Van veld tot vork: hoe micro-organismen in kant-en-klare ‘plant-based’ producten terechtkomen

Bacillus Cereus

Voedseluitbraken komen regelmatig voor en worden veroorzaakt door micro-organismen of hun toxines. Maar hoe komen deze op ons voedingsproduct terecht? In dit artikel bekijken we welke weg een schadelijk micro-organisme aflegt: van het veld tot op het bord.

Micro-organismen zijn overal aanwezig, maar je ziet ze niet met het blote oog. Sommige zijn onmisbare helpers, andere kunnen serieuze problemen veroorzaken. Dat geldt ook voor onze voeding: elk voedingsproduct bevat micro-organismen, zowel “good guys” als “bad guys”. Dankzij kennis en ervaring beschikt de voedingsindustrie over uitgebreide richtlijnen en controlesystemen om deze “bad guys” zoveel mogelijk buiten te houden. Toch kan een schadelijk micro-organisme soms aan de aandacht ontsnappen, met voedselgerelateerde ziekte-uitbraken tot gevolg.

Wereldwijd worden jaarlijks zo’n 600 miljoen ziektegevallen en 420.000 sterfgevallen gelinkt aan voedselgerelateerde besmettingen. In 2024 alleen al werden 777 voedseluitbraken geregistreerd. Aangezien micro-organismen overal voorkomen, draagt elke schakel in de waardeketen verantwoordelijkheid: van landbouwer tot voedingsbedrijf, retailer en consument.

In een vorig artikel werden drie misverstanden rond ‘plant-based’ producten en microbiële besmettingen ontkracht. In dit artikel bekijken we welke weg een schadelijk micro-organisme aflegt, van het veld tot op het bord.

Bacillus cereus: een risico voor plant-based producten?

Onder micro-organismen verstaan we bacteriën, gisten, schimmels en protozoa. Veel van deze organismen worden bewust ingezet in de landbouw, bijvoorbeeld als biopesticide. Sinds 2022 mogen landbouwers micro-organismen gebruiken als alternatief voor chemische pesticiden.

Een van deze biopesticiden is Bacillus thuringiensis, een soort binnen de Bacillus cereus sensu lato-groep. De verschillende Bacillus-stammen worden traditioneel geclassificeerd op basis van fenotypische kenmerken, zoals gedrag en morfologie. Deze bacteriën bevatten plasmiden met genen die onder andere coderen voor insecticide kristalproteïnen. Omdat B. thuringiensis ook genen bezit die geassocieerd zijn met het veroorzaken van diarree, heeft ‘European Food Safety Authority (EFSA)’ een ‘Qualified presumption of safety’ (QPS)-beoordeling uitgevoerd om de veiligheid ervan te evalueren. Uit literatuur blijkt dat een aanzienlijk deel van de voedseluitbraken correleert met de aanwezigheid van B. thuringiensis-biopesticidestammen.

De taxonomie binnen de B. cereus-groep is de afgelopen jaren sterk geëvolueerd door de introductie van genoomgebaseerde methoden zoals whole-genome sequencing en de analyse van de gemiddelde nucleotidenidentiteit (ANI). Deze technieken maken het mogelijk om subtiele genetische verschillen bloot te leggen door volledige genomen met elkaar te vergelijken. B. cereus sensu stricto en B. thuringiensis delen bovendien een gemeenschappelijke voorouder.

Binnen de B. cereus sensu lato-groep zijn voedseluitbraken voornamelijk gelinkt aan twee ziektebeelden: diarree en misselijkheid. Diarree – goed voor circa 90% van de uitbraken – wordt veroorzaakt door enterotoxinen. Misselijkheid wordt veroorzaakt door cereulide. B. thuringiensis bevat, net als B. cereus sensu stricto, de genen voor enterotoxineproductie, maar mist de genen voor de productie van cereulide. Zowel de aanwezigheid als de expressie van virulentiegenen is in diverse studies aangetoond, al blijken de expressieniveaus sterk te variëren per stam en onder verschillende omstandigheden.

Routineonderzoek naar voedseluitbraken blijft doorgaans beperkt tot identificatie op het niveau van Bacillus sensu lato en gaat zelden verder tot op het niveau van B. thuringiensis. Hierdoor is informatie over de specifieke rol van B. thuringiensis bij voedseluitbraken beperkt. In retrospectieve onderzoeken, waarbij eerder geïdentificeerde Bacillus sensu lato-isolaten opnieuw werden geanalyseerd, werd nagegaan of er kristalproteïnen geproduceerd werden. Deze werden aangetroffen en de producenten hiervan bleken B. thuringiensis-stammen te zijn. Studies naar de rol van verschillende B. thuringiensis-subspecies in voedseluitbraken zijn echter schaars. De beschikbare gegevens wijzen wel uit dat een deel van de B. cereus sensu lato-geassocieerde voedseluitbraken correleert met B. thuringiensis-biopesticidestammen.

Om deze redenen heeft EFSA, na interne evaluatie, geconcludeerd dat B. thuringiensis niet geschikt is voor opname op de QPS-lijst (Qualified Presumption of Safety list) vanwege veiligheidszorgen. Binnen de geregistreerde voedseluitbraken staat toxinevorming door Bacillus cereus op de derde plaats, wat onderstreept dat deze bacteriegroep blijvende aandacht vereist.

Voedselverwerking schakelt de meeste “bad guys” uit

Microbiologische risico’s bij ‘plant-based’ grondstoffen ontstaan vaak al tijdens de teelt. Gewassen zoals soja, peulvruchten, tarwe of aardappelen komen voortdurend in contact met micro-organismen uit bodem, water en lucht. Deze kunnen via eiwitisolatie of andere verwerkingsstappen in het eindproduct terechtkomen. De aard en hoeveelheid van de besmetting variëren sterk per product, seizoen en proces.

Ook B. cereus is van nature aanwezig op grondstoffen. Extra besmetting kan ontstaan via lucht, bestaande biofilms in het bedrijf of via medewerkers. Diverse recente terugroepacties tonen aan dat microbiologische veiligheid uitdagend blijft. Zo werden in 2023 verschillende vegan kazen en ‘plant-based’ patés teruggeroepen wegens mogelijke Listeria monocytogenes-besmetting, een bacterie die traditioneel vooral met dierlijke producten geassocieerd wordt. Deze case benadrukt dat ook ‘plant-based’ alternatieven nauwgezet op Listeria moeten worden gecontroleerd.

Tijdens de voedselverwerking is warmtebehandeling de belangrijkste methode om micro-organismen te doden. Blancheren, pasteuriseren en steriliseren reduceren de meeste gevaren aanzienlijk. Binnen het project Q-DNA ontwikkelde de Universiteit Gent een methode om procesvalidatie te ondersteunen, zodat bedrijven kunnen aantonen dat hun productieproces microbiologische risico’s effectief minimaliseert.

Video Q-DNA

Accepteer marketing-cookies om deze content weer te geven.

Sommige bacteriën, waaronder B. cereus, zijn echter hitteresistent dankzij het vormen van sporen. Sporenvorming is een overlevingsstrategie: de sporen doorstaan hittebehandeling en kunnen opnieuw uitgroeien zodra de omstandigheden gunstig worden, zelfs bij koelkasttemperaturen.

Productontwikkeling als onderdrukking van groei

In de microbiologie wordt zelden absolute afwezigheid van micro-organismen gegarandeerd. Een kleine hoeveelheid kan aanwezig zijn zonder detecteerbaar te zijn en later toch tot groei leiden. Daarom focust productontwikkeling op het onderdrukken van groei.

Parameters zoals pHwateractiviteitvochtgehalte en chemische samenstelling bepalen in grote mate of een aanwezige bacterie zich nog kan vermenigvuldigen. Vaak hebben meerdere parameters een effect op de groei van micro-organismen en kunnen ze elkaar soms opheffen of net versterken. De juiste aanpassingen doorvoeren, is geen eenvoudige opdracht. Door onderzoek en validatie kunnen we echter de optimale verhoudingen van parameters ontdekken en kan de groei van ongewenste micro-organismen effectief worden afgeremd.

Bronnen: