Biofilm på ståloverflader i fødevareproduktionen

Relaterede dokumenter
Listeria er overalt men kan styres en indsats!

Generelt om valg af rengøringsmetoder hensyn, fordele og ulemper

Temadag i Gårdteknisk Forum IP2 Teknologier til kvalitetssikring i mælkestrømmen

BIOFILM OG OVERFLADE HYGIEJNE

Systemer og forståelse. Kæden er ikke stærkere end det svageste led

Mixed Oxidants. Salt Vand Elektricitet

Muligheder for egenkontrol af bakterieforekomster og rengøringsniveau. Katrine Nørrelund Produktchef Mikrobiologi Food Diagnostics ApS

Notat 31. december 2017

Ren luft med iltning og ioner!

Indholdsfortegnelse. Rengøring af huset. 1. Desinfektion af huset. 2. Tågedesinfektion 3. Vandsystemet. 4. Desinfektion af udenomsarealer..

Et rent grundlag. Kim Petersen Teknisk direktør FoodSafe as

Varmebehandling. Tina Beck Hansen. FVST, Kødspecialiseringskursus, 7. maj 2014

Hygiejnisk design og mikrobiologi, med fokus på korrosion af metaloverflader

Listeria i mejeriprodukter. Mejeriingeniør Karin Hansen, FoodEfficiency Oktober 2014.

Er der flere farver i sort?

Biokonservering af koldrøget laks

Incimaxx Aqua S-D. Produktdatablad. Beskrivelse: Produktfordele:

Rapport 19. juni 2015 RENPÅNY

Varmebehandling. Tina Beck Hansen. FVST, Kødspecialiseringskursus, 3. november 2015

Desinfektion - overordnet set

Anolytech Disinfection System. Få en sundere virksomhed med desinfektion

Temadag om vandbehandling og korrosion

Til denne udfordring kan du eksperimentere med forsøg 4.2 i kemilokalet. Forsøg 4.2 handler om kuliltens påvirkning af kroppens blod.

160 Nanoteknologiske Horisonter

Trine Rolighed Thomsen (seniorkonsulent, lektor, mikrobiolog) Center for Kemi- og Bioteknik, TI, Afd. for Bioteknologi, AAU, ,

Regnskovens hemmeligheder

CheckPoint World

Hvornår er en varmebehandling sikker?

Slut Rapport. Effektiv rengøring på kortere tid. Vinnie H. Rasmussen

Mælkesyrebakterier og holdbarhed

Rengøring. Hvorfor gør vi rent?

det perfekte valg Antibakteriel Højtrykslaminat Vedligeholdelse Forebyggelse Effektivitet Sundhed Renlighed Hygiejne Beskyttelse Sikkerhed

Elecktrolyt vand. Grønt, Rent, Rengøring og Desinfektion

Tentax Nano-Ag+ Microcide

Rengøring og vedligehold

AKTIV RENGØRING MED BIOTEKNOLOGI

opgaveskyen.dk Vandets kredsløb Navn: Klasse:

Indledning Målet med denne rapport er: At identificere hazards i udvalgte produktionszoner Vurdere risikoen af de identificerede hazards

Antibiotikas betydning for hospitalserhvervede infektioner

Detektion af fejl og revner i procesudstyr

Afholdt d. 18. maj 2017

Produkt Information. Maj Vandfortyndbar klarlak PRODUKTER PRODUKTBESKRIVELSE FORBEREDELSE AF OVERFLADEN. D8186 vandfortyndbar klarlak

At gå til Prøver / Eksamen

Desinfektion risiko for resistens? Hvad er evidensen og hvordan fremtidssikrer vi?

Basal mikrobiologi Smitteveje og smittemåder Mette Winther Klinisk Mikrobiologisk Afdeling

HACCP trin for trin. Af Liselotte Schou Hansen HACCP konsulent og dyrlæge

Analyserapport nr

Efterbehandling til Enzymer - Klip dit tis i stykker CIRKUS NATURLIGVIS

PCR (Polymerase Chain Reaction): Opkopiering af DNA

Muligheder for saltreduktion i kødprodukter. Anette Granly Koch, Faglig leder, aglk@teknologisk.dk

Opbygning af et kursus fra bunden

Chr. Graver cand. scient. biologi

KAMPAGNER OG PROJEKTER - SLUTRAPPORT. Listeria monocytogenes i produkter på markedet J. nr.: BAGGRUND OG FORMÅL METODE OG RESULTATER

Saltning. Tina Beck Hansen. FVST, Kødspecialiseringskursus, 7. maj 2014

Opgave 1 Listeria. mørkviolette bakteriekolonier, se figur 1a. og b. 1. Angiv reaktionstypen for reaktion. 1 vist i figur 1b.

Intro. Hvad er bakterier? Bakterier & fødevarer. MRSA Campylobacter Salmonella Listeria. Overlevelse og hurdleteknologi. Afslutning & spørgsmål

Sammendrag Den mest effektive måde til at nedbringe forekomst af Salmonella på mørbrad er at undgå kontamination på slagtegangen.

Analyserapport nr (inkl. resultater fra nr og en in-house aftørringstest)

Agenda. Livsbetingelser. Biofilm. Kontrol. Råvarekvalitet. Plaque er dannelse af biofilm på tænder. Eksempler

Antibiotikas betydning i forebyggelsen af hospitalserhvervede infektioner. Kursus i Infektionshygiejne 28. oktober 2013 Mona Kjærsgaard

Udfordringen. Nikotin i kroppen hvad sker der?

Inden for mejeriindustrien beskæftiges ufaglærte og faglærte. Der benyttes i mindre udstrækning afløsere.

Vandkvalitet og risiko for korrosion. Leon Buhl Teknologisk Institut

Proteiner. Proteiner er molekyler der er opbygget af "aminosyrer",nogle er sammensat af få aminosyrer medens andre er opbygget af mange tusinde

Find enzymer til miljøvenligt vaskepulver

Gravide og råmælksoste. Susan Rønholt Hansen / Claus Heggum

MEDICINSK MIKROBIOLOGI OG INFEKTIONSPATOLOGI Biologisk del

Bilag B1 Slagtning (slagtesvin, søer og orner) overordnet hazard analyse

Klare MÅL. Naturfag F/E

Velkommen. Probiotika og Præbiotika. Undervisningsdag på DTU Systembiologi. Undervisere: Sandra og Sebastian Wingaard Thrane

Mikrobiologisk sikker smørrebrødsog sandwichproduktion med IT Tina Beck Hansen

Anette Spohr Dyrlæge, ph.d

MRSA. Produkter til forebyggelse af MRSA spredning. Hospitaler Plejehjem Plejeboliger Klinikker

Er det N eller P, der er problemet i Fjordene? Senior biolog Erik Kock Rasmussen DHI vand miljø sundhed

Vores mission er at levere omkostningsbesparende, og miljøansvarlige løsninger for bakteriebekæmpelse. vandindustrien

SPORICID OVERFLADE DESINFEKTION

I dag skal vi. Have det sjovt, og tale om det vi lærte sidst, på en anden måde. CO2/fotosyntese, klima vind og vejr. Hvad lærte vi sidst?

Statens Serum Institut

RENS-TEK - Andre Renseteknologier

Fremstilling af varmebehandlede kødprodukter En guide til slagterbutikker

MRSA - hvad er ret og hvad er vrang? Margit Andreasen, chefforsker, dyrlæge, Ph.d. Tinna Ravnholt Urth, hygiejnesygeplejerske, Region Nordjylland

Kursus i elementær vandforsyningshygiejne for KVE medlemsværker Afholdt af kontaktudvalget for vandværker i Egedal kommune

Prøve i Naturfag Kap. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

Mælkesyrebakterier og holdbarhed

alternativ desinfektion med JIMCO FLO-D - og forbedring af produktionshygiejnen Af: Jimmy Kjølby Larsen

Værd at vide om BioRid

Fødevarestyrelsen. Nye regler for spirevirksomheder J.nr /NLN/CAM

Herning HF og VUC 17bic / HP. kort forklare opbygningen af pro- og eukaryote celler og gennemgå forskelle mellem dem.

Teori Klimatilpasning til fremtidens regnmængder

MRSA. Status, smittemåder og. Robert Skov, overlæge. Statens Serum Institut

dubo- og exkoschweitzer systemet produktkatalog Se katalogbiblioteket på

ROCKFON MediCare Air

Antibiotikas betydning i forebyggelsen af sygehuserhvervede infektioner. Mona Kjærsgaard Klinisk Mikrobiologisk Afdeling

BIOLOGI HØJT NIVEAU. Mandag den 9. august 2004 kl

RAPPORT Karakteristik af tangtag nedbrydelighed og kemisk sammensætning

ELECTRO / BRAKE CLEANER ProduKTKode 350

Statens Serum Institut

HYGIEJNE OG MADLAVNING

Fremtiden er her allerede. Velkommen til.

RAPPORT Karakteristik af tangtag nedbrydelighed og kemisk sammensætning

Transkript:

Biofilm på ståloverflader i fødevareproduktionen Lisbeth Truelstrup Hansen Professor Afdeling for mikrobiologi og produktion Mørkhøj Bygade 19, 2860 Søborg Mail: litr@food.dtu.dk Tel: 3588 6278

Biofilm og fødevaresikkerhed Hvad er en biofilm? Hvordan dannes den? Hvordan ser den ud? Hvorfor er biofilm et problem i fødevareproduktionen? Human patogenet Listeria monocytogenes og biofilm Biofilm og overlevelse af Listeria i produktionsmiljøet Biofilmudvikling af Shewanella oneidensis MR- 1. http://www.sysbio.org/sysbio/biofilms.stm Bjarnsholt et al. 2013

Hvad er en biofilm? Samling af overflade associerede mikroorganismer, der er dækket af et ekstracellulært polymerisk substans (EPS) lag Sidder fast og kan ikke fjernes ved let skylning EPS lag (slim) bestående af polysakkarider, protein og/eller ekstracellulært DNA (edna) Biofilm findes overalt: Levende væv, sår, tænder Medicinske implantater Rørledninger industrielle og drikkevand Overflader i fødevareindustrien Skibsskrog Naturlige vandmiljø

2 slags biofilm: statisk & dynamisk Statisk (stillestående vand) Findes på overflader (vand/luft) Etableres ved transport af bakterier til overflader Afhænger af overfladetype, næringstoffer, fugtighed, tid temperatur Ses i fødevareindustrien, hospitaler, toiletter, osv. Dynamiske (flydende vand) Findes på overflader, der er omgivet af vand Afhænger af hydrodynamiske forhold, osv. Ses i vandrør, på skibes skrog, rør i mejeriindustrien, osv. L. monocytogenes statisk (top) og dynamisk (bund) biofilm. (Rieu et al. 2008)

Biofilm: vedhæftning Effekt af overfladematerialet Ruhed Elektrisk ladning Vandafvisende Tilsmudsning Lag med polymerer fra (proces)vand og/eller snavs og madrester Monroe D. 2007. "Looking for Chinks in the Armor of Bacterial Biofilms" PLoS Biology Vol. 5, No. 11, doi:10.1371/journal.pbio.0050307

I dynamiske biofilm Tykkelse af det hydrodynamiske grænselag ( laminært eller turbulent vandstrøm) Høj strømningshastighed kan skabe kræfter, der sliber biofilmen ned Lav strømningshastighed giver modsat ingen kræfter, der kan nedbryde biofilmen Biofilm: hydrodynamik Hvor tror I, at man finder langsomme og hurtige strømningshastigheder i rørledningerne på en virksomhed?

Biofilm: vedhæftning Vandfase/snavs ph og temperatur Næringsstoffer Ionstyrke Celleoverfladen Hydro- eller hydrofobicitet Fimbrier og flageller (bevægelse) Produktion af EPS, enzymer og genregulering http://www.intechopen.com/

Dannelse af dynamiske biofilm

EPS: Biofilm Slim Ekstracellulær polymerisk substans (EPS) Står for 50-90% af alt organisk kulstof i biofilm EPS er lavet af polysakkarider, proteiner og/eller edna Meget vandholdigt (modvirker udtørring) Binder fedt, andre proteiner, osv. Nedsætter effekten af disinfektionsmidler og antibiotika

Heterogen med små adskilte mikrokolonier indkapslet i EPS I dynamiske biofilm er der vandkanaler mellem de små kolonier. Kanalerne tillader diffusion af næringsstoffer, ilt og antimikrobielle stoffer Biofilmlaget er normalt mellem 15-40 µm tykt Biofilm struktur

Diffusion af ilt og næringsstoffer

Biofilm økologi Den strukturelle enhed, mikrokolonien, skaber et miljø med mulighed for udveksling af gener og quorum sensing Geneudveksling Plasmid DNA med antibiotika resistensgener! Quorum sensing Signal mellem celler, besked om vedhæftning eller frigørelse Biofilmdannelse begynder først, når der er et quorum Konkurrence Fritlevende protozoer (protister), bakteriofager, og parasitbakterier (Bdellovibrio spp.) spiser af biofilmen Forskellige bakteriearter konkurrerer om plads og næringsstoffer. De bor i separate mikrokolonier

Quorum Sensing: kommunikation

Biofilm & krydsforurening Patogener i biofilm Legionella pneumophila, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Campylobacter, E. coli O157:H7, Salmonella Typhimurium, Vibrio cholerae og Helicobacter pylori Overlevelse og vækst afhænger af konkurrence i biofilmen, der ofte består af mange bakterielle arter Fordærvelsesbakterier Risiko for overførelse når fødevarerne kommer i kontakt med overflader, der er smurt ind i biofilm!

L.monocytogenes biofilm L. monocytogenes biofilm på hvidkål (24 timer ved 10 o C, Ells and Truelstrup Hansen, 2006) eller rustfrit stål (48 timer ved 15 o C, Daneshvar Alavi & Truelstrup Hansen, 2013)

Overførsel fra biofilm L. monocytogenes i biofilm overlever i et større antal men overføres i mindre grad til fødevarer, der berører den forurenede overflade. Men sammenholdes stigningen i overlevelse, fører biofilmdannelse til en mere persisterende overførsel af L. monocytogenes Figur. Effektivitet af transfer (EOT) af L. monocytogenes uden og med biofilmdannelse (Truelstrup Hansen and Vogel, 2011)

Biofilm og rengøring Trin i rengøring Forberede rengøring fjerne madrester Gøre rent ved hjælp af fysiske kræfter (højttryksspuling, fejning, osv.) og kemi Disinfektion reducere/eliminere tilbageblevne mikroorganismer Sinners cirkel

Fjernelse af biofilm Fysiske teknikker: Højtryksspuling, strømningshastighed (slibning, wall shear forces) Oxiderende reagenter, fx., Chloriner: ClO 2 men ikke HClO Pereddikesyre (peracetic acid, dvs. blanding af peroxyacetic acid, hydrogen peroxide og acetic acid) Andre teknikker: Basiske rengøringsmidler (chlorinerede) Ultralydsinstrumenter (evt. i kombination med chelators [EDTA] og enzymer) Enzym baserede rengøringsmidler (til nedbrydelse af EPS) Naturlige antimikrobielle stoffer (essentielle olier mm.)

Hygiejnisk design af udstyr Hvad? Rengøring og desinfektion skal tage højde for steder, hvor det kan være svært at fjerne og inaktivere L. monocytogenes Revne, hvor det er umuligt at gøre rent Hvor? Sortering, opskæring, transportbånd, dræn og gulve, osv. Photo: Bruce Tompkin Hvorfor? Mangel på rengøring og desinfektion Dårligt hygiejnisk design Vedhæftede bakterier/biofilm Revne ved transportbånd Photo: Bruce Tompkin

Hvad er aktivt og passivt rustfrit stål? Passivt rustfrit stål er dækket af et beskyttende Cr 2 O 3 lag, således at det ikke reagerer med madrester, biofilm, osv. Aktivt rustfrit stål har mistet det beskyttende Cr 2 O 3 lag, således at det ruster, bliver magnetisk, binder sig til madrester, biofilm, osv. Vedligeholdelse af det passive rustfrie stål ved behandling med: 1) HNO 3, saltpetersyre (hurtigst) 2) H 2 O 2 (brintoverilte) (hurtigt) 3) citronsyre (mellem) 4) luft (langsomt)

Biofilm og effekt af desinfektionsmidler Tabel. Koncentration af benzalkonium chloride (μg/ml) til at forhindre planktonisk vækst (MIC), biofilmdannelse (MBIC) efter 48 timer eller 6 dage, eller fjernelse af etableret biofilm (MBEC). (Piercey, 2015, Ph.d. afhandling) Stamme Kilde MIC 48 t MBIC 48 t MBIC 6 d MBEC 6 d 08-7376 Kød 10 5 10 >80 08-5578 Patient 5.0 5 10 80 NB1 Røget laks 10 10 10 80 06-6956 Patient 2.5 1.25 10 80 568 Mejeri 2.5 1.25 5 80 CP 5 2-3 Vandløb 1.25 1.25 5 80 CP4 5-1 Vandløb 1.25 1.25 5 80

Biofilm på rustfrit stål før og efter rengøring a) Før b) Efter Overfladen i billede (b) er nu klar til at blive desinficeret!

Biofilm og antimikrobielle stoffer Kontrol Carvacrol Citrongræsolie L. monocytogenes 568 + Salmonella Typhimurium MBEC L. monocytogenes 568 + Shewanella baltica MBEC (D Éntremont, 2015, M.Sc. afhandling)

Beskytter biofilm under udtørring? Persisterende Lm stammer er gentagne gange blevet isoleret fra den samme produktionsvirksomhed igennem mere end 12 år Lm overlever udtørring i 3 måneder på overfladen af rustfrit stål i et simuleret fødevareproduktionsmiljø. Derfor kan tolerance til udtørring være en del af forklaringen på bakteriens persistens (SEM billeder: Hingston, Daneshvar and Ells)

Osmoadapted Non-Osmoadapted Biofilm modenhed og overlevelse under udtørring Jo mere udviklet (moden) at biofilmen er jo mere beskytter den Listeria mod udtørring Den mindst udviklede biofilm beskyttede ikke Listeria Listeria blev dog kun reduceret 100 gange Overlevelse af biofilm L. monocytogenes under udtørring på rustfrit stål (43% RH over 21 dage, 15 o C)

SEM og fluorescens mikroskopi af L. monocytogenes biofilm efter udtørring i 2 dage LAV MELLEM HØJ 20µm 20µm 20µm

Detaljer af L. monocytogenes biofilm på rustfrit stål

ΔLog(CFU/cm 2 ) ΔLog(CFU/cm 2 ) Beskytter fedt fra fødevarer bakterier (her L. monocytogenes) under udtørring? 5-10% umættet fedt (rapsolie) havde ingen effekt 20% mættet fedt (svinefedt) øgede overlevelsen signifikant 0-1 -2-3 Days 0 5 10 15 20 Control (TSBglu) 5% Canola Oil 0-1 -2-3 -4-5 Days 0 10 20 (n=6) Svinefedt 0% Fat 20% Fat 60% Fat -4-5 -6-7 (n=6) Rapsolie Efter 20 dage var der ingen forskel mellem antallet af overlevende på overflader med 20 og 60% mættet fedt

Konkurrence mellem bakterier under biofilmdannelse Bakterier kan hæmme hinanden under biofilmdannelse Den der vokser hurtigst vinder! Pseudomonas, en fordærvelsesbakterier, vokser hurtigere end Listeria I en blandet kultur udkonkurrerer Pseudomonas (rød kant, hvide trekanter) Listeria (blå kant, hvid cikler)! Log 10 (CFU/cm 2 ) 8 6 4 2 0 20 40 60 Time (h) Pf Lm Lm (with Pf) Pf (with Lm) 30

Figur. Skanning elektron mikroskopi billeder taget af L. monocytogenes og P. fluorescens (hhv A & C) og blandede biofilm (B & D). Biofilmene blev dannet på rustfrit stål overflader (48 timer,100% RH & 15 o C) og fikseret med en modificeret cacodylate buffer.

Figur. SEM billeder af S. liquefaciens enkelt kultur (A) og blandet biofilm med L. monocytogenes (B, C & D). Biofilmene blev dannet på rustfrit stål overflader (48 timer,100% RH & 15 o C) og fikseret med en modificeret cacodylate buffer.

Figur. SEM billeder af Sh. putrefaciens i enkelt kultur (A) eller blandet biofilm (B, C & D) med L. monocytogenes. Biofilmene blev dannet på rustfrit stål overflader (48 timer,100% RH & 15 o C) og fikseret med en modificeret cacodylate buffer.

Konklusioner Biofilmdannelse på rustfrit stål virker beskyttende på bakterier inklusive patogener som L. monocytogenes og nedsætter virkningen af rengøring og disinfektion Udstyr med dårligt hygiejnisk design vanskeliggør rengøring og forhindring af biofilmdannelse Tilbageværende snavs (salt, fedt, protein, osv.) og biofilm beskytter bakterier under udtørring Konkurrence under biofilmdannelse kan ændre sammensætningen af mikrofloraen, så dem der laver mest EPS har en fordel Mere EPS (biofilm slim sværere at fjerne biofilm)