FLANDERS' FOOD RADAR

Hoe kunnen niet-toxische Clostridium botulinum stammen bijdragen tot product- en procesinnovaties?

Dat voedselveiligheid belangrijk is, werd nog maar eens bevestigd na de dodelijke Listeria uitbraak in 2018, waarbij 9 doden in Europa vielen en nog tientallen personen ziek werden na besmetting. Dit soort situaties moet uiteraard vermeden worden. Door de stijgende vraag naar kant-en-klare, clean label voeding moet de voedingsindustrie dus continu inzetten op innovatie inzake bewaarmiddelen en het behandelen van voedingsproducten. Daarbij moet er telkens in een challengestudie getest worden op de effectiviteit om de groei van pathogene micro-organismen te onderdrukken. Een nieuwe, toegankelijke challengetest wordt momenteel druk onderzocht...

Eén van de gevaarlijkste pathogenen voor de voedingsindustrie is, naast Listeria, de bacterie Clostridium botulinum. Deze produceert een gevaarlijk toxine dat botulisme, een verlammingsziekte, kan veroorzaken. Dit anaeroob micro-organisme kan sporen vormen die veel resistenter zijn tegen hitte, zout, zuur, enz. in vergelijking met de vegetatieve (levende) vorm van de bacterie. Die sporen zijn zuurstoftolerant en zo goed als overal in de omgeving te vinden, waardoor voedingsproducten gecontamineerd kunnen worden. Deze sporen kunnen op hun beurt weer uitgroeien tot vegetatieve, toxineproducerende cellen in vacuüm of MAP (modified atmosphere packaging) verpakte voedingswaren. Het is dus van uiterst belang dat de samenstelling en behandeling van voedingsproducten bepaald wordt met oog op ofwel het elimineren van de aanwezige sporen, ofwel verhinderen van de uitgroei van deze sporen tot vegetatieve cellen.

De klassieke manieren om de contaminatie en/of uitgroei van Clostridium botulinum te verhinderen, zoals toevoeging van nitriet en een hoog zoutgehalte, komen door de bezorgdheden van de consument onder druk te staan. Bovendien bestaan er ook psychrotrofe stammen die een bijzondere bezorgdheid vormen voor koel bewaarde levensmiddelen. Er dient dus gezocht te worden naar nieuwe, geschikte  product- en procesaanpassingen om C. botulinum onder controle te houden. Bijgevolg dienen er op vlak van nitraat- en nitrietvervanging  ‘label friendly’ alternatieven geïdentificeerd te worden die anticlostridiale activiteit vertonen. Daarnaast dienen er ook op vlak van processing optimale procesparameters uitgezocht te worden in combinatie met complementaire productconditionering (pH, aw, bewaartemperatuur, organische zuren, verpakkingsatmosfeer). 

Om deze aanpassingen op hun effectiviteit tegen C. botulinum te beoordelen zijn challenge testen echter onontbeerlijk. De klassieke challenge testen voor C. botulinum vereisen uitzonderlijke veiligheidsmaatregelen, specifieke (anaërobe) groeicondities en gespecialiseerd personeel. Bovendien bestaat er geen selectieve groeibodem voor C. botulinum, wat de betrouwbaarheid van plaattellingen niet ten goede komt aangezien de doelcellen moeilijk te differentiëren vallen tov de achtergrondmicrobiota. Dit alles bemoeilijkt de mate waarin deze klassieke testen kunnen worden toegepast. Een oplossing voor deze uitdaging is het gebruik van natuurlijke niet-toxische surrogaatstammen. Zo wordt C. sporogenes soms naar voor geschoven als alternatief voor groep I (mesofiele) C. botulinum maar is er discussie over de relevantie hiervan (eigenschappen wijken af van C. botulinum). Recent dient er zich een alternatief aan: mbv gentechnologie is het mogelijk geattenueerde C. botulinum stammen te ontwikkelen, die niet toxisch zijn maar in hun andere eigenschappen gelijken op de pathogene varianten (Clauwers et al., 2016)*.

Doordat het aan de hand van deze niet-pathogene stammen gemakkelijker is om de effectiviteit van de alternatieven na te gaan op een veilige manier, kunnen in het BotulinSafe project verschillende ‘label friendly’ alternatieven voor nitraat/nitriet gevalideerd worden op hun anticlostridiale activiteit (zowel dmv natuurlijke als doelgericht gemuteerde C. botulinum stammen) bv natuurlijke kleurstoffen, (gefermenteerde) plantenextracten, Staphylococcus spp.. Bovendien kan er een screening gemaakt worden van verschillende procesintensiteitsparameters in combinatie met conditioneringscondities en hun impact op de controle van Clostridium botulinum per model doelproducttype. 

*Clauwers C., Vanoirbeek K., Delbrassinne L., Michiels C.W. (2017). Construction of Nontoxigenic Mutants of Nonproteolytic Clostridium botulinum NCTC 11219 by Insertional Mutagenesis and Gene Replacement. Appl Environ Microbiol 82: 3100 – 3108.

Interesse? 

Zou je graag willen deelnemen aan dit project? Contacteer dan bianca.lefevere@flandersfood.com

Nuttige links