la om și animale (Wu, 2013). Aceste micotoxine induc aflatoxicoză acută; manifestarea include dureri abdominale, edem pulmonar, vărsături și infiltrare grasă și necroză a ficatului. Majoritatea cazurilor de aflatoxicoză acută la om au fost raportate din țările în curs de dezvoltare (Shank și colab., 1971). În anii 1970, aproximativ 97 de cazuri fatale de aflatoxicoză au fost raportate din vestul Indiei din cauza consumului de porumb puternic turnat (Krishnamachari și colab., 1975; Bhat și Krishnamachari, 1977).
Figura 12.4. Structura chimică a diferitelor toxine: (A) aflatoxină și (B) fumonisină.
Expunerea la aflatoxine este, de asemenea, raportată ca provocând cădere în copilărie, o afecțiune în care înălțimea unui copil în raport cu vârsta este mult mai mică, prin referința OMS (Ricci et al., 2006). De asemenea, se raportează că aflatoxinele sunt responsabile pentru disfuncția sistemului imunitar. Studiile efectuate pentru a confirma relația dintre expunerea la aflatoxină și disfuncțiile imune au relevat creșterea markerilor afectați ai imunității umane (Jiang și colab., 2005; Turner și colab., 2003).
Nanotehnologie
Nanotehnologia în Microbiologia Alimentelor
Cea mai mare preocupare în menținerea calității alimentelor este de a evita contaminarea cu microbi, fie de origine patogenă, fie agenți de deteriorare. Mai multe articole din această enciclopedie oferă detalii despre tehnicile biochimice și moderne pentru identificarea agenților patogeni ai alimentelor (Articole Tehnici de identificare biochimică și modernă: Introducere, Tehnici de identificare biochimică pentru ciuperci alimentare: Flora deteriorării alimentelor, Tehnici de identificare biochimică și modernă: Microorganisme de otrăvire a alimentelor, Tehnici de identificare biochimice și moderne: Enterobacteriaceae, Coliforms și Escherichia Coli, Tehnici de identificare biochimice și moderne: microflorele alimentelor fermentate). Testele stabilite au însă propriile avantaje și dezavantaje. Nanotehnologia a fost recunoscută ca o zonă emergentă pentru detectarea agenților patogeni alimentari (atât bacterieni cât și virali) în mai multe matrice de constituenți alimentari, inclusiv produse, lapte și produse lactate și carne.
Drojdii și mucegaiuri: Aspergillus flavus
Abstract
Aspergillus flavus este o ciupercă micotoxigenă care posedă capacitatea de a produce aflatoxine B. Poate fi ușor distins din punct de vedere morfologic prin producerea unei culori conidiale de culoare galben-verde strălucitor, atunci când este cultivat pe agar cu extract de malț sau cu extract de drojdie Czapek. Este cea mai raportată ciupercă transmisă de alimente și este una dintre speciile dominante găsite pe produsele depozitate, în special pe cereale, deoarece este capabilă să prospere în medii cu activitate scăzută a apei și la temperaturi ridicate. Loturile de semințe de bumbac cu niveluri de aflatoxină de peste 20 ppb nu pot fi vândute pentru furaje lactate, deoarece o mică parte din toxină poate fi transferată în laptele vacilor de lapte, unde este ușor modificată în aflatoxină M1. Aspergillus flavus poate produce aflatoxine pe brânza cheddar, toxina pătrunzând până la 1,28 cm în brânză. Creșterea ciupercii este în mare parte neafectată de pH; poate crește pe întreaga gamă de pH de la 2,1 la 11,2, deși ratele de creștere sunt mai lente la pH