Lesthema 2: Waar zitten die bacteriën? Het veilig eten van voedsel is eten zonder ziek te worden. Bij voedselvergiftiging kennen we symptomen zoals braakneigingen, buikpijn en diarree. De oorzaak daarvan zijn stoffen die niet in de voeding thuishoren zoals bijvoorbeeld dioxines, maar ook voedselbederf door bacteriën en schimmels. Bacteriën waarvan we ziek worden zijn o.a. de Lysteria – of Salmonella – bacteriën Toch zijn niet alle bacteriën slecht voor ons. Er bestaan ook goede bacteriën die zelfs een positieve invloed hebben op onze gezondheid. Maar hoe maken we deze micro-organismen zichtbaar? En hoe binden we de strijd aan tegen de slechte bacteriën? De brochure met als titel ”Veilig voedsel. Ook u werkt er aan mee!”, uitgegeven door het F.A.V.V. geeft een mooi overzicht en is relatief eenvoudig geschreven. Een exemplaar per leerling zou nuttig kunnen zijn. Zie ook www.favv.be bij publicaties: hier zijn de pdf ’s van de brochures na te lezen en afprintbaar. Andere interessante brochures: ‘Veilig Voedsel. Hoe houden we het bij?’ (veel uitgebreider dan ‘Ook u werkt er aan mee’) en ‘Weten over eten’.
Sluit aan bij de vakken Biologie Natuurwetenschappen Project Algemene Vakken Gezondheidsopvoeding Zorg voor voeding Vrije Ruimte/seminarie
1
Voedselveiligheid: een gedeelde verantwoordelijkheid Bij de dioxinecrisis werd de oorzaak gevonden bij het slecht sorteren van gerecycleerde vetten. Gebeurde dit bewust of niet? Deze kwamen in de veevoeders terecht. Wist de vetsmelterij ervan of niet? Boeren gaven de gecontamineerde veevoeders aan hun dieren en de dieren, en de eieren ervan, kwamen in de rekken van de winkels terecht. Bij wie ligt nu juist de verantwoordelijkheid? Alleszins worden tijdens verschillende stappen in het productieproces maatregelen getroffen om tot een veilig product te komen. Binnen elk van deze stappen draagt men een eigen verantwoordelijkheid naar voedselveiligheid toe:
De primaire productie GMP of de ‘Good Manufacturing Practices’ is een zelfcontrole die de veevoedersector al voor de dioxinecrisis toepaste. Sinds de dioxinecrisis werden deze GMP-normen nog verder uitgediept. Mengvoederbedrijven die volgens deze normen werken, kunnen een volledige traceerbaarheid garanderen van alle grondstoffen die gebruikt worden. Het bedrijf houdt zich aan strenge hygiëne – voorschriften. Er worden geregeld stalen genomen die worden onderzocht op dioxines, PCB’s, zware metalen, residuen van o.a. gewasbeschermingsmiddelen, sporen van schadelijke mycotoxines (schimmels), enzovoort. Ook de boer doet aan zelfcontrole (autocontrole). Zo neemt hij zelf monsters van de veevoeders. Reeds sinds 1964 doet de melkveesector aan IKM: een Integrale Kwaliteitszorg van de Melk. Er kwam toen een officiële bepaling van de kwaliteit van melk. De melkveehouders moesten zich houden aan de gestelde regels. Ook het IKM handboek moest worden bijgehouden, In de melkstal wordt een strikt reinigingsschema aangehouden, de spenen van de koeien worden ontsmet voor het melken, de koeltank dient op die welbepaalde temperatuur te staan, de koude keten wordt bewaard door de Rijdende Melk Ophaling, en zo verder, ... De overheid neemt stalen en beboet of schorst boeren die niet aan de norm voldoen. SANITEL: Sanitel is een identificatie- en registratiesysteem voor landbouwdieren. De oormerken zijn daar een zichtbaar werkinstrument van. Aan de hand van deze registratie kan men terugvinden van waar welk bepaald stuk vlees vandaan komt.
Transformatie en verwerking Veelal wordt het principe van HACCP (Hazard Analysis of Critical Control Points) op de voedingsverwerkende industrie toegepast. Dit zijn richtlijnen om er toe te komen dat voedingsproducten gevrijwaard blijven van allerlei vormen van besmetting. Men zorgt er voor dat alle handelingen met deze voedselproducten op een hygiënische wijze gebeuren.
Distributie De koude keten, de traceerbaarheid en opnieuw de vereiste hygiëne maatregelen dienen te worden gerespecteerd. 2
De Consument Ook de consument draagt een verantwoordelijkheid inzake het toezicht op de veiligheid van zijn eigen voedsel. Hij moet bvb weten hoe met bepaalde verpakkingen zoals blik, tetrapak, droge deegwaren, enz. wordt omgesprongen. Doe de leerlingen verschillende bewaaromstandigheden opzoeken, op diverse verpakkingen en laat ze hiervoor een verklaring geven. Bvb, droog en koel bewaren, buiten bereik van kinderen, in het donker bewaren, bij 4-7°C, in de diepvriezer, bij -18°C en bij -20°C, enz ...
Let op de verpakking: Koop geen voedingswaren waarvan de verpakking open, vervormd of beschadigd is. Let op de versheid van hetgeen je koopt: de vervaldatum, de uiterste consumptiedatum: “te gebruiken tot... en de datum van minimale houdbaarheid: “ten minste houdbaar tot...” Voedingsmiddelen zijn slechts beperkt houdbaar: De uiterste consumptiedatum geeft precies het einde aan van de periode waarin de producent de kwaliteit van het product garandeert. Dit betekent in de praktijk dat je binnen die periode het product veilig kan eten, als je het tenminste goed bewaart. Tijdens de vermelde termijn garandeert de producent de kwaliteit van zijn product, voor zover ook de bewaaromstandigheden, die op het etiket vermeld zijn, worden gerespecteerd. Lees die dus ook, en houd je eraan. Eenmaal de verpakking geopend, houdt de garantie op. Eens geopend, wordt het voedingsmiddel immers een kwetsbaarder product, en vervalt de aangegeven datum. UHT melk kan je maandenlang op kamertemperatuur bewaren, maar van zodra je de verpakking opent moet de melk in de koelkast en binnen 48 uur worden verbruikt. Bevroren vlees kan je verschillende maanden in de diepvriezer houden bij -18°C, maar eenmaal ontdooid in de koelkast, moet je het binnen 24 uur verbruiken. Een keer thuis: respecteer de koudeketen De koudeketen van het bedrijf tot thuis wordt stap voor stap overlopen en getoetst aan de onderstaande tips. De leerlingen mogen ook vertellen hoe het er in hun gezin aan toe gaat. Zo doe je het: 1 Stop diepvriesproducten direct in de diepvriezer als je ze niet onmiddellijk gebruikt. 1 Bederfbare waren (groenten, verse vis, vers vlees, eieren) worden meteen in de koelkast gezet. Wacht niet te lang alvorens ze te verbruiken: ze bewaren slechts een beperkte tijd. 1 Laat diepgevroren voedingswaren in de koelkast ontdooien. Of gebruik een microgolfoven als je ze erg vlug wil ontdooien. Als je dit doet bij kamertemperatuur, riskeer je dat schadelijke bacteriën of andere organismen (die altijd wel in erg geringe hoeveelheden aanwezig zijn) zich kunnen ontwikkelen. Vooral bij warm weer kan dit erg vlug gaan.
3
1 Vries nooit een ontdooid product opnieuw in. Er kunnen zich intussen immers schadelijke micro-organismen gevormd hebben en die worden niet altijd onschadelijk gemaakt in de vriezer. 1 Controleer regelmatig de temperatuur van je koelkast (die moet tussen 1 en 5° C zijn) en van je diepvriezer (-18°). Geef deze toestellen ook regelmatig eens een poetsbeurt: ijsaanslag vermindert namelijk de vriescapaciteit zodat de ideale temperaturen moeilijker worden gehaald (en je meer elektriciteit verbruikt).
In de keuken: hou het netjes De leerlingen kunnen met behulp van swabs en voedingsbodems onderstaande situaties vooraf toetsen. 1 Was je handen, voordat je de voedingswaren aanraakt, nadat je rauwe voedingswaren hebt aangeraakt en ook nadat je je huisdier hebt gestreeld. En uiteraard na elk bezoek aan het toilet, en na het snuiten van je neus. Dit lijkt vanzelfsprekend, maar het wordt al te dikwijls vergeten. 1 Was huisraad, keukengerei en de werkbladen met zo warm mogelijk water en zeep. 1 Gebruik niet te lang dezelfde keukenhanddoek, vaatdoek of spons. Zeker bij warm weer kunnen ook hierin grote hoeveelheden schadelijke organismen tot ontwikkeling komen (zelfs als je daar op zicht niks van merkt). Was ze regelmatig uit of vernieuw ze. 1 Vergeet ook niet je koelkast regelmatig te reinigen (bij voorkeur maandelijks, met een reukloos product). 1 Vermijd elk contact tussen rauwe voedingswaren en gekookte en klaargemaakte gerechten. Micro-organismen kunnen anders al te gemakkelijk van de rauwe naar de bereide gerechten overgaan. Dit moet je in de ruimste zin opvatten: gebruik bijvoorbeeld niet dezelfde snijplank waarop rauw vlees gelegen heeft om er vervolgens rauwkost op te versnijden (tenzij je de snijplank eerst grondig hebt afgewassen natuurlijk).
De Overheid Het Federaal Agentschap voor de Veiligheid van de Voedselketen controleert de productie, de verwerking en de distributie en informeert de consument. Hieronder worden een aantal controletechnieken uitgelegd die de leerlingen kunnen toepassen op de verschillende onderdelen van het bedrijf (productie, verwerking en distributie) maar ook op alledaagse situaties zoals hun picknickdoos, de schotelvod van de school, bedorven eetwaren, ...
4
Hoe kunnen we bacteriën detecteren/zien? Dit doen we door de bacteriën te laten groeien tot kolonies… Bacteriën vermenigvuldigen zich door klonale vermeerdering, d.w.z. dat een bacteriecel zich in gunstige omstandigheden in twee gelijke dochtercellen zal splitsen. We noemen deze cellen genetisch identiek omdat het DNA in de dochtercel een kopie is van dat van de moedercel. Een hele verzameling van deze dochtercellen kunnen we op een medium zien als een soort druppel. Dit noemen we een kolonie. Bacteriën komen op zeer veel verschillende plaatsen voor. Er zijn dan ook veel verschillende soorten bacteriën die vaak uiteenlopende vormen en kleuren van kolonies, m.a.w. koloniemorfologie veroorzaken. De koloniemorfologie is dan ook een hulpmiddel om bacteriën van elkaar te onderscheiden.
5
Wanneer zal een bacterie groeien? Wat zijn gunstige omstandigheden voor een bacterie? Bacteriën hebben een optimale temperatuur. Dat is de temperatuur waarbij ze zich het snelst gaan delen en vermenigvuldigen. Die temperatuur hangt af van de soort. Mesofiele bacteriën, bijvoorbeeld in ons lichaam (darmflora), hebben als optimale temperatuur 37°C. Thermofiele bacteriën hebben een optimale temperatuur van bijvoorbeeld 90 °C. Naast een geschikte temperatuur hebben bacteriën ook nood aan voedingsstoffen. Deze voedingstoffen vinden bacteriën terug in voedingsbodems. Een voedingsbodem zoals gebruikt in experiment 1 bestaat uit water, voedingsstoffen en voor dergelijke vaste bodems ook nog stijfmiddelen zoals Agar. De voornaamste voedingsstoffen zijn zouten (anorganische moleculen), suikers (organische moleculen).
6
Experiment 1: Swabs Er wordt gewerkt in groepen van 2. Werk in de buurt van de vlam. Maak de tafel schoon met technische alcohol en papierservetten. Let op met de combinatie vuur en alcohol. Indien er niet steriel gewerkt wordt, kunnen snelgroeiende, ongewenste bacteriën de te bestuderen soort overgroeien. Waarom wordt er alcohol gebruikt om steriel te werken? Elke groep beschikt over 2 platen met Plate Count Agar. Verdeel de platen in 2-4 sectoren. Er wordt gebruik gemaakt van steriele swabs (=stokjes met watten: hier zitten geen kiemen op). Ga overal rond in de klas, op school (WC, Vaatdoek, computer, tanden, neus, ..) Wrijf met de swab op de plaat. Een groep studenten neemt vingerafdrukken op de plaat en een andere groep doet hetzelfde maar met gewassen handen (twee maal wassen). Waarom twee maal wassen? Wat zal het resultaat zijn wanneer beide petriplaten worden vergeleken na groei? Label de plaat met datum en groepsnummer langs zijkant of onderkant. Plaats de platen op een warme plaats (broedstoof 37°C of bvb in de buurt van een centrale verwarmingsketel ?). Dit is voor bacteriën een aangename groeitemperatuur.
7
Schadelijke bacteriën in melk In de uier is de melk steriel. Maar vanaf het ogenblik dat de melk de uier verlaat kan deze echter besmet worden door bacteriën. Deze bacteriën kunnen afkomstig zijn van bijvoorbeeld de uier, de melktank, contact met de omgeving bij bewaring,... Melk is een ideale voedingsbodem voor micro-organismen, zowel schadelijke als nuttige. Melkzuurbacteriën, die van nature voorkomen in de melk zijn nuttig. Andere microorganismen zijn schadelijk voor de gezondheid of veroorzaken bederf van de melk. Er bestaan verschillende methodes om bacteriën af te doden met behulp van hitte. Bij hittegevoelige voedselwaren zoals melk, zullen te hoge temperaturen kwaliteitsverlies veroorzaken. Voor behandelingen bij temperaturen onder de 100°C spreken we over pasteuriseren. Bij pasteuriseren zullen sporen en thermofiele bacteriën niet gedood worden. Daarvoor zijn temperaturen hoger dan 100°C nodig. Melk wordt bijvoorbeeld gedurende enkele seconden onderworpen aan 140°C. Deze behandeling wordt UHT (Ultra Hoge Temperatuur) genoemd. Deze afkorting kan op melkverpakkingen teruggevonden worden.
Het mesofiel aëroob kiemgetal Het mesofiel aërobe kiemgetal wordt gebruikt als maat voor de microbiologische kwaliteit van melk. Een kiemgetal in rauwe melk hoger dan 100.000 per ml melk duidt op hygiënische problemen tijdens de melkwinning of op verkeerde bewaaromstandigheden. Normaal gezien zijn kiemgetallen kleiner dan 20.000 per ml melk gemakkelijk haalbaar door de landbouwer. Door de gekoelde opslag van rauwe melk vormen psychrotrofe micro-organismen binnen enkele dagen de overheersende microflora. Slechts in grote aantallen veroorzaken deze micro-organismen bederf van rauwe melk door geur- en smaakafwijkingen. De bepaling van het mesofiel aëroob kiemgetal dient op een gestandaardiseerde wijze uitgevoerd te worden. In experiment 2 zullen we dit bepalen aan de hand van de strijkplaatmethode.
8
Experiment 2: Schadelijke bacteriën in melk: kiemgetal We bepalen het mesofiel aëroob kiemgetal aan de hand van de strijkplaatmethode. Werk in groepen van twee personen. Elke groep beschikt over: 1 rauwe melk 1 eppendorfbuisjes (van 1, 5 ml) 1 een stift 1 pasteurpipetten 1 een bunsenbrander 1 blauwe tips 1 een flesje steriele Ringeroplossing 1 en 4 petriplaten. Bij deze tips hoort een pipetman (zie intermezzo voor de pipetman). De Ringeroplossing is een mengsel van water en zouten met ongeveer dezelfde concentratie als binnen in de bacterie. Indien een bacterie in gedestilleerd water zou gebracht worden, zal ze omwille van het verschil in de osmotische potentiaal (concentratie verschil) water gaan opnemen tot ze ontploft. Werk in de buurt van de vlam. Maak de tafel schoon met technische alcohol en papierservetten. Label de buisjes met de nummers 1 tot 5 met een cirkeltje er rond en het groepsnummer. Pipetter in elk buisje 900 microl steriele Ringeroplossing. Pipetteer 100 microl melk in eppendorf buisje 1. Doe het buisje dicht. Meng verschillende malen door te schudden. Schrijf de verdunning op het buisje en zet het achteraan in het rekje. Neem een nieuwe tip. Neem uit buisje 1 100 microl 10 X verdunde melk en pipetteer deze hoeveelheid in eppendorf buisje 2. Doe het buisje dicht. Meng verschillende malen door te schudden. Schrijf de verdunning op het buisje en zet het achteraan in het rekje.
9
Neem uit buisje 2 100 microl 100 X verdunde melk en pipetteer deze hoeveelheid in eppendorf buisje 3. Neem een nieuwe tip. Doe het buisje dicht. Meng verschillende malen door te schudden. Schrijf de verdunning op het buisje en zet het achteraan in het rekje. Neem uit buisje 3 100 microl 1000 X verdunde melk en pipetteer deze hoeveelheid in eppendorf buisje 4. Doe het buisje dicht. Meng verschillende malen door te schudden. Schrijf de verdunning op het buisje en zet het achteraan in het rekje. Dit noemt men een verdunningsreeks: we krijgen zo telkens een oplossing waar steeds minder en minder melk in zit en dus ook minder en minder bacteriën. Label de petriplaten met de nummers 2, 3 en 4 en 5 met een cirkeltje er rond en het groepsnummer (zijkant of onderkant). Pipetteer uit buisje 4 100 microl op petriplaat 4. Schrijf eveneens op de plaat (in het klein aan de buitenzijde) hoeveel maal de melk verdund is. Demonstratie: Plooien van een pasteurpipet tot een uitstrijkspatel. Strijk de 100 µl uit op de plaat met behulp van een glazen uitstrijkspatel. Steriliseer de glazen spatel telkens voor je aan een nieuwe oplossing begint of wanneer je per ongeluk de spatel contamineert. Laat even afkoelen door met de glazen uitstrijkspatel even over de petriplaat te wrijven. Doe hetzelfde voor de buisjes 3 en 2 en de petriplaten 3 en 2 in die volgorde. Waarom moet de spatel eerst afkoelen alvorens de oplossing uit te strijken?
10
Testen van de steriele werkwijze Pipetteer uit buisje 5 100 microl op petriplaat 5. Schrijf op deze petriplaat ‘Controle’ omdat we hier nagaan hoe steriel er gewerkt wordt. Volgens de gestandaardiseerde methode zouden de platen nu gedurende 72 uren met het deksel naar onder geïncubeerd moeten worden bij een temperatuur van 37°C. Wij zullen ze incuberen tot het einde van de les, ongeveer een 4 tal uren. Daarna plaatsen we platen op een warme plek, bijvoorbeeld bij de verwarmingsketel. Wat zal het verschil zijn?
Intermezzo: de pipetman De pipetman is een gesofistikeerd werktuig om op een precieze manier kleine volumes af te meten. Er bestaan verschillende soorten: P0,5-10; P5-50; P50-200 en de P200-1000. De getallen geven het volume aan dat kan afgemeten worden. Zo kan met een P200-1000volumes van 200 tem 1000 microliter worden afgemeten tot 1 microliter nauwkeurig (dit is het laatste cijfer op de pipetman). Met de P0,5-10 kan tot 0,1 microliter nauwkeurig wordengepipetteerd bvb 6,2.Door bovenaan de pipetman te draaien kan het volume worden ingesteld. Op elke pipetman hoort een tip (er zijn witte en blauwe tips). Telkens een nieuwe vloeistofwordt afgemeten wordt een nieuwe tip gebruikt. De remstoffenproef: Delvo test Een andere belangrijke kwaliteitsparameter voor melk is de remstoffenproef. Hierbij wordt nagegaan of er geen antibiotica of andere stoffen, die de groei van bacteriën remmen, zich in de melk bevinden. In deze test zijn in de paarse gelei sporen gemengd van een testbacterie Bacillus stearothermophilus var. Calidolactis. Deze sporen blijven daarin vele maanden actief en kunnen enkel ontkiemen als een beetje melk (zonder remstoffen) wordt toegevoegd samen met een van de tabletjes die de voedingsstoffen voor de groei van de bacteriën bevatten. Aangezien deze bacterie groeit bij 64°C en de meeste andere bacteriën die in melk kunnen voorkomen, bij deze temperatuur niet kunnen overleven, zal alleen deze bacterie zich vermenigvuldigen. In goede melk zullen de bacteriën zich vermenigvuldigen en een zuur produceren. Doordat de zuurtegraad van de melk daalt, zal de paarse kleur omslaan naar geel. Indien er resten van een antibioticum in de melk aanwezig zijn, zal deze bacterie zich niet kunnen ontwikkelen en geen zuur produceren. De kleur van het buisje blijft dan ook paars.
11
Experiment 3: Delvo test 1 Maak de tafel schoon en was je handen goed. 1 Pas op dat de melk, de tabletjes en de puntjes van de opzetpipetjes niet met de hand worden aangeraakt. 1 Knip het benodigde aantal testbuisjes los zonder daarbij de afsluitfolie van de overige testbuisjes te beschadigen. 1 Markeer de ampule met het nummer van de groep en het nummer van het melkmonster in een cirkeltje. 1 Doorprik met een schone tip het aluminiumfolie van de ampule. 1 Neem het potje met de tabletjes. 1 Voeg met een schone pincet één tabletje per ampule toe. 1 Neem een blauwe tip en voeg met de pipetman 100 _l melk toe in de blauwe capsule. 1 Controleer of de temperatuur van het warmwaterbad 65 °C is. 1 Noteer de tijd.
12
