PROF. DR. AYLA SOYER. İçerik; Mikroorganizmalar Gelişme istekleri. Gıda güvenliği. ve gıda hijyeni. Soyer, A, İşletme sanitasyonumikroorganizmalar 1

Transkript

1 PROF. DR. AYLA SOYER Gıda güvenliği İçerik; Mikroorganizmalar Gelişme istekleri ve gıda hijyeni 1

2 Bakteriler Mikroorganizmalar Gıdaları kontamine eden başlıca unsur ve bir çok gıda zehirlenmesinin nedeni bakterilerdir. Bakteriler hemen hemen her yerde bulunan mikroskopik, canlı organizmalardır. Bu organizmalar tek olarak ancak mikroskop altında görülebilirler, fakat çok sayıda olduklarında oluşturdukları koloniler çıplak gözle de görülebilmektedir. Bakteriler, küçük mikroorganizmalardır ve insanlarda, gıdalarda atmosferde her yerde bulunurlar. Bakteriler genellikle insanların belirli bölgelerinde bulunmaktadırlar. Örneğin stafilokoklar deride, ağızda ve burunda bulunurlar ve aynı ortamı kullanırlar. Bunların vücutta bulunmaları birkaç soruna neden olurken, gıdaya bulaşmaları halinde hastalık etmeni olmaktadırlar. Birçok bakteri zararsızdır, bazıları gerekli mikroorganizmalardır. Örneğin yoğurt, peynir ve bira üretiminde mikroorganizmalardan yararlanılır. 2

3 Mikroorganizmalar Bakteriler -Tek hücreli organizmalardır. -Bir hücrenin bölünmesiyle iki yeni hücre oluştururlar. - Tüm bakteriler vejetatif bir durum geçirirler. -Bazı bakteriler ekstrem şartlara maruz kaldıklarında spor oluşturma kabiliyetindedir. -Bakteriler fotosentetiktir, yani kendi gıdalarını üretmek üzere güneş ışığını kullanırlar ve bu şekilde oksijen verirler. -Bir bakteri ortalama 1 mikrometre büyüklüğündedir. 3

4 Bakteriler Gıda endüstrisinde problem yaratan başlıca iki bakteri türü vardır. Bunlar; 1. Bozulma yapan bakteriler- Gıdaları parçalayarak tatlarında, kokularında ve görünüşlerinde olumsuz değişmeler yaparlar. Gıda yenilemeyecek hale gelir. 2. Patojen bakteriler- Bu bakteriler veya bunların oluşturduğu toksinler gıdalarla alındığında insanları hasta eder. Tifo, zatürre gibi hastalık etmenleri 4

5 Soyer, A, İşletme sanitasyonu-mikroorganizmalar 5

6 6

7 Spor oluşumu İki bakteri cinsi Bacillus ve Clostridium spor oluşturma özelliği gösterirler. Bazı bakteriler bulundukları ortam şartları değiştiğinde (aşırı soğuk, nem kaybı gibi) spor yapabilme yeteneği kazanırlar. Bu olaya sporulasyon denir. Bir bakteriden bir spor, bir spordan da bir bakteri meydana gelir. Spordan normal bakteri haline dönme işlemine germinasyon denir. Sporlar, bakteri içerisinde değişik yerleşim gösterebilirler. Spor yerleşim yeri ortada ise (santral), kenarda ise (terminal) ve kenara yakın ise (subterminal) spor olarak adlandırılır. Sporlu bakteriler dış çevre şartlarına dayanıklı olup genellikle dış ortamdan girerek tetanoz (Clostridium tetani) gibi bazı hastalıklara neden olurlar. 7

8 Spor oluşumu Sporlar yüksek sıcaklıklara direnç gösterirler. Bu nedenle yok edilmeleri için 100 o C nin üzerindeki sıcaklıklarda uzun süre bekletilmeleri gereklidir. Düşük asitli konserve gıdalarda uygulanan sıcaklık-süreler, Clostridium botulinum sporlarının yıkımı esas alınarak belirlenmektedir. 8

9 Toksin üretimi Bazı bakteriler toksin olarak adlandırılan zehirli maddeler oluştururlar. Bazı toksinler (örneğin Clostridium botulinum tarafından üretilenler) bu organizma tarafından kontamine olmuş gıdaları tüketen insanların ölümüne neden olurlar. Başlıca toksinler; Ekzotoksinler Endotoksinler 9

10 Ekzotoksin Ekzotoksin oluşturan başlıca organizmalar; Clostridium tetani (tetanoz etkeni) Clostridium perfringens (clostridium etkeni) Clostridium botulinum (botulizm etkeni) Staphylococcus aureus Shigella dysenteria (dizanteri etkeni) Vibrio cholera (kolera etkeni) Bacillus cereus Ekzotoksinler mikroorganizma tarafından dışarı salınırlar. 10

11 Ekzotoksinler Daha çok Gram (+) mikroorganizmalar tarafından meydana getirilirler. Ekzotoksinler, gıdada bakterilerin çoğalmaları sırasında oluşurlar. Örneğin Staphylococcus aureus ve Bacillus cereus. Ekzotoksinler, genellikle sıcağa dayanıklıdırlar. Pişirme sıcaklığında bakteriler ölürken, toksinler etkilenmezler ve gıda yendiğinde problem ortaya çıkar. Bazı stafilokokların meydana getirdiği enterotoksinler, ekzotoksin yapısında olduğu halde 100 C'de 20 dakika dayanıklılık gösterirler. Kolera vibrionları bağırsaklarda enterotoksin meydana getirmektedirler ve kolerada aşırı tuz ve su kaybı meydana gelmesine bu enterotoksin sebep olmaktadır. Streptokoklardan bazıları da ekzotoksin yapısında bir takım maddeler çıkarırlar ki bunlar eritem dediğimiz bir takım döküntülere sebep olurlar. Buna eritrojenik toksin denir. Kızıl hastalığı, bu toksinlerden meydana gelir. 11

12 Endotoksinler Bakterilerin hücre çeperlerinde bulunan, dışarıya salgılanmayan, ancak hücrenin parçalanması sonucu meydana çıkan lipopolisakkarit yapısında (yani bakterinin yapı maddelerinden olan) bir takım toksik maddelerdir. Daha çok Gram (-) bakteriler tarafından (salmonella gibi) meydana getirilirler. Bunlar da ısıya ve birtakım protein sindirici enzimlere karşı dayanıklıdırlar. Bazıları 100 C sıcaklığa dayanabilirler. Ekzotoksinlere oranla daha az toksinlidirler. Endotoksinler bir organizmaya girdikten sonra saat içinde ateş yükselmesine sebep olurlar. Bunu, beyindeki vücut sıcaklığını düzenleyici merkezi etkileyerek yaparlar. Organizmada ateşten başka solunum güçlüğü, ishal ve bacaklarda felce sebep olmaktadırlar. Kanda önce akyuvarların azalmasına, sonra çoğalmasına sebep 12

13 Enterotoksinler Gastroenterite neden olan toksinlere ilişkin kullanılan genel bir terimdir. Hem endotoksinler hem de ekzotoksinler enterotoksinlerdir. 13

14 Bakteri gelişimi Mikroorganizmalar bitkiler ve hayvanlara göre çok hızlı şekilde ve ikiye bölünerek çoğalır. Genel olarak küfler, bakteri ve mayalara göre daha geç çoğalırlar. Bakteriler arasında 8 dakikada bir sayısını ikiye katlayanlar vardır. Buna göre 1 bakteri 8 dakika sonra 2; 16. dakikada 4 ; 24. dakikada 8; 32. dakikada olmak üzere 4 saat sonra sayısını bir milyarın üzerine çıkarır. Her bakteri bu kadar hızlı gelişmez, ancak gıdaları ilgilendirenlerin çoğu için 1 adetten 1 milyona çıkma süresi 7-8 saat kadardır. Bakteriler uygun şartlarda ortalama 20 dakikada ikiye bölünürler. Ortamda 1000 adet bakteri varsa, her 20 dakikada bölünerek, 3 saat 20 dakika sonra adet sayıya ulaşırlar. 14

15 Kuşkusuz başlangıç sayısı ne kadar fazla ise belirli bir sayıya örneğin 1 milyona ulaşma süresi o denli kısalır. Bakterinin ideal sıcaklık, su, asitlik, oksijen durumunda ve yeterli besin maddesi varlığında ikiye bölünme süresinin 24 dakika olduğunu durumda: 1 adet bakteri 8 saat sonra 1 milyona ( ) ulaşacaktır. Aynı bakteriden başlangıçta 16 adet varsa, aynı sayıya ulaşması için gereken süre bu kez 6.5 saate düşecektir. 15

16 Bakteri çoğalması 16

17 Bakteri gelişimi 1-2 lag fazı-adaptasyon dönemi-çok yavaş veya hiç çoğalma yoktur. 2-3 logaritmik faz- Hızlı bir çoğalma vardır. 3-4 durağan faz-sabit üreme dönemi-bakteri sayısının sabit kaldığı fazdır. 4-5 hızlandırılmış ölüm dönemi- letal faz- Bakteri sayısı azalır. Mikroorganizmaların gelişme kurvesi **Burada, gıdadaki bakteri gelişimini gerekli olumsuz koşulları sağlayarak, mümkün olduğunca uzun süre lag fazında tutulması gerektiği görülmektedir. Örneğin düşük veya yüksek sıcaklıklar ve düşük nem bakterilerin sevmediği olumsuz şartlardır. 17

18 Bakteri gelişimi 1-2 lag fazı-çok yavaş veya hiç çoğalma yoktur. 2-3 logaritmik faz- Süratli bir çoğalma vardır. 3-4 durağan faz- Bakteri sayısının sabit kaldığı fazdır. Hızlı büyümeden bir strese tepki haline geçiş durumudur. Bu safhada metabolik faaliyet sonucu oluşan toksik yan ürünler canlı hücrelerin ölmesine neden olurlar. Bu safhada yeni hücreler hala oluşmaktadır ve toplam canlı hücre sayısı sabit kalır. Sonuç olarak büyüme denge noktasına ulaşır. 4-5 letal veya azalma fazı- Bakteri sayısı azalır. Bu son safhada oluşmuş olan toksik yan ürünler daha fazla hücrenin ölmesine neden olur. Başka bir deyişle yeniden oluşan hücre sayısı ile kıyaslandığında çok daha fazla sayıda hücre ölmektedir. Canlı hücre sayısında meydana gelen şiddetli düşüş ile hücre sayısı neredeyse başlangıç durumuna ulaşır. Ölüm hücresel enerjinin de kaybolmasına, toksik metabolik ürünlerin birikmesine, bakterilerin çevresindeki ph değerinin değişmesine neden olur. 18

19 Bakteri büyümesini ve çoğalmasını etkileyen faktörler Gıda ph (asidite) Nem Su aktivitesi Sıcaklık, süre Oksijen varlığı İnhibitör maddeler Rekabet 19

20 Gıda Bir çok mikroorganizma gelişme için su ve O 2 in yanında vitamin, mineral madde, azot, karbonhidrat, protein ve lipid gibi enerji kaynağı olan besin unsurlarına ihtiyaç duymaktadırlar. Bir çok patojen ve bozulma yapan bakterilerin ise kompleks besin istekleri vardır. Bunlar çoğalmak için şeker, amino asitler, yağlar, vitaminler ve minerallere gerek duyarlar. Bu bakteriler için en elverişli gıdalar; yüksek protein ve su içeren süt, yumurta, et ve balıktır. Yüksek şeker ve tuz içeren gıdalar bir çok bakterinin gelişmesi için uygun olmayan ortamlardır. Gıdada bakteri çoğalmasını kontrol etmek için; 1. Bilinen tedarikçiden gıda alınması 2. Çapraz kontaminasyonun önlenmesi 3. Güvenilir iç sıcaklığa kadar pişirilmesi ve sıcaklığın termometre ile kontrol edilmesi gereklidir. 20

21 ph (asidite) Tüm bakteriler kendilerine özgü optimum, minimum ve maksimum ph larda çoğalabilirler. Bir çok bakteri çoğalmak için hafif asidik ve nötral (ph ) ortamları tercih eder. Yüksek asitli ve yüksek alkalili gıdalar patojen gelişimi için uygun olmayan ortamlardır. Bakteriler maya ve küflere göre daha dar sınırlar içindeki ph da çoğalırlar. Patojen mikroorganizmalar ise daha hassastır. Genel olarak bakteriler; 4-8, küfler , mayalar , E.coli , S. typhi , laktobasiller ph aralıklarında üreyebilirler. Bu değerler kesin sınırlar olmayıp, diğer faktörlere bağlı olarak değişebilir. 21

22 ph; 4.6 nın altında Bakteri gelişemez arası Bakteri süratle çoğalır arası Bakteri canlı kalabilir Asiditeye bağlı bakteri çoğalmasını kontrol etmek için; Asitliği yüksek gıdalar (sirke ve limon gibi) mikroorganizma çoğalmasını engeller. 22

23 Nem Bakteriler besinleri hücrelerine taşımak için ve hücre içerisinde oluşan atıkları atmak için suya ihtiyaç duyarlar. Kuru ürünler bakterilerin çoğalması için uygun olmayan ortamlardır. Örneğin un, bisküvi ve ekmek. Bununla birlikte bazı bakteriler özellikle spor oluşturanlar kurutma işlemi sırasında canlı kalabilmektedir. Örneğin kurutulmuş yumurta ya da süt tozu, sıvı ile tekrar muamele edildiğinde gıda tekrar tehlikeli hale gelebilmektedir. Bir çok gıda, bakteri gelişimi için yeterli nem içeriğine sahiptir. 23

24 Su aktivitesi Herhangi bir gıdadaki nem miktarı su aktivitesi terimi ile ifade edilmektedir. Saf suyun su aktivitesi 1, doygun tuz çözeltisinin su aktivitesi 0.75 dir. Bakteriler çoğalmak için 0.99 civarı a w değerlerini tercih ederler Bazı mikroorganizmalar ise 0.75 in altındaki a w değerlerinde gelişebilirler (mayalar ve küfler 0.60 gibi düşük a w değerlerini tolere ederler. a w değeri 0.85 ve üzerinde olan gıdalar «riskli gıdalar» dır. Neme bağlı mikroorganizma gelişimini kontrol etmek için; Gıdanın nem miktarı dondurma, kurutma, şeker veya tuz katılarak azaltılmalıdır. 24

25 Sıcaklık Bakteriler çoğalmak için optimum sıcaklıklara gerek duyarlar ve sıcaklık isteklerine göre psikrofiller, mezofiller ve termofiller olarak sınıflandırılırlar. Psikrofiller 0-21 o C Buzdolabında saklanan bozan bakteriler gıdaları Pseudomonas, Alcaligenes, Streptomyces, Moraxella, Acinetobacter Mezofiller 21 o C-43 o C Gıda zehirlenmesine neden olan patojenik bakteriler bu grupta yer alır. Bu bakterilerin optimum sıcaklıkları 37 o C dir (vücut sıcaklığı) Laktobasiller, Stafilokoklar Termofiller 43 o C ve üzeri Konserve endüstrisinde önemlidirler. B.stearothermophilus, B.coagulans, S.thermophilus 25 25

26 Sıcaklık Tehlikeli sıcaklık aralığı- (5-60 o C). Gıda kaynaklı bakteriler bu sıcaklık aralığında çoğalırlar. Bir çok patojen, spor oluşturanlar hariç, 10 o C nin altında çoğalamaz ve 63 o C nin üzerinde ölmeye başlar. Gıdalara sıcaklık uygulanırken, çok yavaş sıcaklık artışı bakterilerin canlı kalmasına neden olurken, sıcaklığın hızlı yükseltilmesi hızlı ölmelerine neden olur. Sıcaklığın hızlı uygulanması veya ani sıcaklık değişimi mikropları öldürür. Buna ısıl şok denir. Küfler; ph, ozmotik basınç ve besin ögelerine bağlı olarak çok geniş bir üreme sıcaklık aralığına sahiptirler. Maya ve küfler, bakterilere göre daha az termofil eğilimlidirler. 26

27 Sıcaklığa bağlı bakteri gelişimini kontrol etmek için; Soğukta saklanan gıdalar 5 o C ve altında depolanmalıdır. Sıcak gıdalar 60 o C ve üzerinde tutulmalıdır. Depolama, hazırlama, pişirme, bekletme, tekrar ısıtma ve servis sırasında gıdaların sıcaklıkları kontrol edilmelidir. Gıdanın iç (merkez) sıcaklığı düzenli olarak kontrol edilmelidir. Gıda tehlikeli sıcaklık aralığının dışında tutulmalıdır. 27

28 Süre Bakteriler nemli gıdalarda ve 37 o C sıcaklıkta her 20 dakikada bir ikiye bölünerek çoğalırlar. 6 saat sonra bir bakteri hücresi 131,072 bakteri hücresi oluşturur. Patojenler, tehlikeli sıcaklık aralığında dört saatte bir bölünmeye başlar. Süreye bağlı bakteri gelişimini kontrol etmek için; Gıdalar mümkün olduğunca kısa sürede tehlikeli sıcaklık aralığının dışına çıkarılarak depolanmalıdır. Eğer gıda pişirilmeyecekse veya servis edilmeyecekse, buzdolabında veya dondurucuda saklanmalıdır. Gıdaların tutulduğu soğuk veya sıcak ortamların sıcaklıkları sürekli kontrol edilmelidir. Tekrar ısıtılan gıdalar, iç sıcaklıkları 74 o C ye ulaştıktan sonra 15 saniye bu sıcaklıkta tutulmalıdır. 28

29 Oksijen Bakterilerin oksijen istekleri farklıdır. Anaerobik bakteriler- Oksijenli ortamda çoğalamayan bakterilerdir. Oksijen bu bakteriler için toksik etki yapar. En tehlikeli anaerobik bakteri Clostridium türleridir. Anaerobik bakteriler oksijenin olmadığı vakum paketli gıdalarda ve konserve gıdalarda çok iyi çoğalırlar. Aerobik bakteriler- Çoğalmak için oksijene gerek duyarlar. Mycobacterium tuberculosis, Pseudomonas spp. Fakültatif anaerobik bakteriler- Serbest oksijen olsa da olmasa da çoğalan bakterilerdir. Salmonella ve stafilokok türleri gibi. Mikroaerofilik organizmalar- Çok az oksijen düzeylerinde (%2-10) canlı kalabilen organizmalardır. Campylobacter spp. gibi. Serbest oksijen gıdada vardır. 29

30 İnhibitör maddeler Mikrobiyel çoğalma, ortamda inhibitör maddelerin varlığından etkilenmektedir. Mikroorganizmaların aktivitesini engelleyen maddelere bakteriostatikler, mikroorganizmaları öldüren maddelere ise bakterisidler denir. Bakteriostatik etkili maddeler; et ürünleri üretiminde kullanılan nitrit, konservelerde kullanılan sorbat veya benzoatlar. Bakterisidler; temizlenmiş alet, ekipman ve işletmelerin dezenfeksiyonunda veya gıdaların kontamine olmasının önlenmesinde kullanılır. Gıdaların yapısında da inhibitör ve mikroorganizmalara karşı koruyucu maddeler vardır. Rekabet Farklı bakterilerin bir arada olduğu bir durumda bunlar aynı gıdayı kullanmak için birbirleriyle yarışırlar. Gıda zehirlenmesine neden olan bakteriler gıdada bulunan doğal flora kadar rekabetçi değillerdir ve genellikle ölürler. Fakat eğer sayıca üstün iseler rekabet ederler. 30

31 Virüsler Mikroplar, metabolizma, üreme ve adaptasyon gibi yaşamın temel fonksiyonlarını yapabilen tek hücreli organizmalardır. Bunların tek istisnası virüslerdir. Virüsler besinleri metabolize edemez, atık üretip, atamaz, kendi etrafında hareket ederler. Başka bir organizma hücresinde değillerse üreyemezler de. Hücre bile değillerdir. Virüsler en basit ve en küçük mikroplardır. Bakterilerden kat daha küçüktürler. Çok farklı boyutlarda ve şekillerdedir. Virüsler ya DNA ya da RNA içerirler. Bu genetik materyal kapsid olarak adlandırılan koruyucu bir protein içerisinde bulunur. Bazıları dondurma ve pişirme işleminde canlı kalabilir. 31

32 Virüsler Esasen bütün virüsler hastalık yapıcı özellikte olup canlılarda çeşitli hastalıklara sebep olmaktadırlar. Gıdalar yolu ile insanlara bulaştığında çabucak çoğalırlar ve hastalığa sebep olurlar. Önemli bir kısmı insanlarda, mide ve bağırsak, kızamık, kabakulak, sarıhumma, çocuk felci, grip gibi hastalıklara neden olmaktadır, Ultra mikroskobik canlılardır, Sadece canlı hücrelerde gelişebilirler, Bakteriler gibi gıdalarda çoğalmaz ve toksin üretmezler. Gıda ancak bu organizmaların bir yerden bir yere taşınmalarında aracı olabilir. Gıda yolu ile insanlara bulaştığında çabucak çoğalırlar ve hastalığa sebep olurlar. 32

33 Parazitler Parazitler yaşamak için canlı bir konakçıya ihtiyaç duyarlar. İnsanlara gıdalarla bulaşan ve ciddi hastalıklara yol açan parazitler mevcuttur. Bu parazitler insan vücudundaki hücreleri, enerjiyi, kanı ve besinleri kullanırlar. İnsanlarda sindirim sistemine, karaciğere, akciğere ve beyine yerleşerek ciddi zararlar verebilirler. Birkaç tip parazit vardır. Bunlar; Protozoonlar (tek hücreli organizmalar, bakteriye benzerler fakat onlardan 1000 kat daha büyüktürler. Sadece mikroskopta görülebilirler. Solucanlar 1 cm den 12 cm ye değişen uzunluklardadır. Solucanlar; Trematodlar (kelebekler), Nematodlar (yuvarlak kurtlar) ve Sestodlar (şeritler, tenyalar) olarak üç gruba ayrılmaktadır. Soyer, A, İşletme sanitasyonu-mikroorganizmalar 33

34 Parazitlerin insana geçiş yolları Parazit kontamine olmuş ve filtre edilmemiş sular Parazit kontamine olmuş toprak Parazit bulaşmış meyve ve sebzeler Çiğ veya az pişmiş et, et ürünü Dışkı ile temas etmiş sivrisinekler, evcil hayvanlar Parazit taşıyan biri ile temas 34

35 Küfler ve mayalar Küfler Küfler gıdaları bozabilir ve hastalık yapabilir. Küfler, hemen hemen her koşulda gelişebilir. Aerob mikroorganizmalardır. Düşük a w li şekerli ve asidik gıdalarda iyi gelişir. Donma sıcaklıkları küf gelişimini engeller veya azaltır, fakat tamamen yok etmez. Bazı küfler mikotoksin adı verilen toksin (aflatoksin, patulin gibi) üretir. Küf gelişimini etkileyen faktörler; nem, sıcaklık, ph, oksijen ve ışık. Bakteriler ve mayalar kadar olmamakla beraber küflerin de gelişebilmeleri için neme ihtiyacı vardır. Nem oranının % ün altına düştüğü ortamlarda üreyemezler. Geniş ph aralığında gelişirler. Örneğin, ph aralığında faaliyet gösterebilir. 35

36 Mayalar Gıdalarda bozulma nedeni olabilirler. Mayalar genellikle ürettikleri metabolitlerin (alkol gibi) oluşturduğu koku ve tat ile gıdayı bozarlar. Mayalar gıdada pembe renk bozukluğuna neden olabilirler. Mayalar, düşük su aktivitesine sahip tatlı ve asidik gıdalarda da gelişebilirler. Jöle, bal ve meyve suları gibi gıdalar. Maya gelişimini etkileyen faktörler; su, hava (oksijen), ph, sıcaklık, ozmotik basıncı, ışık ve metabolizma ürünleri. Mayalar genel olarak 0-45 o C ler arasında faaliyet gösterir. Mayaların bir ortamda çoğalmasında ve metabolik etkinliklerinde, ortamda çözünen madde konsantrasyonu önemli etki gösterir. Mayalar diğer mikroorganizmalara göre yüksek şeker ve tuz konsantrasyonuna daha fazla uyum yeteneğine sahiptir. 36