Clostridium botulinum Algemeen Clostridium botulinum is een anaëroob groeiende sporenvormende bacterie die algemeen voorkomt in vuil, grond, sediment van zoetwater en zee en in het darmkanaal van veel diersoorten. Veroorzaakt botulisme bij mens en dier. Aan de hand van het gevormde toxine kan C. botulinum worden onderscheiden in type A t/m G. Voor de mens zijn type A, B en E giftig. Type A is proteolytisch en heeft een hogere minimum en optimum groeitemperatuur; type B en E zijn niet-proteolytisch en hebben een minimum groeitemperatuur van 3,3°C. Vergiftigingen kunnen een mild en een zeer ernstig verloop hebben. Ernstige vergiftigingen worden door verlammingen getypeerd, die snel tot de dood kunnen leiden. Daarnaast kan met name bij zuigelingen door opname van sporen van C. botulinum via voedsel ziekte ontstaan (voedselinfectie). Deze vorm wordt daarom ook wel 'zuigelingenbotulisme' (infant-botulisme) genoemd 1. De meeste uitbraken worden veroorzaakt in particulieren huishoudens, waarbij vlees, vis of groente wordt gefermenteerd, ingelegd, ingemaakt ed. Het treft daarom ook vaak een klein aantal mensen. Maar hierop zijn ook opmerkelijke uitzonderingen (zie uitbraken).
Voorkomen in levensmiddelen Voor met name vacuümverpakte producten, ingeblikt, in folie e.d. (vlees, vis, groenten, koelverse maaltijden) en voor grote stukken vleesproduct (ham, worst) zijn de belangrijkste risicofactoren: - ondersterilisatie - lekkage van de verpakking en - te lang bewaren van deze producten boven de minimum groeitemperatuur 1. Toxine is o.a aangetoond in ingeblikt graan, peper, sperziebonen, soepen, bieten, asperges, paddestoelen, olijven, spinazie, tonijn, kip en kippenlevers, leverpastei and boterhamworst, ham, worst, gevulde aubergine, kreeft en gerookte en gezouten vis 2. Recente uitbraken in de VS en Nieuw Zeeland waren veroorzaakt door mosselen met melkdistel (puha), aubergine, ingelegde champignons, ingeblikte wortels, wortelsap, runderstamppot, tofu, knoflook in olie, hazelnootyoghurt, mascarpone, kaassaus, gezouten vis en gefermenteerde vis, gefermenteerde zalmkop (stinkhead), zalm en andere vis, zalm in blik en een illegaal bereide alcoholische drank 3 4 5 6 7 . Gefermenteerde vis is regelmatig de oorzaak van botulisme geweest. C. botulinum wordt in de kieuwen en ingewanden van vissen, krabben en schelpdieren gevonden. Als de ingewanden van vissen niet volledig worden verwijderd voordat ze worden gefermenteerd, is toxine vorming zelfs onder strikte temperatuurbeheersing mogelijk 8. Van de typen botulisme komt Infant botulisme in de VS het meest voor, 66% van het totaal. Een bekende oorzaak van infant botulisme is het toevoegen van honing aan melk. In honing kunnen soms wel 80 kiemen/sporen van C. botulinum per gram worden aangetroffen 1.
Kennisbank Voedselveiligheid VWA
pag. 1
14-07-08
Pathogeniteit Clostridium botulinum kan onder anaërobe omstandigheden toxine in levensmiddelen produceren. Deze toxines type A, B en E kunnen al in zeer kleine hoeveelheden ziekte veroorzaken. Ziekteverschijnselen treden in het algemeen op tussen 12 tot 36 uur na opname van het neurotoxine. Soms zijn er alleen milde verschijnselen met misselijkheid en braken. Ook buikpijn en diarree zijn hierbij mogelijk. Typerend bij botulisme zijn echter de neurologische verschijnselen. Hierbij treden gezichtsstoornissen (b.v. dubbel zien, neerhangende oogleden), moeilijk spreken en slikken, droge mond, keel en tong en in hele ernstige gevallen spierzwakte in armen en benen en verlamming van de ademhalingsspieren. In die gevalen is ook sterfte mogelijk. Zuigelingenbotulisme heeft een ander verloop. Babyvoeding (vaak door honing besmet) is geïnfecteerd met sporen van Clostridium botulinum, dat daarin nog geen toxine heeft gevormd. De sporen overleven de maagpassage, ontkiemen en koloniseren het darmkanaal door ontbreken van competitieve darmflora. Ziekteverschijnselen treden op bij de vorming en de resorptie van het toxine. Bij zuigelingenbotulisme zijn de verschijnselen wat minder duidelijk: obstipatie, problemen met voedselopname, algemene zwakte. Verloop is meestal niet fataal. Ook bij personen met verstoring van de darmflora of immunogecompromitteerden kan deze vorm optreden 1.
Uitbraken Ziektegevallen komen wereldwijd voor. In de geïndustrialiseerde wereld zijn de meeste uitbraken zijn zeer beperkt van omvang. Het zeer meestal geïsoleerde gevallen van 1 tot 10 personen. C. botulinum type E is vooral geassocieerd met vis en visproducten en gefermenteerde etenswaren. Soms ontstaan toch grote uitbraken, veelal in meer traditionele regio’s. Een voorbeeld hiervan is een uitbraak in Thailand in 2006. Van een groep van 200 bezoekers die tijdens een boeddhistisch feest, van een gezamenlijke maaltijd hadden gegeten, werden er 163 ziek (82%) ziek. Daarvan werden er 141 in een ziekenhuis opgenomen, waarvan er 42 moesten worden beademd. Ingelegde bamboescheuten bleken de oorzaak en de boosdoener C. botulinum type A. In 1998 was in dezelfde provincie in Thailand ook al een (kleine) uitbraak van botulisme met thuis ingelegd bamboescheuten geweest. Naar aanleiding van deze uitbraak waren toen aanbevelingen rondgestuurd over het inleggen van bamboe. Uit deze uitbraak 8 jaar later blijkt dat met zich ook moet richten op lange termijn effecten en blijkt het belang van een goede en continue inspectie van de kwaliteitsbeheersing van conserven 9. In juni 2006 werd Thailand nogmaals getroffen door een grote uitbraak van botulisme. Nu werden 83 mensen ziek na het eten van rauw hert en ingewanden daarvan 10. Meestal zijn uitbraken terug te voeren op ‘onzorgvuldig’ uitgevoerde thuisarbeid. Maar er zijn ook uitbraken van commerciële bedrijven geregistreerd. Een daarvan betreft commercieel bereid wortelsap. Het sap was vergiftigd door botulinumtoxine type A en er waren vier geregistreerde zieken in twee staten van de VS 11. Clostridium sporen komen algemeen in de grond voor en kunnen daardoor groenten besmetten. Als groenten niet volgens de “12D cook” worden gesteriliseerd kunnen sporen uitgroeien als het milieu anaeroob, de pH hoger dan 4.6, en de temperatuur voor type A hoger dan 10°C (type B, E: 4°C) is en als er geen remmende zouten aanwezig zijn. Een andere kwetsbare productsoorten blijken groenteproducten in olie. Ook hier werden in het verleden fouten mee gemaakt. Hier geldt hetzelfde als bij de wortelsal. De verhittingsprocedure is onvoldoende om de sporen af te doden, pH is licht zuur, de olie zorgt voor een anaeroob milieu en er waren geen conserverende zouten. De bewaartemperatuur is dan nog de enige veiligheidsmaatregel. In 1993 veroorzaakte commercieel bereide aubergine in olie in Italië in twee afzonderlijke incidenten 9 zieken. Het betrof hier type B 12. In een restaurant in Vancouver, Canada, hebben zich in 1985 met een tussentijd van een kleine maand twee uitbraken van botulisme type B voorgedaan. Er werden respectievelijk 8 en 26 personen zijn na het eten van
Kennisbank Voedselveiligheid VWA
pag. 2
14-07-08
maaltijden waarin gesneden knoflook in sojaolie was verwerkt, waarin botulinum toxine was gevormd 13. Ook in 1989 was er een uitbraak door knoflook in olie. Clostridium botulinum type E komt ook veel in de zee en in het maagdarmkanaal van zeevissen voor. Bij fermenteren van zeevis kan dit organisme uitgroeien en toxine vormen. Dit is mede zichtbaar in het aantal uitbraken van botulisme. Dat komt relatief vaker voor in landen waar fermenteren van vis tot de traditionele keuken behoort. Tussen 1950 en 1997 zijn er in Alaska 105 bevestigde uitbraken van voedselvergiftiging door C. botulinum geweest. Hierbij waren 214 personen betrokken. Bijna de helft van de gevallen betrof één patiënt en bij zeven uitbraken waren vijf of meer mensen betrokken. De grootste uitbraak vond in 1973 plaats en betrof 9 mensen. Tussen 1988 en 1992 zijn er in de VS 60 uitbraken van botulisme (excl. infantbotulisme) geweest met 133 zieken, waarvan 11 mensen het niet overleefden. Tussen 1993 en 2002 is het aantal uitbraken gedaald tot 25 met 108 zieken en 2 mensen, die het niet overleefden 14 15 16. In de jaren 2003 t/m 2005 zijn er 40 mensen door voedsel gerelateerd botulisme getroffen. Er werd daarbij 24x type A, 14x type E, 1x type B en 1x type F bepaald 4 5 6. Zuigelingenbotulisme is de meest voorkomende vorm van botulisme in de USA. Tussen 2003 en 2005 kwam het 273 keer voor (40% type A, 60% type B, 1% type F) 4 5 6. Zo'n 20% wordt veroorzaakt door het eten van honing 17. Ook in Nederland treedt deze vorm van botulisme af en toe op. In 2000 werd een twee en een halve maand oude baby met botulisme type A opgenomen. Het kindje herstelde na 3 weken 18. Maar in 2002 stierf een ander twee maanden oud baby wel aan C botulinum type A 19.
Groeikarakteristieken (4) Groei van de proteolytische typen van C botulinum (A, B, F) is mogelijk bij 20 21: Temperatuur (T) 10°C tot 48°C Optimum: 35°C – 40°C Zuurgraad (pH) 4,6 tot 9 Wateractiviteit (Aw) = 0,94 Zoutconcentratie < 10% Groei van niet-proteolytische typen van C. botulinum (type B en E) is mogelijk bij 20 21: Temperatuur (T) 3,3 °C tot 45°C Optimum: 28°C – 30°C Zuurgraad (pH 5,0 tot 9 Wateractiviteit (Aw) >= 0,97 Zoutconcentratie < 5% Meer gegevens over groeikarakteristieken van C. botulinum zijn te vinden in het handboek van de ICMSF 20. Groeivoorspellingen kunnen uitgevoerd worden m.b.v. predictive modelling programma’s op basis van ingevoerde groeiomstandigheden 22 23. Sporen: In de conservenindustrie wordt een veilig product bereikt door toepassing van een 12 D-sterilisatieproces. Hierbij worden sporen afgedood. Als beheersmaatregelen tegen uitgroei van C. botulinum voor nietsteriele producten kunnen b.v. een of meer van de volgende mogelijkheden worden toegepast: bewaring bij een geschikte tijd-temperatuur combinatie, voldoende hoge zoutconcentratie, het gebruik van nitriet, aanzuren van het product tot beneden een bepaalde waarde Toxine is hittegevoelig. Bij 75° - 80°C wordt het snel geïnactiveerd. Onderzoek naar levensvatbare kiemen (b.v. in honing) leidt veelal tot vals negatieve resultaten. PCR biedt betere mogelijkheden 24.
Kennisbank Voedselveiligheid VWA
pag. 3
14-07-08
Wetgeving Clostridium botulinum mag krachtens artikel 4, eerste lid, van het Warenwetbesluit Bereiding en behandeling van levensmiddelen 25 niet in eet- en drinkwaren aanwezig zijn in aantallen, die schadelijk zijn voor de gezondheid, tenzij het onbewerkte, rauwe eet- en drinkwaren betreft; of het bewerkte eet- en drinkwaren zijn die: - geen kiemreducerende behandeling hebben ondergaan; en - bij normaal gebruik pas na verhitting door de eindgebruiker geschikt zijn voor consumptie door de mens.
Literatuur 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Dodds, K.L. 1993. Worldwide incidence and ecology of infant botulism, p. 105-117. In A.H.W. Hauschild and K.L. Dodds (ed.), Clostridium botulinum: Ecology and Control in Foods. Marcel Dekker, Inc. New York Anon, 2006. Bad Bug Book. FDA/Department of Health and Human Nutrition, Centre for Food Safety and Applied Nutrition. http://www.cfsan.fda.gov/~mow/chap2.html (18/1/08) Institute of Environmental Science and Research Limited (ESR). Clostridium botulinum. In: Microbial Pathogen Data Sheets. New Zealand Food Safety Authority. http://www.nzfsa.govt.nz/science/data-sheets/ (31/1/08) Anon, 2005. Bacterial Foodborne and Diarrheal Disease National Case Surveillance. Annual Report, 2003. Atlanta: Centers for Disease Control and Prevention. Anon, 2007. Bacterial Foodborne and Diarrheal Disease National Case Surveillance. Annual Report, 2004. Atlanta: U.S. Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention. Anon, 2007. Bacterial Foodborne and Diarrheal Disease National Case Surveillance. Annual Report, 2005. Atlanta: U.S. Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention. Anon, 2008. Bacterial Foodborne and Diarrheal Disease National Case Surveillance. Annual Report, 2006. Atlanta: U.S. Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention http://www.cdc.gov/foodborneoutbreaks/documents/2006_line_list/2006_line_list.pdf (31/01/08) Anon, 2001. Clostridium botulinum Toxin Formation (A Biological Hazard). In: Fish and fisheries products. Hazards and controls guidance 3rd ed. USDA CFSAN, Maryland. Anon, 2006. Botulism from Home-Canned Bamboo Shoots --- Nan Province, Thailand, March 2006. MMRW, Weekly 55(14) 389-392 Anon, 2006. Botulism outbreak in Thailand (Episode II). National Institute of Health, Bethesda, Maryland. http://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00348426?cond=%22botulism%22&rank=2 (18/1/08, Last Updated: 2007/09/20) Anon, 2006. Botulism Associated with Commercial Carrot Juice --- Georgia and Florida, September 2006. MMRW, (Dispatch) october 6, 2006 / 55 1 - 2 Anon, 1995. Type B Botulism Associated with Roasted Eggplant in Oil--Italy, 1993. MMRW, Report 44 (2) 33-6 Anon, 1985. Update: International Outbreak of Restaurant-Associated Botulism -- Vancouver, British Columbia, Canada. MMRW Weekly 34(41) 643 Bean, N.H. et al, 1996. Surveillance for Foodborne-Disease Outbreaks -- United States, 1988-1992. MMWR, Surveillance summaries 45(SS-5) 1-55. J. Olsen, S.J. et al 2000. Surveillance for Foodborne-Disease Outbreaks -- United States, 1993-1997. MMWR, Surveillance summaries 49(SS-01) 1-51. Lynch, M. et al 2006. Surveillance for Foodborne-Disease Outbreaks -- United States, 1988-1992. MMWR, Surveillance summaries 55(SS-10) 1-34. Shapiro R.L. et al. (1998). Botulism in the United States. Annals of Internal Medicine, 129, 221-228. Wolters, B.A., 2002. Een patiëntje met infantiel botulisme. Infectieziekten Bulletin 11 (10) 189-192.
Kennisbank Voedselveiligheid VWA
pag. 4
14-07-08
19 20 21 22 23 24 25
Tiessen, J.J., 2002. Infantiel botulisme bij een zuigeling in de regio Zuidoost-Drenthe. Infectieziekten Bulletin 13 (6) 225. ICMSF, 1996. Clostridium botulinum. In: Roberts, T.A., A.C. Baird-Parker and R.B. Tompkin. Microorganisms in Food 5. Microbiological Specifications of Food Pathogens. New York (Blackie Academic & Professional) p. 66 – 111. Anon, 2001. Appendix 4: Bacterial pathogen growth and inactivation. In: Fish and fisheries products. Hazards and controls guidance 3rd ed. USDA CFSAN, Maryland. Anon, 2008. Pathogen Modeling Program (PMP). USDA, Agricultural research service. http://ars.usda.gov/Services/docs.htm?docid=11550 (31/01/08) Anon, 2008. Predictive Microbiology Information Portal. USDA, Agricultural research service http://portal.arserrc.gov/ (31/01/08) Mäde et al. (2000). Nachweis von C. botulinum in Honig durch Polymerase-Kettenreaktion. Arch. f. Lebensmittelhygiene, 51, 68-70. Warenwet bereiding en behandeling van levensmiddelen, artikel 4.
Kennisbank Voedselveiligheid VWA
pag. 5
14-07-08
