بخشی از مقاله
چکیده
بیماریهای حاصل از غذا همیشه تهدیدی برای سلامتی انسان بوده است و در سراسر جهان به عنوان یک موضوع اورژانسی و مهم مورد توجه می باشد. بسیاری از حالات طغیان این بیماریها در ارتباط با بیوفیلم ها بوده اند. علاوه بر این، اینگونه مشخص شده است که بیوفیلم بعنوان یک مشکل در صنایع غذایی است زیرا به سرعت نسبت به عوامل آنتی میکروبیال و پاک کننده مقاومت می یابد.
در این بررسی تشکیل بیوفیلم در محصولات لبنی، فراوری ماهی، ماکیان، گوشت و صنایع غذاهای آماده مورد بحث و بررسی قرار می گیرد و علاوه بر این، توانایی تشکیل بیوفیلم در میکروارگانیسمهای مختلف و نیز تاثیر تماس مواد سطحی غذا بر روی تشکیل بیوفیلم بررسی می شود. بعلاوه، استراتژیهای متداول و اورژانسی مورد استفاده برای حفظ سلامت و حالت بهداشتی در صنایع غذایی جهت مبارزه با این معضل نیز بحث میشود.
مقدمه :
بیماریهای ناشی از غذا ، طیف گسترده ای از بیماری ها را شامل می شود و توسط عواملی که همراه با غذا مصرف میشوند ، فعال می گردند. مطابق با نظر سازمان بهداشت جهانی ، آلودگی غذا می تواند در هر مرحله ای ازفرآیند تولید تا مصرف - مزرعه تا سفره - اتفاق بیفتد و می تواند باعث آلودگی آب ، خاک یا هوا گردد. براساس نظر WHO ، مشکل عمده بهداشت عمومی هم در کشورهای در حال توسعه و هم در کشورهای توسعه یافته وجود دارد. مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری - CDC - بیان کرده است که بیماریهای ناشی از غذا بین سالهای 2010-1996 تقریبا 48 میلیون بیمار ، 128000 بستری و 3000 مرگ گزارش شده است .
علاوه بر این بسیاری از پاتوژن های دیگر ، در ارتباط با بیوفیلم ها می باشند. امروزه بیوفیلم ها به عنوان منبع عمده آلودگی شناخته می شوند. حدود %80 از عفونتهای باکتریایی موجود در ایالت متحده در ارتباط با بیوفیلم ها گزارش شده است . علت این امر ، مقاومت بالا به مواد ضدعفونی کننده می باشد. بیوفیلمها مشکلات عمده ای را در طیف گسترده مواد غذایی از جمله تولید آبجو ، فرآوری غذاهای دریایی ، صنعت لبنیات ، فرآوری ماکیان و صنایع گوشت ایجاد می کنند . تحقیقات زیادی در زمینه ی چگونگی تشکیل بیوفیلم ها و یافتن راه حل به منظور جلوگیری از آلودگی موادغذایی انجام شده است . هدف این مقاله بیان مختصر مشکلات بیوفیلم ها در صنعت غذا و استراتژی های رایج و جدید مقابله با بیوفیلمها ، می باشد
بیوفیلم و مراحل گسترش :
بیوفیلمها تجمعی از میکروارگانیسم متصل به سطح است که بر روی آن رشد می کنند.شکل گیری و گسترش بیوفیلمها تابع عوامل متعددی از جمله گونه باکتری ، خواص سطحی مواد پارامترهای محیطی از جمله PH ، میزان مواد مغذی و دما است .سلولهای بیوفیلم در مقایسه با باکتری پلانکتون، مقاومت بالاتری به عوامل ضد میکروبی دارند زیرا دارای حامل هایی اند که باعث کاهش و یا جلوگیری از تماس با عوامل ضد میکروبی خواهد شد.هرنوع میکروارگانیسم از جمله عوامل ایجاد کننده فساد یا میکروارگانیسمهای بیماری زا ، میتوانند بیوفیلمها را ایجاد کنند و نقشی کلیدی در بسیاری عفونتها داشته باشند . تشکیل بیوفیلم برای باکتری تحت شرایط محیطی سخت، استراتژی برای زنده ماندن محسوب می گردد.تشکیل بیوفیلم یک فرآیند چند مرحله ای و دینامیکی است از جمله : .1اتصال اولیه .2اتصال غیر قابل برگشت .3 گسترش اولیه ی ساختمان بیوفیلم .4 رسیدگی .5 انتشار
تشکیل بیوفیلم
قدرت تشکیل بیوفیلم :
توانایی تشکیل بیوفیلم نه فقط بین گونه ها ی مختلف بلکه حتی در جنس های مختلف دارای تفاوت معناداری میباشد. برای مثال طی تحقیقی که برروی توانایی 5 گونه سالمونلا انتریکا در اتصال و تشکیل کلنی بر سطح قطعات سالم و بریده شده کاهو و کلم نشان داده شد که سالمونلا انتریکا گونه های Tennessee,Thompson می توانند به طور قابل توجهی بیوفیلم در مقایسه با گونه های braenderup,negev,Newport تولید کنند و بر اساس پیشنهاد stepanavic وهمکاران - 2004 - میتوانند به عنوان تولید کنندگان قوی بیوفیلم شناخته شوند.در تحقیق دیگری ، لیستریا مونوسیتوژنز scott A,3990 به عنوان قوی ترین تولیدکننده بیوفیلم شناخته شد، در حالیکه لیستریامونوسیتوژنز 17 ، تولیدکننده حداقل میزان بیوفیلم بود. هرچند فاکتورهای دیگری وجود دارد که بر ظرفیت تشکیل بیوفیلم تاثیر میگذارد از جمله: خواص سطحی و میزان مواد مغذی .
سطوح در تماس با ماده غذایی برای تشکیل بیوفیلم :
در جنس و گونه های مختلف باکتریایی ، فاکتورهای خارجی بر میزان اتصال و تشکیل بیوفیلم موثر است . مواد سازنده سطوح در تماس با ماده غذایی ، در میزان اتصال و تشکیل بیوفیلم موثر است. مهمترین موادی که در کشورهای در حال توسعه به منظور تولید سطوح در تماس با مواد غذایی استفاده میشود شامل استیل ضد زنگ ، شیشه ، پلی اورتان ، رزین، تفلون ، رزین نیتریل بونیل و چوب است.
بیوفیلم : مشکلات در صنعت غذا
صنعت تولید
اخیرا استراتژی های کنترل میکروبی به منظور حذف کامل میکروارگانیسمهای خطرزا بدون تاثیر بر کیفیت محصول ، کافی به نظر نمیرسد. مشخص شده است ایمنی و افزایش طول عمر محصول تازه برش خورده به مرحله شستشو بستگی دارد . در حالیکه اثر ضدعفونی کننده ها بر محصول میتواند تنها باکتری ها را به میزان 2 لگاریتم کاهش دهد . میکروارگانیسم ها احتمالا توسط موقعیتشان در بافت گیاهی و یا بیوفیلمهای تولید شده محافظت میشوند. برش دادن ، ضدعفونی کردن ، شستشو با آب ، حذف آب و بسته بندی همگی در صنعت تولید استفاده میشوند و به عنوان منبع اولیه آلودگی تماسی درنظر گرفته میشوند.
Allende,Selma,truchado,gil,lopez-galvez - 2010 - تاثیر شستشو با کلراین یا سدیم هیپو کلریت را بر آلودگی تماسی برش تازه کاهو بررسی کردند . نتایج مشخص کرد که مراحل ضدعفونی کردن نمی تواند به طور کامل سلولهای اشرشیا کلای را بر بافت سبزی غیر فعال کند. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی ، سلولهای باکتری به شکل خوشه ای یا شکاف دار مشاهده شدند که نشان می داد در برابر محلولهای ضدعفونی از خود محافظت میکنند . هرچند ، کلراین دی اکسید و سدیم هیپو کلریت در غیرفعالسازی بخش بزرگی از سلولهای E.coli که از نمونه تلقیح شده به آب شستشو ، منتقل شده است ، نقش دارند.پیشنهاد شده است که استفاده از محلولهای ضدعفونی کننده میتواند درکاهش آلودگی تماسی میان محصول الوده و تمیز طی فرآیند شستشو ، موثر باشد . همچنین ضدعفونی کننده ها باید طوری استفاده شوند که از آلودگی تماسی محصول به محصول پاک جلوگیری شود.
استراتژی های کنترل بیوفیلم :
از آنجایی که بیوفیلم ها نگرانی عمده در حوزه صنایع غذایی محسوب میشوند ، بسیاری از تحقیق ها به منظور کسب اطلاع بهتر از توسعه و گسترش آنها انجام شده است . اولین و مهمترین اقدام ، پیشگیری از تشکیل بیوفیلم با استفاده از شستشوی مداوم و ضد عفونی کردن است که به سلولها اجازه اتصال محکم به سطوح را نمی دهد .
Meyer - 2003 - سه استراتژی عمده را پیشنهاد کرد : .1 ضدعفونی کردن به موقع قبل از گسترش بیوفیلم .2 ضدعفونی کردن بیوفیلمها به کمک محلولهای قوی .3 جلوگیری از اتصال میکروبها با استفاده از انتخاب مواد سطحی که اجازه اتصال را نمیدهند
پاک کردن و حذف آلودگی ها :
در صنایع غذایی ، باقیمانده ها در هر جایی وجود دارد که میتواند تجمع میکروارگانیسمها و تشکیل بیوفیلم توسط آنها را تقویت نماید.. بنابراین پاک کردن منظم به منظور پیشگیری از آلودگی فرآورده های غذایی ضروری است. فرآیند پاک کردن مناسب میتواند باعث حذف هر نوع باقیمانده غذا و دیگر ترکیباتی گردد که ممکن است رشد باکتری ها را تقویت و منجر به تولید بیوفیلم توسط آنها گردد. محصولات شیمیایی متعددی در تمیز کردن میتوانند استفاده شوند از جمله سورفاکتانت ها و محصولات قلیایی همچنین به کمک کاهش کشش سطحی ، باقیمانده های غذا را حل کرده ، چربی ها را امولسیفیه و پروتئین ها را دناتوره میکنند. پاک کردن باید به طریقی صورت گیرد که بتواند ماتریکس EPS مرتبط با بیوفیلم ها را تجزیه یا حل نماید به همین دلیل ضدعفونی کننده ها باید با سلولهای باکتری در تماس باشد.
شستشو در محل : - CIP -
CIP فرآیندی است که به سیستم اجازه میدهد بطور کامل بدون نیاز به باز کردن تجهیزات و یا استفاده از اپراتور ، شستشو گردد. این مرحله شامل تزریق و پاشش سطوح و یا چرخش محلولهای ضدعفونی با تلاطم و سرعت جریان زیاد است . فاکتورهای متعددی وجود دارد که بر کارایی CIP موثر است از جمله : جنس لایه بیوفیلم ، ترکیبات شیمیایی پاک کننده ، غلظت ، زمان ، دمای مورد استفاده ، سرعت جریان محلول و ویژگی های سطحی پاک کننده
