OPPDRAGSRAPPORT. Rapportnummer: MATFORSK - Norsk institutt for næringsmiddelforskning. Osloveien 1, 1430 Ås Tlf Tilgjengelighet: Åpen

Transkript

1 OPPDRAGSRAPPORT MATFORSK - Norsk institutt for næringsmiddelforskning Osloveien 1, 1430 Ås Tlf Rapportnummer: 8754 Tilgjengelighet: Åpen Rapportens tittel: LISTERIA I SJØMAT Prosjektleder/forfatter: Sylvia Bredholt og Thomas Eie Avdelingsleder: Helga Næs Avdeling: Mikrobiologi og Emballasje Oppdragsgiver: Marinepack, v/ole Jørgen Hanssen Stiftelsen Østfoldforskning Boks 276, 1601 FREDRIKSTAD Dato: Prosjektleders signatur: Avdelingsleders signatur: Prosjektnummer: 8754 Oppdragsgivers ref: FoU-område II, Aktiv emballering Sammendrag/ekstrakt: Marinepack er et Forskningsråd-delfinansiert forskningsprosjekt med fokus på optimal, trygg og kvalitetsbevarende emballering av sjømat og andre næringsmidler. Innenfor FoU-område II, Trygg og kvalitetsbevarende emballering, er aktiv emballering et aktuelt tema. En form for aktiv emballering er bruk av hemmekulturer/ hemmestoffer mot Listeria. Denne Marinepack-rapporten omhandler Listeria og hvordan den kan bekjempes. Listeria monocytogenes er en bakterie som kan motstå varme, høye saltkonsentrasjoner, nitritt og surt miljø langt bedre enn mange andre bakterier. Bakterien vokser dessuten godt i vakuum- eller gasspakkede produkter. Den overlever på kalde overflater og kan vokse også ved kjøleskapstemperatur. Bakterien finnes overalt og kan forårsake alvorlig sykdom og død hos utvalgte befolkningsgrupper, og medfører derfor problemer for produsenter og eksportører av bl a sjømatprodukter. I tillegg til god hygiene og risikovurdering er bruk av beskyttende kulturer en interessant mulighet. Beskyttende kulturer er ufarlige bakterier som, ved hjelp av hemmestoffer kan bekjempe uønskede bakterier, som f.eks. Listeria. En mulighet er å bruke hemmestoffene i selve emballasjematerialet, såkalt aktiv emballering. Mer forskning er nødvendig før disse nye mulighetene kan utnyttes kommersielt. Rapporten/resultatene skal ikke gjengis i utdrag, uten etter skriftlig godkjenning fra MATFORSK.

2 Det henvises for øvrig til spesielle krav for bruk av MATFORSKs navn i markedsføring. LISTERIA I SJØMAT Innledning Marinepack er et større forskningsprosjekt med fokus på optimal, trygg og kvalitetsbevarende emballering av sjømat og andre næringsmidler. Prosjektet er etablert av Emballasjeforsk (FoU-forum utgått fra Den norske Emballasjeforening) og gjennomføres i samarbeid med FHL Industri og Eksport (tidligere FNL, Fiskerinæringens Landsforening) og de store norske emballasjeleverandørene. Prosjektet skal utvikle og formidle spisskompetanse på emballasjeløsninger for sjømat og næringsmidler. Dette for at norske produsenter av sjømat og andre næringsmidler kan styrke sin konkurranseevne ved å forbedre produktkvalitet, holdbarhet og matvaretrygghet samt oppfylle internasjonale krav til effektiv logistikk, økonomi, miljø, og sporbarhet/dokumentasjon. Prosjektet skal også bidra til å øke foredlingsgraden av sjømat i Norge. Norges forskningsråd har bevilget 9 mill kroner til prosjektet (35 % delfinansiering) over en fire-års periode fra 2001, bl a for å sikre forskerutdanning på området. Det skal også gjennomføres et antall kortere eller lengre brukerstyrte utviklingsprosjekter i regi av Marinepack. Dette vil skje innenfor to hovedproblemstillinger, der bedrifter vil få faglig bistand til å forbedre sine emballasjeløsninger. De to prioriterte områdene er: I. Optimal emballering og distribusjon II. Trygg og kvalitetsbevarende emballering Denne prioriteringen er resultat av omfattende prosesser både i regi av Emballasjeforsk og FHL Industri og Eksport i Innenfor FoU-område II, Trygg og kvalitetsbevarende emballasje, er aktiv emballering et aktuelt tema, spesielt med tanke på bekjempelse av den farlige matforgiftningsbakterien Listeria monocytogenes. Hvorfor bry seg om Listeria i sjømat? I USA er det importforbud dersom det er påvist Listeria monocytogenes i spiseferdig mat som er holdbar i mer enn 15 dager og som samtidig har gode vekstvilkår for bakterien. At dette er et reelt problem for norske sjømat-eksportører bekreftes av de mange tilfellene der produsenter har blitt nektet importlisens til USA på grunn av påvist L. monocytogenes. I Norge vurderes mat som trygg dersom den ikke inneholder mer enn 100 Listeria-celler per gram mat ved endt holdbarhetstid. Det diskuteres i disse dager hvorvidt det skal innføres en grenseverdi for Listeria i dette området. Det er trolig bare et tidsspørsmål når en slik grenseverdi trer i kraft. For rakfisk er det anbefalt 1000 Listeria-celler per gram fordi en ofte finner over 100 Listeria-celler per gram rakfisk. Grunnen til disse strenge bestemmelser er at selv om L. monocytogenes vanligvis ikke forårsaker sykdom hos friske mennesker, og de alvorlige sykdomstilfellene er relativt sjeldne, vil bakterien kunne forårsake sykdom eller død hos mennesker med nedsatt immunforsvar. Av denne grunn advares slike personer mot å spise rakfisk. Sykdom forårsaket av Listeria vil føre til alvorlige konsekvenser for en produsent som ikke kan Oppdrag åpen/ TEi/estr/ / O

3 dokumentere tilstrekkelige tiltak for å unngå smitte og hvor bakterien i matvarene er den samme som er funnet hos pasienten. Hva er Listeria og hva er listeriose? Listeria er fellesnavnet til en beslektet gruppe av bakterier, men som oftest når det snakkes om Listeria er det L. monocytogenes det dreier seg om. L. monocytogenes kan forårsake en alvorlig bakteriell infeksjon, listeriose. Det finnes mange ulike varianter (stammer) av Listeria som varierer i aggressivitet. Inntak av mat infisert med Listeria gir sjelden sykdom hos friske mennesker, men det finnes grupper mennesker som er spesielt utsatt for sykdommen. Som nevnt innledningsvis, er det immunsvake personer (bl a en del eldre) og nyfødte som er mest utsatt. Omtrent en tredjedel av listeriosetilfellene opptrer under svangerskap og kan føre til spontan abort eller alvorlig sykdom hos den nyfødte. Andre høyrisikogrupper er kreftpasienter, AIDS-syke, de som får medisiner for å dempe immunforsvaret (for eksempel etter transplantasjon av organer) og pasienter med diabetes. Symptomene på listeriose varierer fra individ til individ avhengig av mottakeligheten til individet og kan begrense seg til feber, tretthet, kvalme, oppkast og diaré. Disse symptomene kan også opptre forut for en mer alvorlig sykdomsforløp. De mer alvorlige former for listeriose kan resultere i hjerneinfeksjoner og blodforgiftning. Gravide kan få influensalignende symptomer, og komplikasjoner hos den gravide kan føre til abort, et dødfødt barn eller et nyfødt barn med hjerneinfeksjon og/eller blodforgiftning. Hos eldre barn og voksne blir som regel både nervesystemet og blodet infiserte. I tillegg kan det oppstå betennelse i lungene og i hjertet. Hudkontakt med Listeria kan forårsake lokale hudsår. Det tar vanligvis fra 1 6 uker til å utvikle alvorlig listeriose, men influensalignende symptomer kan opptre allerede12 timer etter inntak av mat smittet med Listeria. Tiden sykdommen tar å utvikle seg avhenger av den generelle helsetilstanden til individet og hvor mange bakterier vedkommende har spist. Den normalt lange tiden mellom inntak av infisert mat og sykdomsutviklingen vanskeliggjør kartlegging av smittekilden. Det arbeides intenst med innsamling av kunnskap om Listeria som inkluderer karakterisering av bakterien, kartlegging av utbrudd, smittekilder, diagnostikk, sykdomsforløp, behandlingsmetoder med mer. Spredte sykdomstilfeller studeres for å kunne identifisere matkildene, for å undersøke om matvaren er felles i de ulike tilfellene og for å kunne veilede helsepersonell som både allmennpraktiserende leger, sykehusleger og gynekologer. Hvor mange bakterier kan en spise uten å bli syk? Minste antall Listeria bakterier som skal til for å forårsake sykdom hos mennesker vil variere i hvert enkelt tilfelle. Dette fordi infeksjon er avhengig av flere faktorer, blant annet helsetilstanden hos konsumenten og aggressiviteten til den individuelle listeria stammen. Hvis en ser på de rapporterte antall Listeria i kontaminert mat som har forårsaket listeriose virker det som om det skal et relativt høyt antall til for å forårsake sykdom. En skal likevel være forsiktig med å tolke slike tall fordi bakterien kan ha vokst i perioden fra pasientens inntak til sykdomsdiagnose og analyse av maten. En kan derfor ikke utelukke at en meget lav dose (mindre enn 100 Listeria per gram) kan være sykdomsfremkallende. Normalt blir det likevel anbefalt at det ikke skal være mer enn Oppdrag åpen/ TEi/estr/ / O

4 100 Listeria-celler per gram mat ved endt holdbarhetstid. I en del land gis det spesielle kostholdsråd til risikopersoner. En slik rådgivning må eventuelt komme i tillegg til det forebyggende arbeidet med å sikre at næringsmidler som er i salg er trygge for alle. Hvor finnes Listeria? Listeria finnes praktisk talt overalt. Den er isolert fra jord, planter, løv, kloakkslam, silofôr, støv og vann. Både mennesker (ca 2-6 % av befolkningen) og dyr kan være friske bærere av bakterien og den er funnet i avføringen hos både mennesker og dyr, inklusiv fugler og fisk. Det er bare i løpet av de siste ca 20 årene at forskere har konstatert at Listeria kan overføres til mennesker gjennom mat og forårsake sykdom. Det er imidlertid infiserte næringsmidler som er sett på som hovedårsaken til human listeriose. Bakterien kan finnes på grønnsaker, kjøtt, melk og sjømat og mange rå eller minimalt prosesserte produkter. Det er derfor viktig å ha kunnskap om hvordan smitte kan oppstå i de ulike matproduktene, hvordan en kan best unngå smitte og hvordan en kan drepe eller hemme veksten av bakterien i et produkt dersom bakterien er tilstede. Bakterien kan overføres til rå landbruksprodukter dersom de kommer i kontakt med husdyrgjødsel, enten direkte fra gjødslet jord, eller fra vann forurenset med gjødsel. For eksempel, husdyr kan plukke opp bakterien gjennom dårlig silofôr, eller fra hverandre, og hvis deres gjødsel brukes på grønnsaker, vil smitten bli overført til disse igjen. Regnvann fra forurensede jorder kan føre med seg smitte til elver, innsjøer og havet slik at både fersk- og saltvann kan infiseres. Siden Listeria er så utbredt i miljøet er det umulig å unngå at dyr og mennesker kommer i kontakt med denne bakterien, men gårdbrukere, fiskeoppdrettere, næringsmiddelprodusenter, varehandelen og de som tilbereder mat, kan alle hjelpe til med å redusere forekomsten av Listeria i maten. Gårdbrukere og fiskeoppdrettere må sørge for rene råvarer for å unngå smitte fra gjødsel og vann. Ved håndtering av sjømatprodukter må råvarene ikke komme i kontakt med jord eller forurenset utstyr og skjermes fra fugler og andre dyr samt deres etterlatenskaper. Hvordan truer L. monocytogenes næringsmiddelindustrien? Listeria er en meget hardfør organisme som kan motstå varme, høye saltkonsentrasjoner, nitritt og surt miljø langt bedre enn mange andre bakterier. Bakterien vokser dessuten godt i vakuum- eller gasspakkede produkter. Den overlever på kalde overflater og kan vokse, selv om veksten er langsom, ved kjøleskapstemperatur (4-6 C). Antallet Listeria-bakterier i kjølelagret mat kan øke fra under 100 celler per gram til mer enn celler per gram i løpet av 3-4 uker. Hvis bakterien først er tilstede er ikke kjøling tilstrekkelig for å hemme bakterien dersom maten skal lagres over lengere tidsrom. Bakterien trives også godt i industrilokaler, på fuktige overflater, i sprekker og ujevnheter i maskiner og utstyr. Der kan den feste seg godt på våte og utilstrekkelig rengjort overflater og kan danne et slimlag (biofilm) sammen med andre bakterier som beskytter mot varme, rengjøring og desinfeksjon. Oppdrag åpen/ TEi/estr/ / O

5 Hvilke matvarer kan være farlig? Mange ulike matvarer har vært årsak til både spredte og epidemiske tilfeller av listeriose, inklusive melk og meieriprodukter, kjøtt og kjøttprodukter, vegetabiler og sjømatprodukter. De mest risikofylte matvarene er som regel spiseferdige produkter som lagres ved kjøleskapstemperatur over en lang tidsperiode (mer enn dager). Dersom Listeria er tilstede vil bakterien kunne vokse i produktet og oppnå et antall høyt nok til å forårsake sykdom. Sjømatprodukter kan være kontaminert med Listeria og flere sjømatprodukter kan beskrives som risikomat. Sykdomstilfeller forårsaket av L. monocytogenes i sjømatprodukter synes likevel å være mindre hyppig enn ved inntak av infiserte kjøtt- og meieriprodukter. Hittil er det ikke rapportert om noe større utbrudd av listeriose som kan spores tilbake til konsum av sjømatprodukter. Imidlertid er sjømatprodukter relativt ofte impliserte i spredte enkelttilfeller og små utbrudd med et fåtall personer. Følgende sjømatprodukter kan nevnes som høyrisikoprodukter: Skalldyr som konsumeres i rå tilstand Rå fisk som spises uten varmebehandling f eks sushi Lett konserverte sjømatprodukter (mindre enn 6% salt i vannfasen, surere enn ph 5.0). Denne gruppen inkluderer saltet, marinert, fermentert, kaldrøkt, gravet eller raket fisk Produkter som kun har fått en mild varmebehandling Hvordan kan L. monocytogenes bekjempes i industrien? Den mest effektive strategien for å unngå forekomst av Listeria og andre sykdomsfremkallende bakterier på matprodukter er gjennom gode hygienerutiner. Dette gjelder hele prosessen, fra sikring av råvarene og frem til maten spises. Disse rutinene kan best ivaretas ved å gjennomføre en risikoanalyse (HACCP). Dette innebærer å identifisere de kritiske stedene for smitte og vekst av Listeria under produksjon og distribusjon, samt iverksette forebyggende tiltak der det er mulig. For eksempel, kan utilstrekkelig varmebehandling tillate overlevelse av sykdomsfremkallende bakterier og representere en fare. Korrekte rutiner med riktig kombinasjon av temperatur og tid sikrer drap av uønskede bakterier. Der hvor det ikke er mulig å drepe bakterien, som for eksempel ved videre behandling etter varmebehandling, må det implementeres strenge rutiner for bl a varemottak, renhold, vedlikehold, personlig hygiene og intern transport av ansatte, besøkende, råvarer, produkter og utstyr. Men selv om et godt iverksatt HACCP system reduserer faren for overføring av smitte kan det likevel ikke utelukke muligheten for at L. moncytogenes likevel kan komme i spiseferdige produkter og det er da viktig å kunne hemme vekst av bakterien i maten under lagring. Oppformering kan hindres ved frysing, eller ved å senke kjøletemperaturen til under 4 C for å redusere veksthastigheten, alternativt ved å forkorte holdbarhetstiden. Dessverre er det i mange tilfeller brudd i kjølekjeden ved for eksempel altfor høye temperaturer i kjølediskene i butikkene. Tiltak som gir ekstra sikkerhet til utsatte produkter vil da gi et konkurransefortrinn for produsenten. Enkelte konserveringsmidler i bruk hemmer vekst av Listeria, men det er et stort behov for videre forskning på nye midler og metoder. Oppdrag åpen/ TEi/estr/ / O

6 Konservering av næringsmidler I dag transporteres matvarer ofte over lange avstander og de lagres, ofte over flere dager, ved kjøletemperatur (ca 4 C) før salg. I alt for mange tilfeller viser det seg at kjølekjeden brytes og at temperaturen i butikkene i mange tilfeller er et sted mellom 6 og 12 C i kjøledisken. Samtidig krever forbrukerne næringsrik mat av høy kvalitet som er enkel og rask å tilberede og som inneholder minst mulig kjemiske konserveringsmidler. Hensikten med konservering er oppnå både trygge produkter og utvidet holdbarhet ved å drepe, hemme eller forsinke veksten av uønskede bakterier i maten under lagring og omsetning. For å bevare høy kvalitet og næringsinnhold og samtidig oppnå ønsket holdbarhet, er det som regel nødvendig med en kombinasjon av flere ulike konserveringsmetoder eller hindere. Det kan for eksempel brukes en kombinasjon av fysiske, kjemiske og biologiske konserveringsmetoder. Utvikling av slike kombinasjoner er mye brukt i produktutvikling og går under navnet hinderteknologi. Mange typer ferdigmat er nye og ukjente matsystemer med hensyn til bakterievekst og helserisiko. I tilfeller hvor konserveringsmetodene minimaliseres og blir utilstrekkelige, kan dette få konsekvenser for både holdbarheten og tryggheten til produktene. Dette kan medføre store økonomisk tap for produsent og forhandler og i verste fall til alvorlige sykdommer og tap av menneskeliv. Det har derfor blitt betydelig mer aktuelt å benytte en ekstra sikkerhetsfaktor, som for eksempel biologisk konservering eller biokonservering. Biokonservering Biokonservering er konservering ved bruk av stoffer fra planter, dyr eller fra ufarlige mikroorganismer (mugg, gjær eller bakterier) for å øke tryggheten og forlenge holdbarheten av mat. Melkesyrebakterier finnes naturlig, og skal nødvendigvis være tilstede i mange typer mat, f eks i yoghurt, ost, spekepølse. Deres evne til å konservere næringsmidler ved å hemme vekst av andre mikroorganismer har vært utnyttet av menneskene i flere tusen år. Melkesyrebakterier dominerer dessuten også den naturlige mikrofloraen i mange andre matvarer, f eks vakuum- og gasspakkede, varmebehandlede produkter og lett konserverte sjømatprodukter (f eks røykelaks) og som betraktes som trygge å spise. Melkesyrebakteriene regnes som gode hjelpere for å oppnå trygge matvarer. Opprinnelig var det de naturlig forekommende melkesyrebakteriene som sikret fermenteringen. I meieri- og kjøttindustrien foregår en utstrakt bruk av spesielt utvalgte startkulturer i mange produkter for å oppnå holdbare produkter med høy kvalitet. Startkulturer En startkultur er en bakteriekultur med spesielt utvalgte bakterier som, i tillegg til trygghet og økt holdbarhet, gir ønsket smak og tekstur til produktet. I for eksempel spekepølse eller ost blir startkulturer tilsatt for å forbedre farge, aroma og konsistens i tillegg til å ha en konserverende effekt. Foreløpig er startkulturer lite brukt innen sjømatnæringen. Oppdrag åpen/ TEi/estr/ / O

7 Beskyttende kulturer En metode for å hindre uønsket bakterievekst er å tilsette en kjent og ufarlig bakteriekultur som vil trives og vokse i produktet og dermed beskytte mot annen bakterievekst. En slik beskyttende kultur skal hemme vekst av uønskede bakterier, som for eksempel Listeria. Imidlertid skal beskyttende kulturer, i motsetning til startkulturer, ha liten eller ingen effekt på smak, utseende eller konsistens på produktet. En fordel ved å bruke beskyttende kulturer er at hemmestoffene de produserer øker når forholdene (som lagringstiden og temperatur) blir mer gunstige for vekst av uønskede bakterier. Beskyttende kulturer bør ha en vedvarende, stabil virkning samtidig som de ikke forringer produktet, f eks ved produksjon av dårlig lukt, gass, slim osv. I tillegg må de oppfylle krav innenfor lovgivningen og høye bakterietall av den beskyttende kulturen må aksepteres av myndighetene. Melkesyrebakterier har stort potensiale til bruk som beskyttende kulturer da de er trygge å spise, er generelt mer motstandsdyktige mot surt miljø enn andre bakterier, kan hemme flere typer uønskede mikroorganismer og naturlig dominerer mikrofloraen i mange produkter. Det er økende etterspørsel etter beskyttende kulturer av melkesyrebakterier for ulike produkter, særlig mot Listeria monocytogenes,. På MATFORSK er vi opptatt av å finne frem til gode beskyttende kulturer for ulike produktgrupper og forstå mekanismene bak hemmingen. Beskyttende kulturer i røykelaks Kaldrøyket laks blir konservert med en kombinasjon av salt (maksimum 6%), kaldrøyking (maks. 30 C) og oppbevaring ved lav temperatur (maks. 4 C). Denne kombinasjonen er ikke tilstrekkelig til å drepe Listeria og kan heller ikke forhindre vekst av den. På MATFORSK arbeider vi med å finne frem til gode krigere blant flere ulike melkesyrebakterier som er isolert fra røykelaks. Disse melkesyrebakteriene er tatt fra lakseprøver tilsatt Listeria og hvor vekst av Listeria var hemmet av melkesyrebakterier tilstede i laksen. Det er utført lovende forsøk hvor en har tilsatt utvalgte melkesyrebakterier til røykelaks under realistiske produksjonsbetingelser. Hva bør sjømatbedriftene gjøre for å unngå L. monocytogenes i produktene? I og med at Listeria er tilstede overalt i miljøet, vokser ved lave temperaturer og er tolerant overfor salt, lav surhetsgrad og pakking i beskyttende atmosfære, er det først og fremst gode og vel utførte hygienerutiner (bl a kontroll av råvarer, vask og desinfeksjon samt intern transport av varer, personer og utstyr) og kontroll av kjøletemperatur som må brukes som våpen for å unngå Listeria i næringsmidlene. Et vel implementert HACCP system reduserer betydelig muligheten for smitte med Listeria, men kan ikke helt utelukke sjansen for at bakterien likevel kan være tilstede i produktet. Bruk av beskyttende kulturer kan ikke erstatte god hygiene og en god kjølekjede, men kan brukes som en ekstra sikkerhetsfaktor for å unngå oppformering av Listeria i de ferdige produktene. Oppdrag åpen/ TEi/estr/ / O

8 Imidlertid er bruk av beskyttende kulturer en ny metode som krever bruk av kulturer som er tilpasset det enkelte produktet eller produktgruppen. Metoden er derfor fremdeles under utvikling og det er nødvendig med videre forskning for finne frem til de beste beskyttende kulturene og hvordan disse kan best brukes i kampen mot Listeria. Disse vil for eksempel kunne brukes på produksjonsutstyret eller de vil kunne tilsettes direkte på næringsmidlet. Hemmestoffene som de beskyttende bakteriene produserer, kan kanskje også kunne brukes i selve emballasjen. Forskerene på MATFORSK og SINTEF tror at emballasje tilsatt hemmestoff, (såkalt aktiv emballasje), kan være på markedet om noen år, avhengig av hvor mye forskningsinnsats som settes inn på dette området. I dag er regelverket ikke tilpasset bruk av denne type aktiv emballasje. Dersom vi i fremtiden skal kunne kjøpe mat som oppbevares i slik emballasje, må det derfor også finne sted en endring av dagens regelverk. Utfordringer for sjømatindustrien Det å ta i bruk nye konserveringsteknikker krever alltid en produksjonsomlegging og vil på kort sikt føre til ekstra omkostninger. Bruk av biokonservering kan også være vanskeligere å akseptere av sjømatindustrien som, i motsetning til kjøtt- og meieriindustrien, ikke har tradisjon for tilsetting av levende bakterier som et ledd i produksjonen. Lovgivningen er foreløpig noe uklar og sjømatindustrien, i likhet med andre grener i næringsmiddelindustrien, må arbeide for å få aksept for bruk av levende melkesyrebakterier i enkelte sjømatprodukter. Gevinsten er et å kunne garantere forbrukere og Myndigheter trygge produkter hvor Listeria ikke kan vokse. Oppdrag åpen/ TEi/estr/ / O