Inocuitaea Produselor Alimentare PDF

# INOCUITATEA PRODUSELOR ALIMENTARE ## Toxine bacteriene **Micotoxine** ### Toxine bacteriene - **2 tipuri**: - **Endotoxine** - **Exotoxine** #### Endotoxine - **Definitie**: Lipolizaharide (LPS) se găsesc în peretele celular al bacteriilor - **Produse de**: Bacteriile Gram negative...

# INOCUITATEA PRODUSELOR ALIMENTARE ## Toxine bacteriene **Micotoxine** ### Toxine bacteriene - **2 tipuri**: - **Endotoxine** - **Exotoxine** #### Endotoxine - **Definitie**: Lipolizaharide (LPS) se găsesc în peretele celular al bacteriilor - **Produse de**: Bacteriile Gram negative - **Natura chimică**: Lipopolizaharide sau lipoproteine - **Componente**: Compuse din 3 componente de bază: - Antigenul O - Oligozaharidă - O componenta lipidică A - **Localizare**: Parte integrantă a peretelui celular - **Liza celulară**: Necesară - **Stabilitate la încălzire**: Termostabile (250 °C) - **Receptori specifici**: Nu au fost identificați - **Specificitatea talpinii bacteriene**: Nu prezintă specificitate pentru anumite tulpini bacteriene - **Efecte/Simptome**: Simptome generale - febră, diaree, etc. - **Exemple**: Toxine produse de E. coli, Salmonella Typhi, Shigella spp., Vibrio cholerae #### Exotoxine - **Definitie**: Proteine produse în interiorul bacteriilor patogene - **Produse de**: Bacteriile Gram pozitive și, de asemenea, de unele bacterii Gram negative - **Natura chimică**: Proteine solubile - **Componente**: De obicei, compuse din 2 subunități A și B: - subunitatea A are activitate catalitică - subunitatea B - necesară pentru legarea de un receptor celular adecvat - **Localizare**: Secretate de celulă sunt eliberate înainte sau după moartea celulei - **Liza celulară**: Nu este necesară - **Stabilitate la încălzire**: Termolabile (60-80 °C) - **Receptori specifici**: De obicei se leagă de receptori specifici - **Specificitatea tulpinii bacteriene**: Specifice anumitor tulpini bacteriene - **Efecte/Simptome**: Mecanisme de acțiune diferite, de exemplu - unele sunt neurotoxice, altele sunt citotoxice, enterotoxice, etc. - **Exemple**: Toxine produse de Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Streptococcus pyogenes, Bacillus anthracis ## ENDOTOXINE VERSUS EXOTOXINE | PROPRIETĂȚI | ENDOTOXINE | EXOTOXINE | |:---:|:---:|:---:| | Definitie | Lipolizaharide (LPS) se găsesc în peretele celular al bacteriilor | Proteine produse în interiorul bacteriilor patogene ca parte a creșterii și metabolismului lor | | Produse de | Bacteriile Gram negative | bacteriile Gram pozitive și, de asemenea, de unele bacterii Gram negative | | Natura chimică | Lipopolizaharide sau lipoproteine | Proteine solubile | | Componente | Compuse din 3 componente de bază: 1. antigenul O 2. oligozaharidă 3. o componenta lipidică A | De obicei, compuse din 2 subunități A și B: A. subunitatea A are activitate catalitică B. subunitatea B - necesară pentru legarea de un receptor celular adecvat | | Localizare | Parte integrantă a peretelui celular⇨ eliberate prin liza celulei În general, nu sunt eliberate în afara celulei până la moartea celulei | Secretate de celulă sunt eliberate înainte sau după moartea celulei | | Liza celulară | Necesară | Nu este necesară | | Stabilitate la încălzire | Termostabile (250 °C) | Termolabile (60-80 °C) | | Receptori specifici | Nu au fost identificați | De obicei se leagă de receptori specifici | | Specificitatea tulpinii bacteriene | Nu prezintă specificitate pentru anumite tulpini bacteriene | Specifice anumitor tulpini bacteriene | | Efecte/Simptome | Simptome generale - febră, diaree, etc. | Mecanisme de acţiune diferite De exemplu - unele sunt neurotoxice, altele sunt citotoxice, enterotoxice, etc. | | Exemple | Toxine produse de E. coli, Salmonella Typhi, Shigella spp., Vibrio cholerae | Toxine produse de Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Streptococcus pyogenes, Bacillus anthracis | ## TOXINE BACTERIENE ### KNOW THE DIFFERENCE #### FOOD INFECTION VS FOOD INTOXICATION | | FOOD INFECTION | FOOD INTOXICATION | |:---:|:---:|:---:| | DEFINITION | It occurs when consuming food that contains live pathogenic microorganisms such as bacteria, viruses, parasites, or their spores. | It occurs from the ingestion of food with pre-formed toxins from microorganisms, natural or chemical sources | | TRANSMISSION | Live microorganisms | Toxins | | SYMPTOMS | Nausea, vomiting, diarrhea, abdominal pain, fever, systemic symptoms | Nausea, vomiting, abdominal cramps, diarrhea, neurological symptoms (in some cases) | | INCUBATION PERIOD | Slow | Most take minutes to hours while some toxins like mycotoxins & heavy metals cause chronic & long term effects when consumed over a long period. | | COMMUNICABLE | Communicable | Non-communicable | | COMMON PATHOGENS | Salmonella, Campylobacter, E. coli, Listeria, parasites (e.g., Cryptosporidium, Giardia) | Staphylococcus aureus (producing staphylococcal toxins), Clostridium botulinum (producing botulinum toxin), Bacillus cereus (producing emetic and diarrheal toxins) and certain molds such as Aspergillus flavus (aflatoxin-producing mold). | | CHARACTERISTICS | INTOXICAȚII | TOXINFECTII | |:---:|:---:|:---:| | AGENTS | Bacterii saprofite Mucegaiuri | Bacterii facultativ patogene | | CAUSE | Toxine | Celule + Toxine | | SYMPTOME | Erupţii, paralizie, moarte | Gastroenterite | | SURSE DE CONTAMINARE | Om, animale, alimente | Materii fecale Sol, ape | | MĂSURI | Controlul creșterii microorganismelor în alimente | Igiena personală și procesarea termică | | INTOXICAȚII | • = Toxine | • = Celule facultativ patogene + Toxine | ## INTOXICAŢII PRODUSE PRIN CONSUMUL DE ALIMENTE - **Intoxicaţiile sunt stări toxice** - care apar în urma ingerării unui produs alimentar contaminat cu microorganisme saprofite*, care prin activitatea lor metabolică în aliment, sintetizează toxine (ca metaboliți secundari) sau induc formarea de substanţe toxice prin transformarea compușilor chimici din aliment (de exemplu, amine biogene toxice, nitrozamine, etc.). ### BACTERIILE CU POTENŢIAL TOXICOGEN, AGENȚI AI INTOXICAŢIILOR ALIMENTARE, SUNT BACTERIILE TOXICOGENE - **Bacterii toxicogene** - *Staphylococcus aureus* -agent al intoxicațiilor stafilococice - *Clostridium botulinum* - agent al intoxicației numită botulism *sunt microorganisme care au metabolism independent, care pot transforma compuşii chimici, având în principal ca finalitate obţinerea hranei şi energiei necesare proceselor vitale* ### CARACTERISTICILE GENERALE ALE INTOXICAŢIILOR ALIMENTARE PRODUSE DE TOXINELE BACTERIENE: 1. Toxinele sunt produse de către microorganismele saprofite în timpul dezvoltării şi activității lor biochimice în aliment 2. microorganismele se multiplică în aliment 3. Toxinele poate fi termostabile sau termolabile 4. Intoxicația apare de obicei prin ingerarea de alimente ce conţin toxine active, nu datorită celulelor viabile ale microorganismului toxicogen - excepţie în cazul botulismului infantil, când intoxicația apare și prin ingerarea sporilor bacterieni 5. Simptomele generale apar rapid, în aproximativ după 30 minute de la ingerare 6. Simptomele diferă în funcție de tipul toxinei şi anume: - simptome gastrice - induse de enterotoxine - simptome neurologice - induse de neurotoxine 7. Nu induc stări febrile ## Intoxicaţia stafilococică ### *Staphylococcus aureus* - este denumit în mod obişnuit,, stafilococul auriu" - face parte din microbiota naturală a oamenilor - este o bacterie Gram-pozitivă cu celule sub formă de coccus - crește cel mai bine la temperatura corpului - se poate multiplica rapid în alimentele ţinute la temperatura camerei, iar toxina poate fi produsă de microorganismul care se multiplică în aliment - toxina (enterotoxină) provoacă gastroenterite sau o inflamație a mucoasei tractului intestinal ### Particularităţi de creștere - **celulele sunt distruse**: - la 66°C în 12 minute - la 72°C în 15 secunde - **este o bacterie mezofilă**: - se dezvoltă la temperaturi de la 7-48°C - creștere rapidă în intervalul de temperatura 20-37°C - **se dezvoltă**: - în medii cu a=0.86 - la un pH =4.8 - la concentrații ridicate de sare și zahăr (15%) - în prezenţa NO2 * staphylococcal enterotoxin (eng.) ## Producerea de toxine ### *Staphylococcus aureus* - Tulpinile de *Staphylococcus aureus* produc o varietate de enterotoxine, din care 7 sunt responsabile de 95% din intoxicaţii: A, B (notate și SEA sau SEB*), C1, C2, C3, D și E - Toxinele din categoria SEB sunt mult mai termostabile comparativ cu cele din categoria SEA - Viteza de producere a toxinei de către anumite tulpini este corelată cu viteza de creștere și multiplicare a celulelor - Toxinele pot fi detectate când gradul de contaminare este de aproximativ 106 ufc/g(ml) produs alimentar, în general în circa 4 ore - Biosinteza toxinelor se reduce semnificativ la: - temperatura de 10 °C, pH 5,0 și a = 0,86 ## INTOXICAȚIE - SIMPTOME - Intoxicaţia alimentară stafilococică rezultă din consumul de alimente contaminate cu toxina produsă de bacterie - când un adult sănătos consumă circa 30 g(ml) aliment contaminat cu circa 106-107 celule/g(ml) - toxina fiind produsă atunci când în aliment Staphylococcus aureus depășește 106 ufc/ g - Toxinele stafilococice sunt enterotoxine care produc gastroenterite - Simptomele includ: - Crampe abdominale severe - Diaree - Greaţă - Declanşare: 1-4 ore - Doză: Mai puţin de 1,0 µg toxină din alimente vor produce simptome de intoxicație stafilococică - Durata simptomelor: 1-2 zile ## ALIMENTE INCRIMINATE - Carnea și produsele derivate (de porc, de vită, de pasăre), ouăle și produsele derivate (maioneze, creme), salate, produse de patiserie și cofetărie, sosuri, brânzeturi - Alimentele conservate necorespunzător - în special din punctul de vedere al temperaturii - Alimentele bogate în proteine - Alimentele prelucrate manual - *Staphylococcus aureus* ## Intoxicația produsă de Clostridium botulinum ### *Clostridium botulinum* - este o bacterie Gram-pozitivă, anaerobă, mobilă, cu celule de formă cilindrică - celulele sunt singulare sau formează lanțuri - formează endospori - endosporul are diametrul mai mare decât al celulei vegetative care în urma sporulării se deformează, imprimând celulei fie forma de suveică (poziţia este centrală), fie formă de paletă/lumânare (poziţia este terminală) - celulele vegetative sunt sensibile la un pH redus (<4.6), la o valoare a aw = 0,93, la concentrații de 5,5% NaCl și sunt distruse prin pasteurizare - sporii nu germinează în prezența nitriţilor (250 ppm), sunt termorezistenţi (sunt distruși la temperatura de 115 °C) - produce cea mai puternică toxină biologică cunoscută - neurotoxina botulinică - toxinele botulinice sunt sintetizate în timpul creșterii bacteriilor - la temperatura optimă de creștere, toxinele sunt produse în cantităţi mari ## *Clostridium botulinum* ### Producerea de toxine - Tulpinile de *Clostridium botulinum* sunt separate în șapte tipuri, de la A la G, pe baza specificității serologice a neurotoxinei produse - botulismul uman, inclusiv botulismul infantil, este asociat cu tipurile A, B, E şi, foarte rar, F. - tipurile C și D cauzează botulismul la animale. - până în prezent, nu există dovezi directe care să lege tipul G de botulism - Pe baza diferențelor fiziologice se pot împărți în patru grupe: - (I) toate tipurile A și tulpinile proteolitice de tip B și F - (II) toate tipurile E și tulpinile neproteolitice de tip B și F - (III) tulpinile de tip C și D - (IV) tulpinile de tip G - Ca urmare a ingerării, moleculele de toxine sunt absorbite de la partea superioară a intestinului prin peretele intestinal și sunt răspândite prin intermediul sângelui la nivelul nervilor periferici - Toxinele sunt termolabile și pot fi distruse prin aplicarea unui tratament termic alimentelor respective, cum ar fi 90°C timp de 15 minute sau fierbere timp de 5 minute ## *Clostridium botulinum* ### Particularităţi de creştere - **GRUPUL I** (toxinele A, B, F - tulpini proteolitice, mezofile) - t=10 - 48 °C - pH min: 4,6 - a min: 0,94 - NaCl = 10% - **GRUPUL II** (toxinele E, B, F - tulpini neproteolitice, psihotrofe) - t=3-45 °C - pH min: 5,0 - a min: 0,97 - NaCl = 5% - temperatura optimă pentru dezvoltarea toxinei: 35 °C ## BOTULISMUL - Toxina este absorbită de intestin și apoi este răspândită prin intermediul sângelui către nervii periferici - Toxinele botulinice blochează funcțiile nervoase și pot duce la paralizie respiratorie și musculară. ### Botulismul uman - botulismul alimentar - botulismul infantil - botulismul prin plaga - botulismul prin inhalare - Botulismul alimentar, cauzat de consumul de alimente procesate necorespunzător, este rar, dar potenţial fatal, dacă nu este diagnosticat rapid - Numărul cel mai mare de intoxicații a fost asociat cu consumul de fructe și legume contaminate, în principal dintre cele cu o aciditate scăzută, cum ar fi: fasolea verde, porumbul, spanacul, sparanghelul, ardei iute, ciuperci; smochinele şi piersicile. ### Botulismul infantil - Botulismul infantil rezultă din producerea de toxine Clostridium botulinum în tractul intestinal al sugarilor, mai degrabă decât din consumul de alimente care conţin toxina ## BOTULISMUL-SIMPTOME - **Simptomele** - botulismului infantil tind să apară rapid, intre 12 și 36 de ore de la consumul de alimente contaminate. - constipaţie, dificultăți de hrănire, salivare abundenta, pleoape căzute, hipotonie musculara, dificultăți în susţinerea capului, letargie, reflexe pupilare slabe, dificultăți respiratorii. - botulismului alimentar pot sa apară în câteva ore sau 1-2 zile de la contaminare, iar în unele cazuri, chiar după mai multe zile. - greaţă, voma, scaune diareice sau constipaţie, dureri abdominale intense, dificultăţi motorii, paralizie a membrelor, vedere încețoșată, pleoape căzute, oboseala accentuata, incapacitatea controlului muşchilor faciali, probleme respiratorii. ## ALIMENTE INCRIMINATE - Condimentele - Alimentele cu aciditate scăzută - Legumele - Mierea (botulism infantil) - *Clostridium botulinum* ## TOXIINFECŢII ALIMENTARE - sunt stări patologice - care se manifestă prin gastroenterite, generate prin consumul de alimente contaminate cu microorganisme facultativ patogene care au capacitatea să se dezvolte in vitro (în aliment) și in vivo (în organismul viu) și să producă toxine intracelulare. ### ENDOTOXINE (în celule) + TOXI = TOXIINFECTIE + GASTROENTERITE (organismele vii) + PATOGENITATE (invazie) + INFECTIE ## AGENŢII TOXIINFECŢIILOR ALIMENTARE SUNT BACTERIILE FACULTATIV PATOGENE: - *Clostridium perfringens* - *Bacillus cereus* - sporulate, G+ - *Vibrio cholerae* - tulpini de *Escherichia coli* - enteropatogene, EPEC - enterotoxicogene, ETEC - nesporulate, G- ## CARACTERISTICILE GENERALE ALE TOXIINFECŢIILOR ALIMENTARE: ### Bacteriile sporulate: - Ingestia unui număr mare de celule vegetative este cauza inducerii toxiinfecţiei - Celulele vegetative ale bacteriilor sporulate nu se multiplică în tractul digestiv, dar sporulează și produc toxine ### Bacteriile nesporulate: - Produc toxiinfecţii chiar dacă numărul de celule vii ingerate este moderat - Celulele cresc și se multiplică rapid în tractul digestiv - Multe dintre celulele moarte elimină toxine ## *Bacillus cereus* - este o bacterie Gram+, cu celule de formă cilindrică, facultativ anaerobă, sporulată - este răspândit în natură și în alimente, în special sub formă de spori - condiţii de creștere: - interval de temperatură: 10-49 °C - temperatura optimă: 30 °C - pH: 4,9-9,3 - aw: 0,93 - NaCl: 7,5%, unele tolerează și 10% - toxinele sunt produse în timpul dezvoltării celulelor la temperatura optimă și sunt reținute în celule - toxinele sunt eliberate doar când celulele sunt distruse - acestea pot fi eliberate atât în tractul intestinal, dar și în alimente - tulpinile produc două tipuri de enterotoxine, fiecare asociate probabil cu tipuri specifice de simptome - enterotoxina diareică - toxina emetică - greaţă ## ENTEROTOXIA DIAREICĂ VS. TOXINA EMETICĂ | Toxina | Incubație, h | Durata, h | Doza, ufc/g (ml) | Simptome | Tipul afectiunii | Alimente incriminate | |:---:|:---:|:---:|:---:|:---:|:---:|:---:| | Enterotoxina diareică | 8-16 | 12-24 | 10³-10⁷ | Diaree | Toxiinfecție | Produse din carne, supe, legume, budinci și sosuri | | Toxina emetică | 1-5 | 12-24 | 10⁵-10⁸ | Diaree (destul de frecventă) vărsături | Intoxicație | Orez, paste, tăiţei, produse de patiserie | ## PREVENIRE - CONTROL - aplicarea de bune practici de igienă în timpul producției, prelucrării și manipulării alimentelor - control eficient al temperaturii pentru a preveni germinarea și creșterea sporilor. - toxinele asociate sindromului emetic sunt rezistente la căldură și reîncălzirea, inclusiv prăjirea, nu le va distruge. - depozitarea alimentelor la > 60 ° C sau <10 ° C până la utilizare, cu excepţia cazului în care alți factori (pH, a„) împiedică creșterea. ## *Escherichia coli* - bacterie Gram-negativă, cu celule de formă cilindrică, care nu formează spori, facultativ anaerobă, din familia Enterobacteriaceae - condiţii de creștere: - bacterie mezofilă, crește de la 7-10 ° C până la 50 °C (optim 37 °C). - a min = 0,95 - pH = 4,4-8,5 - majoritatea tulpinilor de E. coli au habitatul în intestinului oamenilor și al altor animale cu sânge cald, fiind inofensive - 4 grupuri diareice: EPEC, ETEC, EIEC, EHEC - 2 grupuri sunt considerate a avea incidenţă în producerea toxiinfecţiilor alimentare - E. coli EPEC - tipul enteropatogenic - E. coli ETEC - tipul enterotoxic - produc boli diareice prin ingerarea a unui număr mare de celule (prin alimente contaminate sau apa) ## *Escherichia coli* - 4 grupuri - tulpini enteropatogene (EPEC) - nu produc enterotoxine - tulpini enterotoxice (ETEC), produc: - o enterotoxină termolabilă (LT) - o enterotoxină termostabilă (ST) - tulpini enteroinvazive (EIEC) - tulpini enterohemoragice (EHEC) sau tulpini producătoare de verocitotoxine (VTEC) - sunt denumite și producătoare de toxine Shiga (STEC), dintre care cea mai frecvent recunoscută este E. coli O157:H7. ## SIMPTOME - a) EPEC aderă la mucoasă și îi modifică capacitatea de absorbție, provocând diaree, dureri abdominale și febră. - b) ETEC își mediază efectele prin enterotoxine. - Simptomele includ diaree (variind de la ușoară la severă, sindrom asemănător holerei), crampe abdominale și vărsături, uneori ducând la deshidratare și șoc. - c) EIEC provoacă boli inflamatorii ale mucoasei și submucoasei prin invadarea și multiplicarea în celulele epiteliale ale colonului. - Simptomele includ febră, dureri abdominale severe, vărsături și diaree apoasă (în <10% din cazuri scaunele pot deveni sângeroase şi conţin mucus). - d) EHEC provoacă crampe abdominale și diaree apoasă care se pot dezvolta în diaree sângeroasă (colită hemoragică), febră și vărsături. ## ALIMENTELE INCRIMINATE/SURSE ### EPEC, ETEC, EIEC - consumul de alimente și apă contaminate cu materii fecale. - nerespectarea raportului timp-temperatură în procesarea acestor alimente crește riscul de îmbolnăvire. ### EHEC - se transmite în principal prin consumul de alimente, cum ar fi produse din carne tocată neprocesată sau insuficient gătită și prin consum de lapte neprocesat de la animale infectate - se transmite prin contaminarea fecală a apei și a altor alimente, precum și contaminarea încrucișată în timpul preparării alimentelor