Toiduainete kiiritamine 

Toiduainete kiiritamise mõju mikroobidele

 

Kõik toiduained sisaldavad vähemal või suuremal arvul mikroorganisme. Mikroo­bide kasv ja areng toiduainetes võib põhjustada nii majanduslikke probleeme (toi­duainete riknemisest tulenev kahju) kui ka ohtu tarbija tervisele (toidutekkelised infektsioonid ja intoksikatsioonid). Mikroobide arvukus tootes sõltub keskkonnast, kust toidutoore on saadud, mikroobide arvukusest toidutoormes, sanitaarsetest tingimus­test toidu tööstuslikul töötlemisel ja valmistoodangu pakendamisel ning valmis­toote säilitamise tingimustest.

 

Toidus esinevad mikroorganismid on nende pato­geensuse ja nakkusohtlikkuse alusel jaotatud nelja rühma:

  • toidu kvaliteeti ja mikrobioloogilist stabiilsust iseloomustavad mikroorganismid (piimhappebakterid, pärmid, teatud hallitusseened jne);
  • sanitaarnäitlikud mikroorganismid ehk indikaatororganismid (coli-laadsed bak­terid, termotolerantsed coli-laadsed, E. coli, sulfitit redutseerivad klostriidid jt);
  • tinglikult patogeensed mikroobid (Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Proteus spp., Listeria monocytogenes, Vibrio parahaemolyticus);
  • otseselt tervisele ohtlikud mikroorganismid (Salmonella spp., Shigella spp., Vibrio cholerae, Clostridium botulinum, Campylobacter jejuni, Mycobacterium tuberculosis).

 

Toidus esinevate mikroorganismide uurimiseks on kasutusel väga palju erinevaid söötmeid ja meetodeid. Osa meetodeid on rahvuslike või rahvusvaheliste ametite ja organisatsioonide poolt standardiseeritud (nt ISO – International Standards Organisations). Need on enamasti mõeldud kasutamiseks referentsmeetoditena, seetõttu leiavad harva rutiinselt kasutamist ning järgnevas materjalis neid ei käsitleta. Traditsioonilisi kultiveerimise tehnikaid saab täiendada või asendada mitmete teiste meetoditega, mis enamasti võimaldavad analüüside tulemuste kiiremat registreerimist. Uuemad meetodid on otsene epifluorestsents­filtertehnika (DEFT – Direct Epifluorescent Filter Technique); adenosiintrifosfaadi (ATP) ja nukleiinhapete määramisel ja elektrijuhtivuse muutumisel põhinevad tehnikad. Paljud immunoloogilised testid on saadaval kittidena ning on täielikult või osaliselt automatiseeritud. Kiirtestide kõige suuremaks puuduseks on see, et ei saa isolaate, mistõttu ei ole võimalik rakendada täpsemaid epidemioloogilisi uuringuid.

 

Otsesed külvitehnikad ei sobi enamasti toidumürgistusi põhjustavate bakterite kultiveerimiseks. See on tingitud toidupatogeenide sagedasest madalast arvukusest toiduainetes, nt üks rakk 25 g toote kohta. Toidupatogeenide kultiveeri­mise tehni­kad sisaldavad sageli eelrikastamist või “taaselustamist”, selektiivset rikastamist puljongis ning kultiveerimist selektiivsetele agaritele, millele järgneb tüüpiliste kolooniate identifitseerimine. Tüüpiliste kolooniatega tehakse täiendavalt biokee­milised või muud testid, lähtuvalt metoodikast. “Taaselustamisel” tuleb arvestada sellega, et kahjustatud rakud on tundlikud selektiivsete ainete ja inhibiitorite suhtes. “Taaselustamine” võib hõlmata proovi inkubeerimist mitteselektiivses puljongis, nt puhverdatud peptoonvees, või söötmetesse kaitsvate komponentide lisamist, mil­leks on näiteks püruvaadid ja munarebu.

 

Rikastussöötmed on vajalikud juhtudel, kus määratakse patogeenseid mikroorga­nisme, mida on suhteliselt vähe võrreldes teiste proovis sisalduvate bakteritega. Rikastussöötmetes sisalduvad toitained on aga otseselt kättesaadavad konkurents­mikrofloora esindajatele. Konkurentsmikrofloorat pärsitakse keemiliste inhibiitori­tega, nt naatriumseleniidiga, mis lubab inkubatsiooni ajal eelistatavalt salmonel­ladel paljuneda. Psührofiilsete mikroorganismide, nt Listeria monocytogenes’e ja Yersinia enterocolitica puhul on teiseks võimaluseks inkubeerimine madalatel temperatuuridel. Selle meetodi puuduseks on sihtmärk-organismide aeglane kasv. Toidus madalal arvukusel esinevate patogeenide korral rakendatakse teise etapina selektiivsetele tahketele söötmetele külvamist.

 

Toiduainetes sisalduvate mikroobide arvukus ja detekteerimine on väga oluline toiduainete kiiritamise seisukohalt, sest kiiritada tuleks vaid selliseid toiduaineid, mis sisaldaksid võimalikult vähe mikroorganisme. Tegelikus praktikas toiduaineid kiiritataksegi sellepärast, et toit sisaldab hulgaliselt mikroorganisme, mida kiiritamise teel ära hävitatakse.

 

NB! Alltoodud tekstis Bold'is olevad bakterite nimed näitavad galeriis esitatud bakterite pilte.

Toiduainete kiiritamise mõju toidu mikrofloora koostisesse kuuluvatele mikroorganismidele võib olla väga erinev, sõltudes sellest, kas tegemist on Gram-positiivsete või Gram-negatiivsete bakteritega, spoore moodustavate või mittemoodustavate bakteriliikidega; sõltudes kasutatavast kiirguse doosist, bakterirakkude võimest neutraliseerida vabu radikaale ja kiiritava substraadi omadustest.

 

Baktereid saab klassifitseerida Gram-positiivseteks (näiteks Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes jt.) ja Gram-negatiivseteks (näiteks Salmonella, Escherichia coli jt.). Eelmainitud mikroorganismide tundlikkus kiiritamise dooside suhtes on erinev.

  • Näiteks toiduainete kiiritamisele on Gram-positiivsed bakterid resistentsemad kui Gram-negatiivsete bakterid.
  • Samuti on täheldatud, et spoore moodustavad bakterid (näiteks Bacillus cereus) on vastupidavamad ioniseeriva kiirguse toimele kui spoore mittemoodustavad liigid (nt Staphylococcus aureus).

 

Viimati mainitud bakteritest on tundlikumad pigmenti produtseerivad liigid. Samas need bakterid, mis moodustavad karotinoidseid pigmente, on väga vastupidavad kiiritamise suhtes, kuna on leitud, et need pigmendid omavad kaitsvat toimet UV-kiirte eest. Kiiritusele vastupidavateks on peetud ka Coli-laadseid baktereid, Salmonella ja Proteus’e perekonna liike.

 

Näiteks spoore moodustavatest bakteritest kõige resistentsemaks võib pidada Paenibacillus larvae liike. See on seletatav sellega, et spoorid on väga madala veesisaldusega, mistõttu nende inaktiveerimiseks tuleb kasutada pikemat kiiritamise aega. Toksiine tootvatest bakteritest on kõige resistentsem Clostridium botulinum’i poolt produtseeritud toksiin A. Mikroorganismide poolt moodustatud spooride hävitamiseks tuleb kasutada kuni viis korda suuremaid kiirguse doose kui vegetatiivsete bakterirakkude inaktiveerimisel. Spoore mittemoodustavatest bakteritest on kõige resistentsemad Enterococcus faecalis, Micrococcus spp. ja homofermentatiivsed Lactobacillus spp. liigid. Kiiritamise suhtes kõige tundlikumad on Pseudomonas spp. ja Flavobacterium spp. liigid, millele järgnevad teised Gram-negatiivsed bakterid. Lisaks eeltoodule, hallitus- ja pärmseened võivad olla vähemtundlikud kiiritamisele kui Gram-positiivsed bakterid.

 
 

 

Kuidas sõltub toiduainetes leiduda võivate mikroorganismide tundlikkus kiiritamisele kasutatavatest kiirgusdoosidest?

 
 

 

Kuidas sõltub toiduainetes leiduda võivate mikroorganismide termoresistentsusest kiiritamisel kasutatavate dooside efektiivsus?

 
 

 

Täiendavat lugemist võib leida alltoodud viidete alt:

1. Gamma-kiirguse mõju fermenteeritud vorstide kvaliteedile:

www.medycynawet.edu.pl/pdf2007/kwiecien/200704s04250427.pdf

2. Gamma-kiirguse mõju toidupatogeenidele linnulihal:

www.scielo.br/pdf/sa/v57n3/2665.pdf

www.infolib.hua.edu.vn/Fulltext/ChuyenDe2009/CD206a/93.pdf

3. Gamma-kiirguse mõju köögiviljamahladele:

www.aseanfood.info/Articles/11015851.pdf

 

Galeriis on toodud illustratiivseid näiteid tekstis Bold'ina näidatud mikroorganismidest.

Fotode allikad:

  • http://html.rincondelvago.com/...
  • http://www.vcely.sk/...
  • Elias, P. Piima mikrobioloogia. Piimanduse käsiraamat (koostaja A. Olkonen), 2001, lk. 150-151.