Aerobní sporulující bakterie v potravinách

Bc. Andrea Wagnerová

Master's thesis

Aerobic spore-forming bacteria in food

Abstract:

Aerobní sporulující bakterie jsou v životním prostředí téměř všudypřítomné, a mají tak mnoho příležitostí kontaminovat potraviny. Tyto bakterie produkují extracelulární enzymy, jejichž působením dochází ke kažení potravin; některé také mohou produkovat toxiny způsobující otravy jídlem. Díky značné odolnosti dokáží jejich spory přežít v potravině i během zpracování. Sledování výskytu těchto bakterií je proto nezbytné jak pro zachování kvality potravin, tak pro prevenci otrav způsobených potravinami. Cílem práce bylo sledování výskytu aerobních sporulujících bakterií v potravinách rostlinného i živočišného původu. Testováno bylo celkem 24 vzorků potravin z masa, mléčných výrobků, koření, bylinných čajových směsí, kakaa, cereálních směsí a výrobků z ovoce a džusů. Pro stanovení aerobních sporulujících bakterií byla použita kultivační metoda pomocí trypton-sójového agaru (TSA); pro stanovení Bacillus cereus byla použita technika roztěru vzorku na Bacillus cereus agar base obohacený o polymyxin B a žloutkovou emulzi dle ISO 7932. Kultivace probíhala v obou případech aerobně při teplotě 30 °C po dobu 24 hodin. Druhová identifikace byla provedena pomocí hmotnostní spektrometrie s laserovou desorpcí a ionizací za účasti matrice s průletovým analyzátorem (MALDI-TOF MS), u vybraných kmenů bylo také provedeno sekvenování genu pro 16S rRNA. Kontaminace sporulujícími bakteriemi byla prokázána v 19 vzorcích, v žádném nebyl detekován B. cereus. Celkem bylo identifikováno 15 různých druhů a všechny náležely do rodu Bacillus. Na počet různých druhů bakterií bylo nejbohatší koření a bylinné čajové směsi. Žádný druh se nevyskytoval u všech zkoumaných skupin potravin. Nejčastějšími druhy byly B. pumilus (28,8 %), B. subtilis (24,7 %) a B. licheniformis (11,0 %). Ze všech izolátů patřilo 86,30 % do skupiny B. subtilis, 5,48 % do skupiny B. cereus a 8,22 % nebylo zařazeno do žádné z těchto dvou skupin. Vzhledem k tomu, že v testovaných vzorcích nebyl zjištěn žádný primárně patogenní druh, zdravotní riziko není pravděpodobné. První část hypotézy byla potvrzena, neboť u testovaných vzorků potravin byla prokázána kontaminace aerobními sporulujícími bakteriemi. Druhá část hypotézy týkající se výskytu a druhového zastoupení bakterií v závislosti na typu potraviny a způsobu konzervace nebyla potvrzena, neboť nebyl pozorován žádný trend.

Abstract:

Aerobic spore-forming bacteria are ubiquitous and worldwide distributed in the environment, hence they frequently contaminate food. These bacteria produce extracellular enzymes which cause food spoilage; some can also produce toxins resulting in food poisoning. Thanks to their high resistance, some spores can survive even when food is processed. Therefore, monitoring the occurrence of these bacteria is necessary for both food quality and food safety.The aim of this work was to monitor the occurrence of aerobic spore-forming bacteria in foodstuffs of plant and animal origin. It was tested 24 samples, namely meat and dairy products, spices, herbal tea blends, cocoa, cereal blends, and fruit products and juices were tested. Aerobic spore-forming bacteria were determined by cultivation method using Tryptone Soya Agar (TSA); the presumptive Bacillus cereus were obtained by the spread plate technique using Bacillus cereus agar base supplemented with polymyxin B and yolk emulsion according to ISO 7932. In both cases, the cultivation was carried out aerobically at 30 °C for 24 hours. The identification of bacterial isolates was undertaken using Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF MS); selected strains were identified also by 16S rRNA gene sequence analysis. Contamination by spore-forming bacteria was detected in 19 samples, none of them was B. cereus positive. A total of 15 different species were identified, all belonging to the genus Bacillus. Spices and herbal tea blends were contaminated by the largest number of different species. No species was present in all the examined groups of foodstuffs. The most common species were B. pumilus (28.8 %), B. subtilis (24.7 %) and B. licheniformis (11.0 %). Of all isolates tested, 86.30 % belonged to the B. subtilis group, 5.48 % to the B. cereus group and 8.22 % were not included in any of these groups. With regard to the fact that no primarily pathogenic species was detected in the tested samples, a health risk is unlikely. The first part of the hypothesis was confirmed, as the tested food samples showed contamination with aerobic spore-forming bacteria. The second part of the hypothesis concerning the occurrence and species representation of bacteria depending on the type of food and method of preservation was not confirmed as no trend was observed.

Keywords

sporulující bakterie, kažení potravin, alimentární onemocnění, pasterace, Alicyclobacillus, Bacillus

Keywords

spore-forming bacteria, food spoilage, alimentary diseases, pasteurization, Alicyclobacillus, Bacillus

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Hana Šubrtová Salmonová, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Nutrition and Foodstuffs / Nutrition and Foodstuffs