ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΤΩΝ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΕυγενίαΜΠΕΖΙΡΤΖΟΓΛΟΥ,MD,PhD Kαθηγήτρια Μικροβιολογίας Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης

Ποικιλομορφία του βιότοπου Μικροοργανισμοί έχουν απομονωθεί σε ένα ευρύ φάσμα βιότοπων: στα κρύα νερά των πολικών περιοχών, στο βράζων ύδωρ των θερμών πηγών και των ηφαιστείων. στο βαθύτερο τμήμα των ωκεανών ,στις πολύ υψηλές υδροστατικές πιέσεις στα όξινα απόβλητα των ορυχείων στα αλκαλικά ύδατα των λιμνών στις λάσπες στα καθαρότερα ύδατα.

Τα μικρόβια διαδραματίζουν έναν σημαντικό ρόλο στους κύκλους άνθρακα, αζώτου και θείου. Κατά συνέπεια, είναι κύριας σημασίας στη συντήρηση της σταθερότητας της βιόσφαιρας.

Μικροοργανισμοί βρίσκονται επίσης στις επιφάνειες των φυτών (φύλλα, λουλούδια, καρποί, ρίζες), στις επιφάνειες και τα έντερα των ζώων και του ανθρώπου (δέρμα, εντερική χλωρίδα, φυσιολογική χλωρίδα). Είναι λοιπόν κατανοητές οι επιπτώσεις στα τρόφιμα κατά τη διάρκεια της κατασκευής, της επεξεργασίας και του χειρισμού τους, λόγω της πανταχού παρουσίας των

Μικροοργανισμοί εδάφους Κάθε τύπος εδάφους έχει διαφορετική χλωρίδα βακτηρίων, μυκήτων, πρωτόζωων και αλγών. Το έδαφος είναι μια πλούσια δεξαμενή των μικροοργανισμών στη φυτική ή τη σπορογόνο μορφής τους. Στο έδαφος απομονώθηκαν μικροβιακά στελέχη που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανική παραγωγή αντιβιοτικών, ενζύμων, αμινοξέων ή βιταμινών στις βιομηχανίες φαρμακευτικών ειδών ή τροφίμων.

Μικροοργανισμοί στην ατμόσφαιρα Το πλέον εχθρικό περιβάλλον για τους μικροοργανισμούς είναι η ατμόσφαιρα και αυτό εξηγείται από τα καταστρεπτικά αποτελέσματα που προκαλούνται από την ενέργεια του ήλιου και την καταστροφή της χημικής δραστηριότητας του Ο2 (οξυγόνο).

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι, τα κατά Gram-αρνητικά βακτήρια είναι περισσότερο ανθεκτικά στον αέρα επειδή κατέχουν έναν λεπτό κυτταρικό τοίχωμα και δεν προστατεύονται κατ' αυτό τον τρόπο από την ακτινοβολία του φωτός του ήλιου ή τη χημική δραστηριότητα του οξυγόνου.

Οι μικροοργανισμοί του εδάφους συμμετέχουν στην ανακύκλωση των οργανικών και αζωτούχων ενώσεων . Τέλος, τα βακτήρια του εδάφους παράγουν τις ανθεκτικές μορφές βακτηρίων, όπως τα ενδοσπόρια του Bacillus και του Clostridium που μπορούν να αντισταθούν στις δυσμενείς συνθήκες αφύγρανσης και διακύμανσης της θερμοκρασίας.

Αερομεταφερόμενα βακτήρια και μύκητες Ο ποσοτικός προσδιορισμός των βακτηρίων απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό δειγματοληψίας, αλλά η απλή ποιοτική εκτίμηση μπορεί να γίνει με την έκθεση ενός τριβλίου petri με άγαρ στον αέρα για μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο . Στη βακτηριακή χλωρίδα του αέρα υπάρχουν Gram-θετικοί βάκιλλοι και κόκκοι, οι έγχρωμες αποικίες των μικροκόκκων ή των Corynebacterium, οι μεγάλες κρεμώδεις αποικίες (Bacillus) οι αποικίες των διακλαδούμενων βακτηρίων (Streptomyces ).

Η παρουσία των ανωτέρω βακτηριακών ειδών δικαιολογείται από τις ακόλουθες παρατηρήσεις: η κατοχή των χρωστικών ουσιών προστατεύει τους μικροοργανισμούς από τη φθορά και από την ορατή και υπεριώδη ακτινοβολία του φωτός του ήλιου, το παχύ κυτταρικό τοίχωμα των κατά Gram-θετικών βακτηρίων τους προστατεύει από την αποξήρανση τα ενδοσπόρια του Bacillus και τα κονιδιοσπόρια του Streptomyces είναι ανθεκτικά στα καταστρεπτικά αποτέλεσμα της έκθεσης στον αέρα.

Τα αποτελέσματα της ακτινοβολίας και της αποξήρανσης ενισχύονται από τον "υπαίθριο παράγοντα" (open-air factor), ο οποίος είναι υπεύθυνος για τα ταχύτατα ποσοστά θανάτου των ευαίσθητων Gram-αρνητικών οργανισμών, όπως η E. coli.

Κατά τη διάρκεια της νύχτας, παρά την μειωμένη φθορά των κυττάρων, οι μικροοργανισμοί πεθαίνουν γρηγορότερα στο ύπαιθρο. Πιστεύεται ότι το φως είναι δυνατό να καταστρέφει τον "υπαίθριο παράγοντα". Είναι λοιπόν κατανοητό ότι ο στερεότυπος έλεγχος της ατμοσφαιρικής ποιότητας μέσα σε μια περιοχή εργοστασίων ή αποθήκευσης τροφίμων είναι απολύτως απαραίτητος.

Τα βακτήρια δεν έχουν κανέναν ενεργό μηχανισμό για την αερομεταφορά τους. Διασκορπίζονται με τα μόρια σκόνης, με τα σταγονίδια του ύδατος κατά τη διάρκεια του βήχα και του πταρμού, με την έκρηξη των φυσαλίδων, με την ενσφήνωση ενός ρεύματος υγρού επάνω στην επιφάνεια ή κατά την αφαίρεση του πώματος από ένα μπουκάλι με υγρό.

Τα βακτήρια δεν έχουν κανέναν ενεργό μηχανισμό για την αερομεταφορά τους. Διασκορπίζονται με τα μόρια σκόνης, με τα σταγονίδια του ύδατος κατά τη διάρκεια του βήχα και του πταρμού, με την έκρηξη των φυσαλίδων, με την ενσφήνωση ενός ρεύματος υγρού επάνω στην επιφάνεια ή κατά την αφαίρεση του πώματος από ένα μπουκάλι με υγρό.

Μικροοργανισμοί του ύδατος Το υδρόβιο περιβάλλον αντιπροσωπεύει σε έκταση και όγκο το μεγαλύτερο μέρος της βιόσφαιρας. Τόσον στα γλυκά νερά όσον και στη θάλασσα περιέχονται πολλά είδη μικροοργανισμών.

Τα βακτήρια που απομονώνονται από τα νερά του ανοικτού ωκεανού απαιτούν για την ανάπτυξη τους το αλάτι, αναπτύσσονται καλύτερα σε χαμηλή θερμοκρασία και είναι ευπροσάρμοστα γενικότερα στις χαμηλές συγκεντρώσεις των οργανικών και αζωτούχων ενώσεων. Ο επιστημονικός όρος "Ολιγοτροφικά ψυχρόφιλα με απαίτηση σε χλωριούχο νάτριο (NaCl)", είναι αντιπροσωπευτικός της κατηγορίας αυτής των μικροοργανισμών.

Οι επιφάνειες των ψαριών έχουν χλωρίδα που απεικονίζει το ανωτέρω περιβάλλον. Πολλά από αυτά τα βακτήρια μπορούν να διασπάσουν πρωτείνες, πολυσακχαρίτες και λιπίδια στις θερμοκρασίες ψύξης (0 - 7 οC) σε μικρό χρονικό διάστημα ή το πολύ σε δέκα ώρες. Όταν τα βακτήρια αυτά ανέλθουν σε επίπεδα της τάξεως 10 7 ή 10 8 μικροοργανισμών, μπορούν να είναι υπεύθυνα για οσμές ή αλλοιώσεις.

Κατά τη διάρκεια του χειρισμού και της προετοιμασίας τους, τα ψάρια μπορούν να μολυνθούν από την ανθρώπινη βακτηριακή χλωρίδα με γένη όπως της ομάδας των Enterobacteriaceae ή Staphylococcus, οι οποίοι αναπτύσσονται στους 37 οC. Εάν θέλουμε να διακρίνουμε την περιβαλλοντική χλωρίδα που τα μολύνει από τη "χλωρίδα χειρισμού", μπορούμε να συγκρίνουμε τους αριθμούς αποικιών που μετρώνται σε σπορά δειγμάτων ύδατος σε ένα θρεπτικό άγαρ σε 37 οC, με τις αποικίες που παρατηρούνται σε τριβλία που επωάστηκαν στους 20 οC. Τα μικρόβια της περιβαλλοντικής χλωρίδας απομονώνονται στους 20 οC σε αντίθεση με αυτά που προέρχονται από τους διάφορους χειρισμούς και απομονώνονται στους 37 οC.

Οι θάλασσες γύρω από την ακτή επηρεάζονται τόσον από τους επίγειους όσον και τους μικροοργανισμούς του "γλυκού νερού", καθώς επίσης από τις ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως προϊόντα λυμάτων και αποβλήτων. Τα οστρακοειδή αναπτύσσονται συνήθως στα μολυσμένα ύδατα κοντά στην ακτή. Εάν αυτά τα ύδατα είναι μολυσμένα από εντερικούς μικροοργανισμούς που προέρχονται από μολυσμένους ανθρώπους, θα συγκεντρωθούν στα φίλτρα σίτισης των οστρακοειδών . Ασθένειες όπως η γαστρεντερίτιδα, η ηπατίτιδα ή ο τυφοειδής πυρετός μπορεί να επανέλθουν. Στις θερμότερες θάλασσες, το ύδωρ μπορεί να περιέχει σε υψηλούς αριθμούς το Vibrio parahaemolyticus, το οποίο είναι υπεύθυνο για τα κρούσματα τροφικής δηλητηρίασης που συνδέονται με τα θαλασσινά.

Τα γλυκά νερά των ποταμών και των λιμνών περιλαμβάνουν μερικούς υδρόβιους μικροοργανισμούς, αλλά κυρίως εφοδιάζονται με μικροοργανισμούς εδάφους και μικροοργανισμούς ζωικής ή φυτικής προέλευσης. Η μόλυνση μπορεί να επέλθει από τα απόβλητα αποχέτευσης λυμάτων που περιέχουν ανθρώπινο περιττωματικό υλικό. Αυτοί οι μικροοργανισμοί δεν πολλαπλασιάζονται συνήθως και ευρίσκονται σε πολύ χαμηλά επίπεδα. Εάν ένα βακτηρίδιο που βρίσκεται σε υψηλά επίπεδα στο ανθρώπινο έντερο ανευρεθεί τότε υπάρχει μόλυνση. Οι μικροοργανισμοί αυτοί καλούνται "μικροοργανισμοί δείκτες" όπως το E. coli, κοπρανώδεις Streptococci, C. perfringens και B. fragilis.

Οι μύκητες είναι επίσης παρόντες στα θαλάσσια και γλυκά νερά και θα μπορούσαν να μολύνουν τα μαλάκια και τα ψάρια. Πολύ συχνά απομονώνονται επίσης οι Ascomycetes, οι Basidiomycetes, οι Zygomycetes και οι Deuteromycetes.

Από τους υδρόβιους φωτοσυνθετικούς μικροοργανισμούς, τα Cyanobacteria ή τα γαλαζοπράσινα φύκη (προκαρυωτικά) και τα Dinoglagellates (ευκαριωτικά) μπορούν να παραγάγουν ιδιαίτερα τοξικούς μεταβολίτες που συγκεντρώνονται στα οστρακοειδή. Στη συνέχεια, όταν τα οστρακοειδή αυτά καταναλώνονται από τους ανθρώπους μια πολύ σοβαρή ασθένεια αποκαλούμενη "παραλυτική δηλητηρίαση οστρακοειδών" μπορεί να επέλθει.

Μικροοργανισμοί ζωικής προέλευσης Όλα τα υγιή ζώα, και ο άνθρωπος έχουν μια σταθερή φυσιολογική μικροχλωρίδα, που προσαρμόζεται στην ανάπτυξη και την επιβίωση του οικοδεσπότη της. Μέρος αυτής της χλωρίδας μπορεί να είναι παροδικό, και απεικονίζει την άμεση αλληλεπίδραση με το συνηθισμένο περιβάλλον.

Το δέρμα Οι επιφάνειες των ανθρώπων και των ζώων εκτίθενται στον αέρα, το έδαφος και το ύδωρ και θα μπορούσαν να μολύνουν τα τρόφιμα κατά τη διάρκεια του χειρισμού τους. Εντούτοις, η επιφάνεια του δέρματος δεν είναι ευνοϊκή για τους μικροοργανισμούς δεδομένου ότι είναι συνήθως ξηρό, με χαμηλό pH, λόγω της έκκρισης οργανικών οξέων, και πολλοί μικροοργανισμοί είναι "παροδικοί" από την επιφάνεια του δέρματος. Παρόλα αυτά, υπάρχουν μερικά μικροπεριβάλλοντα, όπως ο θύλακας της τρίχας, οι εκκριτικοί αδένες, οι εκδορές του δέρματος όπου αναπτύσσονται μικροοργανισμοί.

Στον άνθρωπο, η φυσιολογική χλωρίδα του δερμάτος συντίθεται κυρίως από Gram-θετικούς μικροοργανισμούς, όπως οι Staphylococcus, Corynebacterium και Propionibacterium.

Η μύτη και ο λαιμός Τα βακτήρια αυτών των χλωρίδων είναι συνήθως αβλαβή αλλά μπορούν να αποκτήσουν τη δυνατότητα να προκαλέσουν ασθένεια. Είναι γνωστό ότι ο χρυσίζων σταφυλόκοκκος (Staphylococcus aureus) ανευρίσκεται στις βλεννώδεις μεμβράνες της μύτης ατόμων "υγιών φορέων" του ανθρώπινου πληθυσμού. Από αυτούς τους υγιείς φορείς, ο μικροοργανισμός μπορεί να διασκορπιστεί σε άλλα πρόσωπα ή το περιβάλλον. Επιπλέον, μερικά στελέχη αυτού του είδους μπορούν να παραγάγουν μια ισχυρή τοξίνη που προκαλεί εμετική αντίδραση.

Μικροοργανισμοί των φυτών Όλες οι επιφάνειες των φυτών έχουν μια φυσική χλωρίδα. Η "φυλλοπλάνα" (phylloplane) χλωρίδα αφορά τη χλωρίδα που απομονώνενται στα φύλλα του φυτού και η "ριζοπλάνα" (rhizoplane) χλωρίδα αφορά την χλωρίδα στις ρίζες του φυτού.

Οι ζυμομύκητες ανευρίσκονται συχνά και ειδικότερα Cladosporium, Aureobasidium pullulans, Sporobolomyces και Bullera. Η βακτηριακή χλωρίδα των εναέριων επιφανειών των φυτών εξουσιάζεται από Erwinia, Pseudomonas, Xanthomonas και Gram-θετικούς μικροοργανισμούς όπως Lactobacillus, Streptococcus και Leuconostoc.

Δεδομένου ότι το φυτό ωριμάζει, η βακτηριακή και μυκητισιακή χλωρίδα αλλάζουν. Επομένως τα πεκτινολυτικά βακτήρια αυξάνονται, και μπορούν να προκαλέσουν αλλοιώσεις.

Τέλος, τα δημητριακά έχουν μια σημαντική αλλαγή στη μικροχλωρίδα τους κατά τη διάρκεια της συγκομιδής. Η ζωή τους διαιρείται σε δύο περιόδους Η περίοδος των αγρών όπου απομονώνονται Cladosporium, Alternaria, Helminthosporium και Chaetomium , αποτελεί την πρώτη περίοδο και ακολουθεί η περίοδος της συγκομιδής. Μετά από τη συγκομιδή η χλωρίδα των αγρών μειώνεται και οι μύκητες Penicillium και Aspergillus που απομονώνονται μπορούν να παράγουν καρκινογόνους μεταβολίτες (αφλατοξίνη).

Συμπέρασμα Τα τρόφιμα δεν είναι στείρα, έχουν μια φυσιολογική σταθερή χλωρίδα και μια παροδική χλωρίδα που απεικονίζει το περιβάλλον τους. Οι μικροοργανισμοί μπορούν να μολύνουν τα τρόφιμα και να προκαλέσουν αλλοιώσεις ή προβλήματα υγείας στον ξενιστή που καταναλώνει τα τρόφιμα. Σε αυτές τις περιπτώσεις πρέπει να καταστρέψουμε τους μικροοργανισμούς ή να αποτρέψουμε την ανάπτυξή τους, για την διαφύλαξη της υγιεινής του τροφίμου και της υγείας μας.