SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 82
Baixar para ler offline
Vliv vnitřních a vnějších
faktorů na mikroorganizmy v
         potravinách
Faktory ovlivňující růst
  mikroorganismů v potravinách
Vnitřní : živiny, pH, redox potenciál, vodní
  aktivita,antimikrobiální aktivity
Vnější: vlhkost, teplota, atmosféra
Implicitní: specifická růstová rychlost,
  synergismus, antagonismus, komensalismus
Technologické: krájení, mytí, balení, záření,
  pasteurizace
Mikroorganizmus a potravina
• uchycení mikroorganizmů (fimbrie, pouzdra, slizová
  vrstva)
• kontaminační dávka
• druh mikroorganizmů (růstová fáze, generační
  doba)
• mikroflóra potraviny (vzájemné vztahy mezi
  mikroorganizmy)
• vliv vnitřních faktorů
• vliv vnějších faktorů
Vnitřní faktory
Působením mikroorganismů se mění vlastnosti
potravin (např. textura, konzistence, vůně, chuť,
vzhled). K jakým změnám dojde je závislé na
chemických a fyzikálních vlastnostech potraviny
(intrinsic factors):
• složení potraviny (dostupnost živin)
• koncentrace vodíkových iontů (pH)
• aktivita vody (aw)
• oxido-redukční potenciál (Eh)
• textura potraviny
• přítomnost antimikrobiálních látek v potravinách
Vnější faktory

Způsob uchování a skladování potravin má významný
vliv na mikroflóru potravin. Jakost a trvanlivost
potravin je určována vnějšími faktory (extrinsic
factors).

• teplota prostředí
• relativní vlhkost vzduchu (% RV)
• složení atmosféry
• čas
Další faktory

Vedle vnitřních a vnějších faktorů má na trvanlivost
potravin z pohledu mikrobiologického vliv také počet
a druhové zastoupení mikroflóry.

Čím méně je v potravině mikroorganismů a čím méně
jsou aktivní, tím delší čas je potřeba k jejich
pomnožení a vzniku senzorických změn (dlouhá lag
fáze a delší generační čas)

Tlak, záření, působení     antimikrobiálních   látek,
dezinfekčních prostředků
Vztahy mezi mikroorganismy
Komenzalizmus
- volné sdružení MO, kteří si vzájemně neškodí ani
  neprospívají    (např. mikroflóra   úst,  kožní
  mikroflóra, atd.)
Synergizmus (syntrofizmus)
- umožňuje žít určitým MO v daném prostředí pouze
  v přítomnosti MO jiných (např. aeroby odčerpávají
  kyslík z prostředí → umožňují růst anaerobů,
  štěpení makromolekul extracelulárními enzymy,
  kefírové kultury)
Vztahy mezi mikroorganismy
Symbióza
- vzájemně prospěšné soužití MO, např. s hmyzem,
  rostlinami nebo vyššími živočichy (např. rozklad
  celulózy v bachoru přežvýkavců, produkce vitaminu
  K bakteriemi střevního traktu)

Antagonizmus
- nepříznivé působení jedné skupiny mikroorganizmů
  na druhou (např. bakterie mléčného kvašení a
  hnilobné bakterie)
Vztahy mezi mikroorganismy
Parazitizmus
- jeden MO využívá vnitrobuněčných meziproduktů
  metabolismu jiného druhu a tím jej ničí. Jev
  častější pro soužití mikroorganizmů s živočichy
  nebo rostlinami (např. bakteriofágy, mykoviry)
Metabióza
- produkty metabolismu jedněch mikroorganizmů
  jsou postupně využívány mikroorganizmy dalšími
  (např. zoctovatění alkoholických nápojů)
- metabióza     umožňuje      rychlou    mineralizaci
  organických látek v přírodě - koloběh prvků
Vnitřní faktory
          - složení potraviny
Obecně platí, že potraviny obsahující více
nízkomolekulárních látek a větší množství vody se
kazí rychleji.

• obsah vody v potravině
• zdroj energie a zdroj dusíku (sacharidy, alkoholy,
       AMK)
• zdroj dusíku (AMK, peptidy, bílkoviny)
• vitamíny a růstové faktory (B vitamíny)
• minerální látky
pH
Bakterie – slabě kyselé
  až slabě alkalické pH

Kvasinky – preferují
  kyselé prostředí

Plísně – tolerují velmi
   široké rozmezí
pH
Hodnota pH ovlivňuje:
- rozmnožování bakterií, rychlost růstu, vitalitu
- intenzitu a charakter metabolizmu
- odolnost buněk ke zvýšených teplotám
- kyselé pH (<4,0) zabraňuje klíčení spór
- změna dostupnosti kovových iontů v alkalickém
  prostředí

Vliv má nejen nízká hodnota pH, ale i druh kyselin,
   které se na snížení hodnoty podílely.
Dělení potravin dle pH
Aktivita vody - aw
Aktivita vody
- je definována jako poměr parciálního tlaku vodní
  páry nad potravinou (p) k parciálnímu tlaku vodní
  páry nad čistou vodou (p0) při dané teplotě:
                              p
                       aw =
                              p0
- množství vody dostupné pro mikroorganizmy pro
  chemické reakce buněk
- optimální hodnota pro většinu mikroorganizmů
  aw>0,98
Aktivita vody - aw

Bakterie
halofilní x halotolerantní
xerofilní x xerotolerantní
osmofilní x osmotolerantní
Aktivita vody - aw
Snížení aktivity vody:
• odstranění využitelné   vody   sušením,   uzením,
  odpařením, mražením

• zvýšení obsahu tuku

• zvýšení koncentrace rozpuštěných látek v
  prostředí (cukry - sacharosa, NaCl) → zvýšení
  osmotického tlaku (hypertonické prostředí) →
  difuze vody z buňky do prostředí → zastavení
  metabolizmu až smrt buňky
Aktivita vody - aw
Potraviny
• lehce kazitelné (více než 0,95)
• středně kazitelné (0,95-0,92)
• málo kazitelné (pod 0,91)

Důležitá je kombinace aw s ostatními faktory
  ovlivňujícími přežívání MO v potravinách.
Aktivita vody - aw
Redox potenciál - Eh
Oxidačně redukční potenciál prostředí
- je rozdíl potenciálu mezi platinovou (kovovou)
  elektrodou umístěnou do daného prostředí a
  standardní vodíkovou elektrodou.
                   oxidace
látka redukovaná             látka oxidovaná + n elektronů
                   redukce


Snížení redox potenciálu:
- přidání redukujících látek
- růst aerobních mikroorganismů
- vakuové balení, atd.
Redox potenciál - Eh
Textura potraviny
Přirozené krytí povrchu potravin
- skořápka vajec, skořápky ořechů, kůže, vazivová
  pouzdra orgánů, povázka masa, kůrka chleba, atd.
Přítomnost antibakteriálních
  látek (biocidů) v potravinách
• Některé       potraviny   obsahují    přirozené
  antimikrobiální látky (koření, minerální oleje,
  česnek, hořčice, med)

• Kravské      mléko     obsahuje       laktoferrin,
  laktoperoxidázový systém, lysozym, kasein

• Vejce lysozym, conalbumin, ovotransferrin, avidin
Antimikrobiální enzymy
Jsou hojně rozšířeny v přírodě a hrají důležitou roli při
obranných mechanizmech živých mikroorganizmů proti
infekcím.

Hydrolázy – degradují klíčové struktury buněčných
stěn (peptidoglykan)

Oxidoreduktázy – vytváří reaktivní molekuly, které
rozrušují vitální proteiny v buňce.
Antimikrobiální enzymy
Bakteriolytické
1. N-acetylhexosaminidázy katalyzují štěpení
    glukosidických vazeb sacharidů peptidoglykanu
2. N-acetylmuramyl-L-alaninamidázy katalyzují
    štěpení mezi sacharidovou a peptidovou částí
    peptidoglykanu
3. Endopeptidázy hydrolyzují peptidové vazby
    peptidoglykanu
4. Ostatní – chitinázy, ß-glukanázy
Antimikrobiální enzymy
Bakteriolytické

Lysozym je aktivní především u G pozitivních bakterií.
Antimikrobiální enzymy
Oxidoreduktázy

Glukozooxidázy jsou produkovány některými plísněmi,
    podstata cytotoxicity spočívá v tvorbě peroxidu
    vodíku (oxidace glukózy na kys. glukonovou a
    H2O2)
Laktoperoxidázy se vyskytují např. ve slinách, mléce
     (oxidace thiokyanátu na hyperthiokyanát)
Laktoferrin je glykoprotein tvořící komplexy s ionty
    železa
Vnější faktory

•   Teplota
•   Složení atmosféry
•   Relativní vlhkost vzduchu
•   Čas
Teplota
• Je jedním z hlavních faktorů vnějšího prostředí,
  který ovlivňuje rychlost rozmnožování (přežívání)
  bakterií

• Rozeznáváme 3 základní body teploty
     minimální teplotu
     optimální teplotu
     maximální teplotu
Rozdělení bakterií podle
         vztahu k teplotě
Mikroorganizmy dělíme do skupin podle nároků na teplotu
při které se rozmnožují a metabolizují

      Psychrofilní bakterie (12-15 °C)
      Psychrotrofní bakterie (25-30 °C)
      Mezofilní bakterie (30-40 °C)
      Termofilní bakterie (50-70 °C)
Vliv vysokých teplot
Smrtící účinek vysokých teplot (letální teplota)

• je nejnižší teplota, při které dochází za určitý čas k
usmrcení (70 °C/10 minut)
• denaturace bílkovin, inaktivace enzymů, narušení DNA a
cytoplazmatické membrány

• je závislá na:   druhu mikroorganismu
                   jeho fyziologickém stavu
                   koncentraci buněk v prostředí
                   charakteru prostředí
Termorezistence

Stupeň odolnosti mikroorganizmů je závislý na:

• fyziologickém stavu bakterií
• jejich genetické výbavě
• množství bakterií
• obsahu vody v substrátu
• množství ochranných látek (lipidy, proteiny, sacharidy)
Sterilizace

• jednorázové použití teploty nad 100 °C
• sterilizace je definována jako kombinace teploty a
  času
• sterilizaci potravin přežívají některé spóry (rody
  Bacillus a Clostridium)
• praktická (obchodní) sterilita x absolutní sterilita

      STERILIZOVANÉ POTRAVINY MOHOU
              OBSAHOVAT SPÓRY!
Pasterace
Správně provedená pasterace zaručí:

• devitalizaci patogenních mikroorganismů
  (M. tuberculosis)
• devitalizaci podstatné části saprofytické mikroflóry
  (vegetativních buněk)
• zachování původních fyzikálních, chemických,
  výživových a senzorických vlastností

      PASTEROVANÉ POTRAVINY OBSAHUJÍ
             MIKROORGANISMY!
Vliv nízkých teplot
Nižší než optimální teploty přežívá většina mikroorganizmů
dlouhou dobu. Přenesou-li se však z optimálních teplot do
teploty kolem 0 °C dochází k chladovému šoku.
                                           oku
Při pomalém zmrazování buněk na teploty pod 0 °C ze z
vnitro i mimobuněčné vody tvoří velké krystaly ledu, které
buňku nevratně poškozují.
Při rychlém zmrazování buněk na teploty -30 °C – 180 °C
se tvoří mikrokrystalky ledu, které buňky poškozují jen
minimálně.
Po rozmrazení se potraviny rychleji kazí (poškození
živočišných i rostlinných pletiv krystaly vody)
Složení atmosféry
Skladování potravin v řízené atmosféře plynů má
ochranný účinek

• Vakuově balené potraviny (v obalech nepropustných
pro kyslík)
• CO2 brání růstu aerobní mikroflóry, používá se při
skladování ovoce a zeleniny, nesmí se používat pro
potraviny s vysokým obsahem tuku, protože má silné
oxidační účinky a způsobuje žluknutí tuků
Relativní vlhkost prostředí
Vysoká relativní vlhkost ovlivňuje aw potraviny
(význam balení)



Čím vyšší je teplota, tím nižší
musí být relativní vlhkost
prostředí a naopak
Čas
 Čím delší je doba expozice, tím výraznější je účinek




Vnitřní faktory                      Vnější faktory
Technologie překážek
Kombinací různých faktorů vzniká řada překážek, které
musí mikroorganizmy překonat.
I když jednotlivé faktory nejsou dostatečné k
zabránění růstu MO, jejich kombinací dochází k zesílení
účinku.
Čím nepříznivější překážka, tím vyšší úsilí musí
mikroorganizmy vyvinout.
Prediktivní mikrobiologie

Vychází ze znalostí vnitřních
a vnějších faktorů

• Predikce růstu
• Pravděpodobnostní modely
• Kinetické modelování
Predikce růstu – modelování
            typ zákusek




Počáteční počet LM 104 CFU   Teplota 20/10°C
pH 7                                 aw 0,997
• Vliv dalších faktorů na
  mikroorganizmy v potravinách
Povrchové napětí

• Některé mikroorganizmy se špatnou smáčitelností
  buněk rostou v tekutinách ve formě blanky (křísu)

• Povrchové napětí prostředí snižujeme přídavkem
  povrchově aktivních látek (tenzidů)
Záření
Elektromagnetické vlnění různých délek se
značně liší svými účinky na mikroorganizmy

• Infračervené – nemá přímé letální účinky (teplo!)
• Viditelné světlo – ovlivňuje pozitivně i negativně
   některé aktivity buněk
• Ultrafialové – má silně mutagenní a letální účinky
  (malá pronikavost)
• Ionizační záření- má silně mutagenní a letální
  účinky (vysoká pronikavost)
Hydrostatický tlak

Většina mikroorganizmů se rozmnožuje za normálního
atmosférického tlaku.

Zvýšení tlaku na 10-20 MPa rozmnožování zpomaluje a
30-40 MPa zcela zastavuje.

Některé bakterie se dobře rozmnožují i při tlaku 60
MPa – barofilní x barotolerantní (v hlubinách moří)
Ultrazvuk
Ultrazvuk
jsou zvukové vlny o frekvenci vyšší než 20 kHz, na
bakterie působí letálně pouze při vysoké intenzitě.

Kavitační ultrazvuk
v důsledku kmitání vzniká prudká pulzace buněčných
membrán a cytoplazmy (letální účinek)

Citlivé k ultrazvuku jsou především tyčinky a vlákna,
koky jsou odolnější
Mechanické vlivy
Vysoká odolnost mikroorganizmů je způsobena pevnou
buněčnou stěnou a malými rozměry

K destrukci buněk dochází:
• opakovaným pomalým zamrazováním a roztáváním
  (odolnost enzymů)
• ošetření vysokým tlakem
• třepání s abrazivním materiálem
Působení antimikrobiálních látek
Některé látky přítomné v prostředí mají na
mikroorganizmy nepříznivý vliv v důsledku svého
specifického složení (antimikrobiální).

Mikrobistatické
- látky zastavující rozmnožování mikroorganizmů

Mikrobicidní
– látky usmrcující mikroorganizmy

Vliv koncentrace (účinek stimulační)
Podle mechanizmu účinku dělíme
      antimikrobiální látky
Látky poškozující strukturu buňky nebo její funkci
  (např. buněčná stěna, cytoplazmatická membrána,
  ribozomy)

Látky působící na mikrobiální enzymy (oxidační činidla,
  chelatační látky, těžké kovy, antimetabolity)

Látky reagující s DNA (např. chemické mutageny –
  alkylační nebo dezaminační činidla, cytostatika)
Cílová místa působení AML na
       bakteriální buňku
Dezinfekční látky
Sanitace = čištění a dezinfekce

Čištění – odstranění nečistot a zbytků organického
   materiálu

Dezinfekce – odstranění mikroorganismů.

Teplota a doba působení čistících a dezinfekčních
  prostředků!
Dezinfekční látky
• buněčná stěna - poškození
• cytoplazmatická membrána – indukce difuze látek
  z   buňky,    inhibice  enzymů     CM,   oslabení
  elektrochemického potenciálu CM
• cytoplazma – koagulace enzymů, ribozomů, NK
Dezinfekční mechanizmus
- oxidace, hydrolýza, tvorba solí s bílkovinami,
  koagulace bílkovin, změny permeability, poškození
  enzymatického systému, mechanická disrupce.
Anorganické sloučeniny
Silné kyseliny a silné zásady
- poškozují BS a CM x poškozují povrchy zařízení
Hašené vápno
- dezinfekce stěn, kvasných kádí, atd.
Uhličitan sodný, fosforečnan sodný, polyfosfáty
- odstranění zbytků tuků a bílkovin x polyfosfáty
  ekologicky nežádoucí (eutrofizace vod)
Oxid siřičitý
- síření ovocných a vinných polotovarů, síření sudů,
  sklepů, atd.
Anorganické sloučeniny
Oxid uhličitý
- uchovávání ovocných šťáv
Organocíničité sloučeniny - Lastanoxy
- antifugální účinek, nátěry stěn, omítek, atd.
Sloučeniny chlóru
- plynný chlór – dezinfekce vody
- chlorové vápno – desinfekce podlah, skladovacích
  ploch
- chloramin – směsné čistící prostředky, velmi časté
  použití v lékařství i potravinářství
Anorganické sloučeniny

Jodové preparáty
- Jodonal M – desinfekce mléčné žlázy


Peroxid vodíku
- sterilizace korunkových uzávěrů, obalů z plastu
  (kelímky, tetrapakové obaly,atd.), sýrařství
Organické sloučeniny
Organické kyseliny – konzervace potravin
- kyselina benzoová
- kyselina sorbová (plísně)
- kyselina mravenčí (kvasinky, plísně)
Kyselina peroctová - Persteril
Povrchově aktivní látky
- mýdla (sodné soli vyšších MK)
- kvartérní amoniové báze (Ajatin, Septonex)
Antibiotika
- nisin (konzervace potravin)
Laboratorní metody
     přímé            nepřímé



1. kultivační      1. impedanční
2. mikroskopické   2. konduktometrické
3. imunologické    3. metabolická
4. molekulárně        aktivita
   biologické      4. redukce barviv
Kultivační metody
Metoda plotnová je používána pro průkaz (kvalita) nebo
 stanovení počtu (kvantita) určitých skupin, rodu nebo
 druhu bakterií

Výhody
• vysoká citlivost - REFERENČNÍ METODA (ISO, EN)

Nevýhody
• dlouhá doba do dosažení výsledků
• kvantita je vyjádřena jako CFU (KTJ) ne počtem
  bakterií
Kultivační metody

Variantou klasické kultivační metody pro stanovení počtu
  (kvantita) určitých skupin nebo rodu bakterií jsou

• Spirálová plotnová metoda
• Petrifilmy
• Hygikulty
Kultivační metody
    - spirálová plotnová metoda
Malé množství vzorku (35 µl) je nanášeno na rotující
 Petriho misku tryskou spirálovitě ve směru od středu
 misky k její periferii. Pomocí šablony (manuálně) nebo
 laseru (automaticky) je odečítán počet CFU (KTJ) na
 misce a ten je přepočten na výchozí objem inokula.
Výhody
• automatizace, eliminace chyb způsobených
  lidským faktorem
Nevýhody
• vysoké pořizovací náklady
Kultivační metody
       - Petrifilmy
Petrifilmy jsou destičky potažené kultivačními
 médii ve formě gelu. Destičky se inokulují 1 ml
 naředěného vzorku a inkubují v termostatu.

Výhody
• destička je opatřena mřížkou pro snazší počítání
  kolonií
• speciální indikátory zbarvují narostlé
  kolonie a tím je zvýrazňují
Kultivační metody
       - Hygikulty
Hygikult je plastová destička oboustranně pokrytá
 kultivačním médiem, umístěná ve sterilní nádobce.
Je určen k rychlému monitorování úrovně mikrobiální
 kontaminace v potravinářských provozech.

Výhody
• snadnost použití mimo laboratoř

Nevýhody
• sortiment destiček je omezen pouze na indikátorové
 mikroorganizmy
Membránová filtrace
Metoda slouží k zakoncentrování bakterií

• kultivační metoda
• mikroskopie
filtry z nylonu, PVC, polykarbonátu, polyesteru, kovu

Výhody
• filtrací většího objemu lze zvýšit citlivost metody
• teplý agar nepoškozuje bakterie
Mikroskopické metody
Klasické metody - stanovení počtu bakterií po obarvení
  preparátu
Moderní metody - epifluorescence
spojuje metodu filtrace a fluorescenční mikroskopie

Princip spočívá ve vazbě fluorochromového barviva na
  DNA (RNA) mikrobů (DEFT, BACTOSCAN)
Výhody
• rychlost provedení
Nevýhody
• metoda detekuje i mrtvé buňky
Imunologické metody

Princip metody ELISA
Enzymaticky značená specifická protilátka je
  vázána na vhodný povrch (mikrotitrační
  destička).
Za přítomnosti antigenu (specifické bakterie)
  vzniká komplex AgAb.
Ten je možné detekovat buď přímo
  spektrofotometricky nebo vizualizovat
  konjugátem.
Imunologické metody

Výhody - automatizace
       - rychlost
       - vyšetření velkých sérií
         vzorků

Nevýhody – vyšší náklady na vyšetření
         - skríningová metoda

Využití – detekce bakteriálních patogenů
        - detekce bakteriálních toxinů
Imunomagnetická
                  separace
Princip
 jsou-li v substrátu přítomny sledované bakterie, váží
 se na super-para-magnetické částice obalené
 specifickou protilátkou. Komplex
 antigen - protilátka se odseparuje
 pomocí magnetu a dále zpracuje.

Výhody
zkracuje dobu kultivace
zachycuje i subletálně poškozené buňky
Imunomagnetická separace
Polymerázová řetězová reakce
Princip
Princip PCR je založen na využití DNA polymerázy pro
  opakované kopírování templátové (vzorové) molekuly
  DNA. Syntéza je řízena krátkými oligonukleotidy
  (primery), které nasedají na templátovou DNA na
  začátku a konci amplifikovaného fragmentu, každý
  s jiným vláknem původní dvouřetězcové DNA.
PCR je velice citlivá metoda umožňující detekci jediné
  buňky.
Mnohonásobné amplifikace je dosaženo opakováním tří
  základních kroků - denaturace, hybridizace a
  syntézy nových vláken
Polymerázová řetězová reakce
            Vysvětlení základních pojmů
• templát – DNA, která slouží jako vzor (šablona) pro
  syntézu nových řetězců. Pro reakci PCR se používá
  genomová DNA o koncentraci přibližně 10 ug/ml.
• DNA polymeráza – termostabilní enzym používaný
  k syntéze nové DNA ve směru 5´-3´ podle sekvence
  nukleotidů v templátu od místa navázaného primeru až po
  jeho konec. Enzym Taq DNA, který se nejčastěji používá
  pro PCR, je izolován z bakterie Thermus aquaticus a
  umožňuje opakované zahřátí na teplotu 95 °C. Enzym
  zůstává při této teplotě aktivní až 40 minut.
• dNTP - nukleotidtrifosfáty (adenin, guanin, cytosin a
  thymin)
Polymerázová řetězová reakce
             Vysvětlení základních pojmů
• primery – jsou oligonukleotidy (obvykle 20-25 bazí) ,
  které svou sekvencí odpovídají DNA templátu a které
  vymezují úsek templátu, který bude amplifikován
• master mix – reakční směs zajišťující optimální podmínky
  pro průběh reakce. Je složena z koncentrovaného pracovního
  pufru obsahujícího hořečnaté ionty zajišťujícího vhodné podmínky pro
  aktivitu polymerázy, směsi dNTP, polymerázy, specifických primerů a
  vody.
• termocykler (teplotní cyklátor) - je zařízení, ve kterém
  za optimálních teplotních podmínek probíhá PCR reakce.
• marker – velikostní standard, používá se k odhadu
  velikostí DNA produktů na základě pohyblivosti
  v agarózovém gelu
Turbidimetrie
Podstata
Bakterie v průběhu množení tvoří v tekutém vzorku
  zákal. Metoda využívá měření změn intenzity zákalu
  média v závislosti na čase.
Intenzita zákalu je závislá na počáteční koncentraci
  mikroorganizmů.

Využití – k měření celkového počtu mikroorganizmů
  (aerobních i anaerobních)
Průtoková cytometrie
Podstata
Metoda vyjadřuje kvantitativní fotometrické stanovení
  fluorochromu navázaného na specifické bakterie.
Buněčná suspenze po obarvení prochází kapilárou přes
  trysku, kde je laserem ozářena. Intenzita
  excitovaného světla vyjadřuje kvantitu specifických
  bakterií.

Využití – rychlá detekce technologicky významných a
  patogenních bakterií. Výsledky nejsou porovnatelné
  se standardními metodami (CFU)
Impedanční metoda
Metabolická činnost bakterií mění složení kultivačního
  média, což vede ke změnám vodivosti.
Systém je složen ze dvou elektrod ponořených do
  živného média. Ty jsou připojeny na zdroj střídavého
  proudu a měříme jimi impedanci. Stoupající vodivost
  vede k poklesu impedance.
Výhody - automatizace
Nevýhody – vyšší cena přístroje
           - při smíšených kulturách nestandardní
  výsledky
Využití – indikátorové skupiny mikroorganizmů
Metabolická aktivita

Bioluminiscence
ATP je zdrojem energie všech živých buněk. Podstata
  metody spočívá v reakci ATP s enzymem
  luciferázou vázanou na luciferin.
                           luciferin
Tři tvorbě luciferin-adenylátového komplexu se z ATP
  uvolňuje pyrofosfát.
Za přítomnosti kyslíku dochází k uvolnění světla, jehož
  intenzita je závislá na výchozím množství ATP.
Použití – rychlá detekce mikrobiální kontaminace v
  potravinářských provozech (HACCP)
Enzymatická aktivita
Redukce barviv
Resazurinový test je založen na průkazu
  bakteriálních reduktáz.
Ty redukují
 resazurin     rezorufin      hydrorezorufin
 met. modř      leukoforma

Rychlost barevné změny je závislá na množství
  mikroorganizmů.

Využití – rychlá detekce CPM v mléce nebo mase
Metody typizace


IDENTIFIKACE - zařazení neznámých kmenů (druh,
               poddruh)

TYPIZACE - zařazení neznámých kmenů pod úroveň druhu

FINGERPRINTING - vzájemné porovnání kmenů jednoho
                 druhu poddruhu nebo variety
Kategorie typizačních metod
   - fenotypová charakteristika
BIOTYPIZACE - zkoumání vlastností kultur na základě
              biochemických vlastností (API,
              Enterotest, Stafytest atd.)
REZISTENCE k antibiotikům - zkoumání citlivosti kultur k
             antimikrobiálním látkám (disková difuzní
             metoda, MIC)
SÉROTYPIZACE - nejstarší typizační technika,
               sklíčková, mikrozkumavková, Ag O:H:K
Kategorie typizačních metod
   - genotypová charakteristika

1. Generace   - analýza plazmidové DNA
              - restrikční analýza plazmidové DNA
2. Generace   - restrikční analýza chromozomální DNA
              - hybridizací s próbami
              - ribotypizace
3. Generace - PFGE
            - typizační metody na bázi PCR (RAPD, REP PCR)
4. Generace - DNA sekvenování
Restrikční analýza plazmidové DNA
 RE - sekvenčně specifická nukleáza, která štěpí
       dsDNA ve specifických sekvencích vytvářením
       dvouřetězcových zlomů
Pulzní gelová elektroforéza (PFGE)

 Makrorestrikční analýza bakteriálního genomu, technika
  určená pro separaci molekul DNA o velikosti až 12Mb,
  při níž dochází ke změně směru elektrického pole.



                       Molekuly DNA putují
                       pohybem cik-cak v závislosti
                       na pulzním čase a napětí
Pulzní gelová elektroforéza
                (PFGE)

Rare cutting endonukleázy
-RE vzácně štěpící –
rozpoznávají a štěpí sekvence, které
se v genomové DNA vyskytují
zřídka a vytváří dlouhé restrikční
fragmenty (XbaI, SpeI,SmaI,NotI)
Randomly amplified polymorfic DNA
       (polymerázová řetězová reakce náhodná - RAPD)


Metoda PCR detekující polymorfizmus DNA za použití
 jediného krátkého oligonukleotidového primeru, který
 se na cílovou DNA váže v náhodných místech.
 Výsledkem je soubor amplikonů charakteristický pro
 daný mikroorganizmus

  Podle délky primerů rozlišujeme metody:
  AP-PCR (Arbitrary primed PCR)               18-24 mer
  RAPD                                        10 mer
  DAF (DNA amplification fingerprinting)      5-8 mer

Mais conteúdo relacionado

Último

Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?
Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?
Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?Taste
 
Project Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizace
Project Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizaceProject Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizace
Project Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizaceTaste
 
E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...
E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...
E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...Taste
 
Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...
Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...
Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...Taste
 
Project Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. století
Project Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. stoletíProject Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. století
Project Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. stoletíTaste
 
E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...
E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...
E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...Taste
 
E-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retence
E-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retenceE-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retence
E-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retenceTaste
 
E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...
E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...
E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...Taste
 
Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...
Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...
Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...Taste
 
Project Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projekty
Project Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projektyProject Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projekty
Project Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projektyTaste
 

Último (10)

Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?
Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?
Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?
 
Project Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizace
Project Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizaceProject Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizace
Project Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizace
 
E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...
E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...
E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...
 
Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...
Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...
Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...
 
Project Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. století
Project Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. stoletíProject Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. století
Project Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. století
 
E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...
E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...
E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...
 
E-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retence
E-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retenceE-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retence
E-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retence
 
E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...
E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...
E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...
 
Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...
Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...
Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...
 
Project Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projekty
Project Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projektyProject Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projekty
Project Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projekty
 

Destaque

2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by HubspotMarius Sescu
 
Everything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTEverything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTExpeed Software
 
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsPixeldarts
 
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthThinkNow
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfmarketingartwork
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024Neil Kimberley
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)contently
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024Albert Qian
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsKurio // The Social Media Age(ncy)
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Search Engine Journal
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summarySpeakerHub
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Tessa Mero
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentLily Ray
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best PracticesVit Horky
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementMindGenius
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...RachelPearson36
 

Destaque (20)

2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot
 
Everything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTEverything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPT
 
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
 
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
 
Skeleton Culture Code
Skeleton Culture CodeSkeleton Culture Code
Skeleton Culture Code
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
 

Vliv vnitřních a vnějších faktorů na mikroorganizmy v potraviách

  • 1. Vliv vnitřních a vnějších faktorů na mikroorganizmy v potravinách
  • 2. Faktory ovlivňující růst mikroorganismů v potravinách Vnitřní : živiny, pH, redox potenciál, vodní aktivita,antimikrobiální aktivity Vnější: vlhkost, teplota, atmosféra Implicitní: specifická růstová rychlost, synergismus, antagonismus, komensalismus Technologické: krájení, mytí, balení, záření, pasteurizace
  • 3. Mikroorganizmus a potravina • uchycení mikroorganizmů (fimbrie, pouzdra, slizová vrstva) • kontaminační dávka • druh mikroorganizmů (růstová fáze, generační doba) • mikroflóra potraviny (vzájemné vztahy mezi mikroorganizmy) • vliv vnitřních faktorů • vliv vnějších faktorů
  • 4. Vnitřní faktory Působením mikroorganismů se mění vlastnosti potravin (např. textura, konzistence, vůně, chuť, vzhled). K jakým změnám dojde je závislé na chemických a fyzikálních vlastnostech potraviny (intrinsic factors): • složení potraviny (dostupnost živin) • koncentrace vodíkových iontů (pH) • aktivita vody (aw) • oxido-redukční potenciál (Eh) • textura potraviny • přítomnost antimikrobiálních látek v potravinách
  • 5. Vnější faktory Způsob uchování a skladování potravin má významný vliv na mikroflóru potravin. Jakost a trvanlivost potravin je určována vnějšími faktory (extrinsic factors). • teplota prostředí • relativní vlhkost vzduchu (% RV) • složení atmosféry • čas
  • 6. Další faktory Vedle vnitřních a vnějších faktorů má na trvanlivost potravin z pohledu mikrobiologického vliv také počet a druhové zastoupení mikroflóry. Čím méně je v potravině mikroorganismů a čím méně jsou aktivní, tím delší čas je potřeba k jejich pomnožení a vzniku senzorických změn (dlouhá lag fáze a delší generační čas) Tlak, záření, působení antimikrobiálních látek, dezinfekčních prostředků
  • 7. Vztahy mezi mikroorganismy Komenzalizmus - volné sdružení MO, kteří si vzájemně neškodí ani neprospívají (např. mikroflóra úst, kožní mikroflóra, atd.) Synergizmus (syntrofizmus) - umožňuje žít určitým MO v daném prostředí pouze v přítomnosti MO jiných (např. aeroby odčerpávají kyslík z prostředí → umožňují růst anaerobů, štěpení makromolekul extracelulárními enzymy, kefírové kultury)
  • 8. Vztahy mezi mikroorganismy Symbióza - vzájemně prospěšné soužití MO, např. s hmyzem, rostlinami nebo vyššími živočichy (např. rozklad celulózy v bachoru přežvýkavců, produkce vitaminu K bakteriemi střevního traktu) Antagonizmus - nepříznivé působení jedné skupiny mikroorganizmů na druhou (např. bakterie mléčného kvašení a hnilobné bakterie)
  • 9. Vztahy mezi mikroorganismy Parazitizmus - jeden MO využívá vnitrobuněčných meziproduktů metabolismu jiného druhu a tím jej ničí. Jev častější pro soužití mikroorganizmů s živočichy nebo rostlinami (např. bakteriofágy, mykoviry) Metabióza - produkty metabolismu jedněch mikroorganizmů jsou postupně využívány mikroorganizmy dalšími (např. zoctovatění alkoholických nápojů) - metabióza umožňuje rychlou mineralizaci organických látek v přírodě - koloběh prvků
  • 10. Vnitřní faktory - složení potraviny Obecně platí, že potraviny obsahující více nízkomolekulárních látek a větší množství vody se kazí rychleji. • obsah vody v potravině • zdroj energie a zdroj dusíku (sacharidy, alkoholy, AMK) • zdroj dusíku (AMK, peptidy, bílkoviny) • vitamíny a růstové faktory (B vitamíny) • minerální látky
  • 11. pH Bakterie – slabě kyselé až slabě alkalické pH Kvasinky – preferují kyselé prostředí Plísně – tolerují velmi široké rozmezí
  • 12. pH Hodnota pH ovlivňuje: - rozmnožování bakterií, rychlost růstu, vitalitu - intenzitu a charakter metabolizmu - odolnost buněk ke zvýšených teplotám - kyselé pH (<4,0) zabraňuje klíčení spór - změna dostupnosti kovových iontů v alkalickém prostředí Vliv má nejen nízká hodnota pH, ale i druh kyselin, které se na snížení hodnoty podílely.
  • 14. Aktivita vody - aw Aktivita vody - je definována jako poměr parciálního tlaku vodní páry nad potravinou (p) k parciálnímu tlaku vodní páry nad čistou vodou (p0) při dané teplotě: p aw = p0 - množství vody dostupné pro mikroorganizmy pro chemické reakce buněk - optimální hodnota pro většinu mikroorganizmů aw>0,98
  • 15. Aktivita vody - aw Bakterie halofilní x halotolerantní xerofilní x xerotolerantní osmofilní x osmotolerantní
  • 16. Aktivita vody - aw Snížení aktivity vody: • odstranění využitelné vody sušením, uzením, odpařením, mražením • zvýšení obsahu tuku • zvýšení koncentrace rozpuštěných látek v prostředí (cukry - sacharosa, NaCl) → zvýšení osmotického tlaku (hypertonické prostředí) → difuze vody z buňky do prostředí → zastavení metabolizmu až smrt buňky
  • 17. Aktivita vody - aw Potraviny • lehce kazitelné (více než 0,95) • středně kazitelné (0,95-0,92) • málo kazitelné (pod 0,91) Důležitá je kombinace aw s ostatními faktory ovlivňujícími přežívání MO v potravinách.
  • 19. Redox potenciál - Eh Oxidačně redukční potenciál prostředí - je rozdíl potenciálu mezi platinovou (kovovou) elektrodou umístěnou do daného prostředí a standardní vodíkovou elektrodou. oxidace látka redukovaná látka oxidovaná + n elektronů redukce Snížení redox potenciálu: - přidání redukujících látek - růst aerobních mikroorganismů - vakuové balení, atd.
  • 21. Textura potraviny Přirozené krytí povrchu potravin - skořápka vajec, skořápky ořechů, kůže, vazivová pouzdra orgánů, povázka masa, kůrka chleba, atd.
  • 22. Přítomnost antibakteriálních látek (biocidů) v potravinách • Některé potraviny obsahují přirozené antimikrobiální látky (koření, minerální oleje, česnek, hořčice, med) • Kravské mléko obsahuje laktoferrin, laktoperoxidázový systém, lysozym, kasein • Vejce lysozym, conalbumin, ovotransferrin, avidin
  • 23. Antimikrobiální enzymy Jsou hojně rozšířeny v přírodě a hrají důležitou roli při obranných mechanizmech živých mikroorganizmů proti infekcím. Hydrolázy – degradují klíčové struktury buněčných stěn (peptidoglykan) Oxidoreduktázy – vytváří reaktivní molekuly, které rozrušují vitální proteiny v buňce.
  • 24. Antimikrobiální enzymy Bakteriolytické 1. N-acetylhexosaminidázy katalyzují štěpení glukosidických vazeb sacharidů peptidoglykanu 2. N-acetylmuramyl-L-alaninamidázy katalyzují štěpení mezi sacharidovou a peptidovou částí peptidoglykanu 3. Endopeptidázy hydrolyzují peptidové vazby peptidoglykanu 4. Ostatní – chitinázy, ß-glukanázy
  • 25. Antimikrobiální enzymy Bakteriolytické Lysozym je aktivní především u G pozitivních bakterií.
  • 26. Antimikrobiální enzymy Oxidoreduktázy Glukozooxidázy jsou produkovány některými plísněmi, podstata cytotoxicity spočívá v tvorbě peroxidu vodíku (oxidace glukózy na kys. glukonovou a H2O2) Laktoperoxidázy se vyskytují např. ve slinách, mléce (oxidace thiokyanátu na hyperthiokyanát) Laktoferrin je glykoprotein tvořící komplexy s ionty železa
  • 27. Vnější faktory • Teplota • Složení atmosféry • Relativní vlhkost vzduchu • Čas
  • 28. Teplota • Je jedním z hlavních faktorů vnějšího prostředí, který ovlivňuje rychlost rozmnožování (přežívání) bakterií • Rozeznáváme 3 základní body teploty minimální teplotu optimální teplotu maximální teplotu
  • 29. Rozdělení bakterií podle vztahu k teplotě Mikroorganizmy dělíme do skupin podle nároků na teplotu při které se rozmnožují a metabolizují Psychrofilní bakterie (12-15 °C) Psychrotrofní bakterie (25-30 °C) Mezofilní bakterie (30-40 °C) Termofilní bakterie (50-70 °C)
  • 30. Vliv vysokých teplot Smrtící účinek vysokých teplot (letální teplota) • je nejnižší teplota, při které dochází za určitý čas k usmrcení (70 °C/10 minut) • denaturace bílkovin, inaktivace enzymů, narušení DNA a cytoplazmatické membrány • je závislá na: druhu mikroorganismu jeho fyziologickém stavu koncentraci buněk v prostředí charakteru prostředí
  • 31. Termorezistence Stupeň odolnosti mikroorganizmů je závislý na: • fyziologickém stavu bakterií • jejich genetické výbavě • množství bakterií • obsahu vody v substrátu • množství ochranných látek (lipidy, proteiny, sacharidy)
  • 32. Sterilizace • jednorázové použití teploty nad 100 °C • sterilizace je definována jako kombinace teploty a času • sterilizaci potravin přežívají některé spóry (rody Bacillus a Clostridium) • praktická (obchodní) sterilita x absolutní sterilita STERILIZOVANÉ POTRAVINY MOHOU OBSAHOVAT SPÓRY!
  • 33. Pasterace Správně provedená pasterace zaručí: • devitalizaci patogenních mikroorganismů (M. tuberculosis) • devitalizaci podstatné části saprofytické mikroflóry (vegetativních buněk) • zachování původních fyzikálních, chemických, výživových a senzorických vlastností PASTEROVANÉ POTRAVINY OBSAHUJÍ MIKROORGANISMY!
  • 34. Vliv nízkých teplot Nižší než optimální teploty přežívá většina mikroorganizmů dlouhou dobu. Přenesou-li se však z optimálních teplot do teploty kolem 0 °C dochází k chladovému šoku. oku Při pomalém zmrazování buněk na teploty pod 0 °C ze z vnitro i mimobuněčné vody tvoří velké krystaly ledu, které buňku nevratně poškozují. Při rychlém zmrazování buněk na teploty -30 °C – 180 °C se tvoří mikrokrystalky ledu, které buňky poškozují jen minimálně. Po rozmrazení se potraviny rychleji kazí (poškození živočišných i rostlinných pletiv krystaly vody)
  • 35. Složení atmosféry Skladování potravin v řízené atmosféře plynů má ochranný účinek • Vakuově balené potraviny (v obalech nepropustných pro kyslík) • CO2 brání růstu aerobní mikroflóry, používá se při skladování ovoce a zeleniny, nesmí se používat pro potraviny s vysokým obsahem tuku, protože má silné oxidační účinky a způsobuje žluknutí tuků
  • 36. Relativní vlhkost prostředí Vysoká relativní vlhkost ovlivňuje aw potraviny (význam balení) Čím vyšší je teplota, tím nižší musí být relativní vlhkost prostředí a naopak
  • 37. Čas Čím delší je doba expozice, tím výraznější je účinek Vnitřní faktory Vnější faktory
  • 38. Technologie překážek Kombinací různých faktorů vzniká řada překážek, které musí mikroorganizmy překonat. I když jednotlivé faktory nejsou dostatečné k zabránění růstu MO, jejich kombinací dochází k zesílení účinku. Čím nepříznivější překážka, tím vyšší úsilí musí mikroorganizmy vyvinout.
  • 39. Prediktivní mikrobiologie Vychází ze znalostí vnitřních a vnějších faktorů • Predikce růstu • Pravděpodobnostní modely • Kinetické modelování
  • 40. Predikce růstu – modelování typ zákusek Počáteční počet LM 104 CFU Teplota 20/10°C pH 7 aw 0,997
  • 41. • Vliv dalších faktorů na mikroorganizmy v potravinách
  • 42. Povrchové napětí • Některé mikroorganizmy se špatnou smáčitelností buněk rostou v tekutinách ve formě blanky (křísu) • Povrchové napětí prostředí snižujeme přídavkem povrchově aktivních látek (tenzidů)
  • 43. Záření Elektromagnetické vlnění různých délek se značně liší svými účinky na mikroorganizmy • Infračervené – nemá přímé letální účinky (teplo!) • Viditelné světlo – ovlivňuje pozitivně i negativně některé aktivity buněk • Ultrafialové – má silně mutagenní a letální účinky (malá pronikavost) • Ionizační záření- má silně mutagenní a letální účinky (vysoká pronikavost)
  • 44. Hydrostatický tlak Většina mikroorganizmů se rozmnožuje za normálního atmosférického tlaku. Zvýšení tlaku na 10-20 MPa rozmnožování zpomaluje a 30-40 MPa zcela zastavuje. Některé bakterie se dobře rozmnožují i při tlaku 60 MPa – barofilní x barotolerantní (v hlubinách moří)
  • 45. Ultrazvuk Ultrazvuk jsou zvukové vlny o frekvenci vyšší než 20 kHz, na bakterie působí letálně pouze při vysoké intenzitě. Kavitační ultrazvuk v důsledku kmitání vzniká prudká pulzace buněčných membrán a cytoplazmy (letální účinek) Citlivé k ultrazvuku jsou především tyčinky a vlákna, koky jsou odolnější
  • 46. Mechanické vlivy Vysoká odolnost mikroorganizmů je způsobena pevnou buněčnou stěnou a malými rozměry K destrukci buněk dochází: • opakovaným pomalým zamrazováním a roztáváním (odolnost enzymů) • ošetření vysokým tlakem • třepání s abrazivním materiálem
  • 47. Působení antimikrobiálních látek Některé látky přítomné v prostředí mají na mikroorganizmy nepříznivý vliv v důsledku svého specifického složení (antimikrobiální). Mikrobistatické - látky zastavující rozmnožování mikroorganizmů Mikrobicidní – látky usmrcující mikroorganizmy Vliv koncentrace (účinek stimulační)
  • 48. Podle mechanizmu účinku dělíme antimikrobiální látky Látky poškozující strukturu buňky nebo její funkci (např. buněčná stěna, cytoplazmatická membrána, ribozomy) Látky působící na mikrobiální enzymy (oxidační činidla, chelatační látky, těžké kovy, antimetabolity) Látky reagující s DNA (např. chemické mutageny – alkylační nebo dezaminační činidla, cytostatika)
  • 49. Cílová místa působení AML na bakteriální buňku
  • 50. Dezinfekční látky Sanitace = čištění a dezinfekce Čištění – odstranění nečistot a zbytků organického materiálu Dezinfekce – odstranění mikroorganismů. Teplota a doba působení čistících a dezinfekčních prostředků!
  • 51. Dezinfekční látky • buněčná stěna - poškození • cytoplazmatická membrána – indukce difuze látek z buňky, inhibice enzymů CM, oslabení elektrochemického potenciálu CM • cytoplazma – koagulace enzymů, ribozomů, NK Dezinfekční mechanizmus - oxidace, hydrolýza, tvorba solí s bílkovinami, koagulace bílkovin, změny permeability, poškození enzymatického systému, mechanická disrupce.
  • 52. Anorganické sloučeniny Silné kyseliny a silné zásady - poškozují BS a CM x poškozují povrchy zařízení Hašené vápno - dezinfekce stěn, kvasných kádí, atd. Uhličitan sodný, fosforečnan sodný, polyfosfáty - odstranění zbytků tuků a bílkovin x polyfosfáty ekologicky nežádoucí (eutrofizace vod) Oxid siřičitý - síření ovocných a vinných polotovarů, síření sudů, sklepů, atd.
  • 53. Anorganické sloučeniny Oxid uhličitý - uchovávání ovocných šťáv Organocíničité sloučeniny - Lastanoxy - antifugální účinek, nátěry stěn, omítek, atd. Sloučeniny chlóru - plynný chlór – dezinfekce vody - chlorové vápno – desinfekce podlah, skladovacích ploch - chloramin – směsné čistící prostředky, velmi časté použití v lékařství i potravinářství
  • 54. Anorganické sloučeniny Jodové preparáty - Jodonal M – desinfekce mléčné žlázy Peroxid vodíku - sterilizace korunkových uzávěrů, obalů z plastu (kelímky, tetrapakové obaly,atd.), sýrařství
  • 55. Organické sloučeniny Organické kyseliny – konzervace potravin - kyselina benzoová - kyselina sorbová (plísně) - kyselina mravenčí (kvasinky, plísně) Kyselina peroctová - Persteril Povrchově aktivní látky - mýdla (sodné soli vyšších MK) - kvartérní amoniové báze (Ajatin, Septonex) Antibiotika - nisin (konzervace potravin)
  • 56. Laboratorní metody přímé nepřímé 1. kultivační 1. impedanční 2. mikroskopické 2. konduktometrické 3. imunologické 3. metabolická 4. molekulárně aktivita biologické 4. redukce barviv
  • 57. Kultivační metody Metoda plotnová je používána pro průkaz (kvalita) nebo stanovení počtu (kvantita) určitých skupin, rodu nebo druhu bakterií Výhody • vysoká citlivost - REFERENČNÍ METODA (ISO, EN) Nevýhody • dlouhá doba do dosažení výsledků • kvantita je vyjádřena jako CFU (KTJ) ne počtem bakterií
  • 58. Kultivační metody Variantou klasické kultivační metody pro stanovení počtu (kvantita) určitých skupin nebo rodu bakterií jsou • Spirálová plotnová metoda • Petrifilmy • Hygikulty
  • 59. Kultivační metody - spirálová plotnová metoda Malé množství vzorku (35 µl) je nanášeno na rotující Petriho misku tryskou spirálovitě ve směru od středu misky k její periferii. Pomocí šablony (manuálně) nebo laseru (automaticky) je odečítán počet CFU (KTJ) na misce a ten je přepočten na výchozí objem inokula. Výhody • automatizace, eliminace chyb způsobených lidským faktorem Nevýhody • vysoké pořizovací náklady
  • 60. Kultivační metody - Petrifilmy Petrifilmy jsou destičky potažené kultivačními médii ve formě gelu. Destičky se inokulují 1 ml naředěného vzorku a inkubují v termostatu. Výhody • destička je opatřena mřížkou pro snazší počítání kolonií • speciální indikátory zbarvují narostlé kolonie a tím je zvýrazňují
  • 61. Kultivační metody - Hygikulty Hygikult je plastová destička oboustranně pokrytá kultivačním médiem, umístěná ve sterilní nádobce. Je určen k rychlému monitorování úrovně mikrobiální kontaminace v potravinářských provozech. Výhody • snadnost použití mimo laboratoř Nevýhody • sortiment destiček je omezen pouze na indikátorové mikroorganizmy
  • 62. Membránová filtrace Metoda slouží k zakoncentrování bakterií • kultivační metoda • mikroskopie filtry z nylonu, PVC, polykarbonátu, polyesteru, kovu Výhody • filtrací většího objemu lze zvýšit citlivost metody • teplý agar nepoškozuje bakterie
  • 63. Mikroskopické metody Klasické metody - stanovení počtu bakterií po obarvení preparátu Moderní metody - epifluorescence spojuje metodu filtrace a fluorescenční mikroskopie Princip spočívá ve vazbě fluorochromového barviva na DNA (RNA) mikrobů (DEFT, BACTOSCAN) Výhody • rychlost provedení Nevýhody • metoda detekuje i mrtvé buňky
  • 64. Imunologické metody Princip metody ELISA Enzymaticky značená specifická protilátka je vázána na vhodný povrch (mikrotitrační destička). Za přítomnosti antigenu (specifické bakterie) vzniká komplex AgAb. Ten je možné detekovat buď přímo spektrofotometricky nebo vizualizovat konjugátem.
  • 65. Imunologické metody Výhody - automatizace - rychlost - vyšetření velkých sérií vzorků Nevýhody – vyšší náklady na vyšetření - skríningová metoda Využití – detekce bakteriálních patogenů - detekce bakteriálních toxinů
  • 66. Imunomagnetická separace Princip jsou-li v substrátu přítomny sledované bakterie, váží se na super-para-magnetické částice obalené specifickou protilátkou. Komplex antigen - protilátka se odseparuje pomocí magnetu a dále zpracuje. Výhody zkracuje dobu kultivace zachycuje i subletálně poškozené buňky
  • 68. Polymerázová řetězová reakce Princip Princip PCR je založen na využití DNA polymerázy pro opakované kopírování templátové (vzorové) molekuly DNA. Syntéza je řízena krátkými oligonukleotidy (primery), které nasedají na templátovou DNA na začátku a konci amplifikovaného fragmentu, každý s jiným vláknem původní dvouřetězcové DNA. PCR je velice citlivá metoda umožňující detekci jediné buňky. Mnohonásobné amplifikace je dosaženo opakováním tří základních kroků - denaturace, hybridizace a syntézy nových vláken
  • 69. Polymerázová řetězová reakce Vysvětlení základních pojmů • templát – DNA, která slouží jako vzor (šablona) pro syntézu nových řetězců. Pro reakci PCR se používá genomová DNA o koncentraci přibližně 10 ug/ml. • DNA polymeráza – termostabilní enzym používaný k syntéze nové DNA ve směru 5´-3´ podle sekvence nukleotidů v templátu od místa navázaného primeru až po jeho konec. Enzym Taq DNA, který se nejčastěji používá pro PCR, je izolován z bakterie Thermus aquaticus a umožňuje opakované zahřátí na teplotu 95 °C. Enzym zůstává při této teplotě aktivní až 40 minut. • dNTP - nukleotidtrifosfáty (adenin, guanin, cytosin a thymin)
  • 70. Polymerázová řetězová reakce Vysvětlení základních pojmů • primery – jsou oligonukleotidy (obvykle 20-25 bazí) , které svou sekvencí odpovídají DNA templátu a které vymezují úsek templátu, který bude amplifikován • master mix – reakční směs zajišťující optimální podmínky pro průběh reakce. Je složena z koncentrovaného pracovního pufru obsahujícího hořečnaté ionty zajišťujícího vhodné podmínky pro aktivitu polymerázy, směsi dNTP, polymerázy, specifických primerů a vody. • termocykler (teplotní cyklátor) - je zařízení, ve kterém za optimálních teplotních podmínek probíhá PCR reakce. • marker – velikostní standard, používá se k odhadu velikostí DNA produktů na základě pohyblivosti v agarózovém gelu
  • 71. Turbidimetrie Podstata Bakterie v průběhu množení tvoří v tekutém vzorku zákal. Metoda využívá měření změn intenzity zákalu média v závislosti na čase. Intenzita zákalu je závislá na počáteční koncentraci mikroorganizmů. Využití – k měření celkového počtu mikroorganizmů (aerobních i anaerobních)
  • 72. Průtoková cytometrie Podstata Metoda vyjadřuje kvantitativní fotometrické stanovení fluorochromu navázaného na specifické bakterie. Buněčná suspenze po obarvení prochází kapilárou přes trysku, kde je laserem ozářena. Intenzita excitovaného světla vyjadřuje kvantitu specifických bakterií. Využití – rychlá detekce technologicky významných a patogenních bakterií. Výsledky nejsou porovnatelné se standardními metodami (CFU)
  • 73. Impedanční metoda Metabolická činnost bakterií mění složení kultivačního média, což vede ke změnám vodivosti. Systém je složen ze dvou elektrod ponořených do živného média. Ty jsou připojeny na zdroj střídavého proudu a měříme jimi impedanci. Stoupající vodivost vede k poklesu impedance. Výhody - automatizace Nevýhody – vyšší cena přístroje - při smíšených kulturách nestandardní výsledky Využití – indikátorové skupiny mikroorganizmů
  • 74. Metabolická aktivita Bioluminiscence ATP je zdrojem energie všech živých buněk. Podstata metody spočívá v reakci ATP s enzymem luciferázou vázanou na luciferin. luciferin Tři tvorbě luciferin-adenylátového komplexu se z ATP uvolňuje pyrofosfát. Za přítomnosti kyslíku dochází k uvolnění světla, jehož intenzita je závislá na výchozím množství ATP. Použití – rychlá detekce mikrobiální kontaminace v potravinářských provozech (HACCP)
  • 75. Enzymatická aktivita Redukce barviv Resazurinový test je založen na průkazu bakteriálních reduktáz. Ty redukují resazurin rezorufin hydrorezorufin met. modř leukoforma Rychlost barevné změny je závislá na množství mikroorganizmů. Využití – rychlá detekce CPM v mléce nebo mase
  • 76. Metody typizace IDENTIFIKACE - zařazení neznámých kmenů (druh, poddruh) TYPIZACE - zařazení neznámých kmenů pod úroveň druhu FINGERPRINTING - vzájemné porovnání kmenů jednoho druhu poddruhu nebo variety
  • 77. Kategorie typizačních metod - fenotypová charakteristika BIOTYPIZACE - zkoumání vlastností kultur na základě biochemických vlastností (API, Enterotest, Stafytest atd.) REZISTENCE k antibiotikům - zkoumání citlivosti kultur k antimikrobiálním látkám (disková difuzní metoda, MIC) SÉROTYPIZACE - nejstarší typizační technika, sklíčková, mikrozkumavková, Ag O:H:K
  • 78. Kategorie typizačních metod - genotypová charakteristika 1. Generace - analýza plazmidové DNA - restrikční analýza plazmidové DNA 2. Generace - restrikční analýza chromozomální DNA - hybridizací s próbami - ribotypizace 3. Generace - PFGE - typizační metody na bázi PCR (RAPD, REP PCR) 4. Generace - DNA sekvenování
  • 79. Restrikční analýza plazmidové DNA RE - sekvenčně specifická nukleáza, která štěpí dsDNA ve specifických sekvencích vytvářením dvouřetězcových zlomů
  • 80. Pulzní gelová elektroforéza (PFGE) Makrorestrikční analýza bakteriálního genomu, technika určená pro separaci molekul DNA o velikosti až 12Mb, při níž dochází ke změně směru elektrického pole. Molekuly DNA putují pohybem cik-cak v závislosti na pulzním čase a napětí
  • 81. Pulzní gelová elektroforéza (PFGE) Rare cutting endonukleázy -RE vzácně štěpící – rozpoznávají a štěpí sekvence, které se v genomové DNA vyskytují zřídka a vytváří dlouhé restrikční fragmenty (XbaI, SpeI,SmaI,NotI)
  • 82. Randomly amplified polymorfic DNA (polymerázová řetězová reakce náhodná - RAPD) Metoda PCR detekující polymorfizmus DNA za použití jediného krátkého oligonukleotidového primeru, který se na cílovou DNA váže v náhodných místech. Výsledkem je soubor amplikonů charakteristický pro daný mikroorganizmus Podle délky primerů rozlišujeme metody: AP-PCR (Arbitrary primed PCR) 18-24 mer RAPD 10 mer DAF (DNA amplification fingerprinting) 5-8 mer