Kampen mot de farlige bakteriene

Transkript

1 Kampen mot de farlige bakteriene Er melkesyrebakterier løsningen? Askild Holck

2 Melkesyrebakteriene gir nye produkter og hindrer vekst av sykdomsfremkallende bakterier

3 Melkesyrebakterier hindrer vekst av patogener Hemming av vekst Tilstrekkelig hvis lavt nivå av patogener er ufarlig Drap av patogener Hvis lavt nivå av patogener utgjør en fare LAB vokser godt i produktene Tåler lav ph Vokser ved lav temperatur Tåler høyt saltnivå Vokser anaerobt Konkurrerer med patogener om sukker og mikronæringsstoffer Produserer stoffer som hemmer patogener

4 Melkesyre kommer inn i cellen og surgjør internt Patogen bakterie Høy intern ph i den patogene bakterien gjør at H + spaltes av. Bakterien sliter seg ut på å pumpe H + ut av cellen

5 Melkesyrebakteriene produserer også andre hemmestoffer En rekke andre stoffer kan lages fra pyruvat Ikke alle LAB har alle sidereaksjoner Organiske syrer CO 2 Etanol H 2 O 2 Diacetyl Bacteriociner

6 Forskjellige måter å benytte melkesyrebakterier Startkulturer Fermentates R-COOH Purification Antimicrobials Metabolite production R-COO - R-COOH R-COO - R-COOH Biomass production Concentration R-COO - Protective cultures Lånt fra Danisco

7 Fermenteringsforløp salami Melkesyrebakterier ph Vannaktivitet

8 Overlevelse av E. coli O157:H7 i spekepølse 2 log reduksjon for hvilende celler Hvilende celler er mer resistente 20 C 4 C Bedre overlevelse ved lagring ved 4 C enn ved 20 C Vanlig spekepølseproduksjon gir ikke tilstrekkelig reduksjon av E.coli O

9 Modellert E. coli reduksjon i spekepølse som funksjon av temperatur Død varierer med temperatur Store variasjoner vil forekomme (95% conf. int) Reduksjon (log cfu/g) 21 C 15 C 4 C Reduksjon (log cfu/g) 15 C Dager Dager

10 Overlevelse av L. monocytogenes i spekepølse 1 log reduksjon 4 C Bedre overlevelse ved lagring ved 4 C enn ved 20 C 20 C

11 Hemming av L. monocytogenes i kokt skinke I LAB skal hemme vekst av patogener ikke gi uønsket sensorisk endring av produktet Hemming av L. monocytogenes Kokt skinke fra 9 bedrifter inokuleres med Rif R L. monocytogenes Plukker 70 LAB fra prøver hvor L. monocytogenes ikke vokser L. monocytogenes, Δ LAB, ph, lagret ved 8 C Ingen hemming av L. monocytogenes

12 Hemming av L. monocytogenes i kokt skinke II 5 hemmekulturer isoleres Hemming av L.monocytogenes bekreftes Ingen sensorisk endring på kokt skinke og servelat (117 smakere på Ski storsenter)

13 Hemmekulturer for ost I Tilsendt ost (uten startkulturer) fra mange Europeiske land + Afrika Ost + peptonvann (1:1, slurry) tilsettes L. monocytogenes (5 stk), St. aureus (5 stk), E. coli O157 (1 stk) Inkuberer 60 døgn, 12,5 C Plukker isolater fra prøver med lavt patogennivå 50 LAB isolater testes i melk 3 hemmekulturer isolert: Tester også to kommersielle hemmekulturer: Holdbac, Listeria dairy, Danisco Bactoferm, Chr.Hansen

14 Hemmekulturer for ost II Produserer brie med ostestarter og Growth of L. monocytogenes P1: Kultur P2: Kultur Bactoferm Holdbac Hemmekulturene gir ca 2 log lavere nivå av L. monocytogenes Log # cfu Days control Holdbac P1 P2 Lignende resultater for E. coli og St. aureus

15 Hemmekulturer for ost III Granularity Sour odour 7 Bitter odour * Adhesivenes s 6 Milk odour Fatness 5 Mature odour Hardness 4 3 Ammoniac odour Reference Mushroom flavour 2 Fungal odour Commercial Ammoniac flavour 1 Hue Matforsk1 Matforsk2 Mature flavour Colour intensity Milk flavour Whiteness Metal flavour Sour flavour Bitter taste Salty taste Sweet taste Hemmekulturene gir ingen sensorisk endring av ostene

16 Bacteriociner Små peptider Produseres av LAB Flere klasser Klasse I: inneholder lanthionin (eks Nisin) Klasse II: uten lanthionin (flere underklasser, eks. Pediocin) Klasse III: store varmelabile (murein hydrolaser) >30 peptider er kjent Varierende hemming av andre LAB, B. cereus, B. thermospacta, Cl. perfringens, E. faecalis/faecium, L. monocytogenes, Propionebacterium, St. aureus Ødelegger membranpotensialet hos målcellen Flere bakteriocinprodusenter har fått GRAS status av FDA

17 Hemming av L. monocytogenes på røkelaks med hemmekultur og bakteriocinet sakacinp Røkelaks tilsettes L. monocytogenes Hemmekultur gir ca 4 log hemming Hemmekultur + renset bakteriocin SakP gir 2 log ekstra Ingen sensoriske endringer av produktet Days Kontroll LAB ikke SakP produsent LAB SakP produsent LAB SakP produsent + SakP

18 Nisin Et bakteriocin fra Lactococcus lactis 1953: Kommersielt nisin - Nisaplin fra Danisco 1969: FAO/WHO ekspertkomite: nisin er trygt som tilsetning i mat Godkjent i > 50 land. GRAS status. Ingen kryssresistens til terapeutiske antibiotika

19 Nisin er effektiv mot Gram+ bakterier, særlig sporedannere. SENSITIVE Clostridium sp Bacillus sp Alicyclobacillus sp Listeria sp Micrococcus sp Lactobacillus sp Brochothrix thermosphacta INSENSITIVE Gram -negative bakterier E. coli Salmonella Campylobacter Vibrio Coliforms Yeasts and moulds *Sporedannere som overlever pasteuriseringen Brukes i: Pasteuriserte eggprodukter, pasteuriserte oster og smøreost (Kina and Brasil), melk, øl- og vinfermenteringer, hermetikk

20 Nisaplin - hemming av forringelsesflora i Bologna pølser ved 8 o C Log 10 CFU g days Pasteurisering, kjernetemp 70 o C, 2 min. Vanninnhold: 43 g/100 g, Vannaktivitet: ph: 5.7 REFERENCE: Davies et al. (1999). J. Food Protection 62: (TP5001) Nisaplin addition 0 mg/kg 500 mg/kg 1000 mg/kg

21 Antimikrobielle blandinger for kjøtt fra Danisco Nisin virker bedre sammen med andre forbindelser Nisaplin - Nisin ekstrakt Nisaplin MS-50 - Varmestabilt nisin (lipid-coated) GUARDIAN NR100 - Synergistisk blanding nisin og rosmarin ekstrakt GUARDIAN NR250 - Varmestabilt nisin med rosmarin NovaGARD LM100 - NR250 og Na-acetat NovaGARD LM200N - NR250 og fermentert dextrose Mot forringelsesflora og patogener: Bacillus, Brochothrix thermosphacta, Clostridium, melkesyrebakterier, Listeria monocytogenes. Hindring av spiring av sporer av Bacillus og Clostridium

22 Hemming av L. monocytogenes i hot dogs GUARDIAN NR250 blanding begrenser Listeria vekst med 1-2 log 8 Log10 CFU/g (Listeria monocytogenes) Control NR250 combination Time (days at 3-5 C, F)

23 Konklusjoner Melkesyrebakterier kan hemme vekst av patogene mikroorganismer både i fermenterte og ikke fermenterte produkter Hemmer vesentlig Gram+ mikroorganismer Kan tilsettes som hemmekultur Kan tilsettes som fermentat Kan tilsettes som renset bakteriocin Kan tilsettes som bakteriocin sammen med andre hemmestoffer Flere bakteriocinprodusenter godkjente som GRAS av FDA Regelverket setter begrensninger for bruk