علم غذا مرجع صنایع غذایی و تغذیه مرجع صنایع غذایی و تغذیه
مقدمه
اولین گزارش در رابطه با مسمومیت‌های غذایی گونه‌های باسیلوس به سال 1906 برمی‌گردد که افرادی دچار مسمومیت غذایی شدند و در بیماران علائمی نظیر اسهال شدید، دلپیچه و استفراغ مشاهده گردید. تا سال 1950 باسیلوس سرئوس به عنوان عامل ایجاد مسمومیت غذایی محسوب نمی‌شد تا اینکه در این سال طبقه بندی جنس مذکور مشخص شد و 4 مورد مسمومیت غذایی گزارش شد که منبع غذایی در ایجاد بیماری سس وانیلی بود که روز قبل تهیه و قبل از مصرف در دمای محیط نگهداری شده بود. مهمترین علامت آن ایجاد اسهال می‌باشد.
باسیلوس سرئوس 2 نوع مختلف بیماری ناشی از مواد غذایی ایجاد می‌کند.
کمون نسبتاً طولانی (اسهال)
کمون کوتاه (استفراغ)
خصوصیات باکتری
گونه‌های این جنس باکتری اسپورزا، هوازی یا بی هوازی اختیاری، گرم مثبت، میله ای شکل هستند که در طبیعت به طور گسترده‌ای پراکنده‌اند. اسپورهای این باکتری قادرند درجه حرارت جوش و بخار را تحمل کنند ولی سلول‌های رویا در برابر حرارت ناپایدارند.
5 گونه از این جنس به عنوان عامل مسمومیت غذایی شناخته شده‌اند که شامل: 1)باسیلوس سرئوس 2)باسیلوس برویس 3)باسیلوس سوبلتیس 4)باسیلوس لیکی فورمیس 5)باسیلوس امفریکوس می باشند. که در این بین باسیلوس سرئوس از اهمیت خاصی برخوردار است و عامل اپیدمی‌های گاستروآنترویتی است. باسیلوس سرئوس یک باکتری بی هوازی اختیاری با سلول‌های رویشی طویل است. این باکتری در دامنه حرارتی 55-8 درجه رشد می‌کند و دمای مناسب جهت رشد آن حدود 35-28 درجه است. این باکتری هیچ گونه مقاومت قابل توجهی در مقابل pH پائین (حداقل 6-5) یا فعالیت آبی (حداقل 0.95) ندارد. اسپورها به صورت مرکزی و بیضوی هستند و موجب تورم یاخته رویشی نمی‌شود. باسیلوس سرئوس به عنوان یک باکتری مولد اسپور، گسترش وسیعی در طبیعت دارد و از منابعی نظیر خاک، آب، گیاهان قابل جداسازی است. این ویژگی موجب شده که این ارگانیسم یک جزء معمولی فلور موقتی روده انسان باشد. این باکتری دو نوع مسمومیت ایجاد می کند.
خصوصیات بیماری و مکانیسم بیماری زایی باکتری
باسیلوس سرئوس بیش از 40 سال است که به عنوان یکی از عوامل شناخته شده بیماری‌های حاصل از مواد غذایی محسوب می‌شود. 2 نوع مسمومیت یکی با علامت استفراغ و دیگری با نشانه اسهال ایجاد می کند که توسط دو نوع انتروتوکسین تولید شده توسط این میکروب حاصل می‌شود.
عارضه اسهال
این عارضه نسبتاً خفیف بوده و علائم آن پس از کمون 8 تا 20 ساعت و معمولا در عرض 12تا 13 ساعت پس از مصرف غذا بروز کرده و به مدت 6 تا 24 ساعت (دوره بیماری ) به طول می‌انجامد. علائم این بیماری شامل تهوع (استفراغ به ندرت)، اسهال، کرامپ شکمی، درد روده و مدفوع آبکی می‌باشد. معمولا این عارضه همراه با تب نمی‌باشد. بین علائم این عارضه و علائم مسمومیت غذایی کلستریدیوم پرفرینجنس مشابهت وجود دارد. مواد غذایی ناقل شامل غذاهای بر پایه غلات که حاوی ذرت و نشاسته ذرت هستند. پوره سیب زمینی، سبزیجات، غذاهای گوشتی، سوسیس، جگر، پودینگ‌ها و سس‌ها و سوپ‌ها می‌باشد. در شیوع‌های همراه با عارضه اسهال انواع سرووارهای 1، 6، 8، 9، 10 و 12 بودند و سرووارهای 1، 8 و 12 در ارتباط با این عارضه و نیز عارضه استفراغی بودند . تعداد ارگانیسم‌ها در این نوع از بیماری حدود 10 به توان 5 در هر گرم است.
عارضه استفراغی
این حالت از مسمومیت غذایی با سیلوس سرئوس شدیدتر و حادتر از عارضه اسهال می‌باشد. دوره آن بین 1 تا 6 ساعت و معمولا 1 تا 5 ساعت (دوره کمون)است. گزارش شده که علائم این عارضه مشابه علائم مسمومیت غذایی استافیلوکوکی می‌باشد. تهوع و استفراغ بین 6 تا 24 ساعت (دوره بیماری) مهمترین علامت آن است. بهبود در طول 24 ساعت حاصل می‌شود و پیچیدگی بیماری دیده نشده است. فرم استفراغی بیماری تقریبا همیشه با غذاهای برنجی همراه بوده است. و علاوه بر آن خامه پاستوریزه، اسپاگتی، پوره سیب زمینی و سوپ سبزیجات نیز در ایجاد این عارضه دخالت دارند. فرم استفراغی بیماری با مصرف غذایی که در آن توکیس تولید شده حاصل می‌شود. تعداد ارگانیسم برای ایجاد این عارضه بیشتر از اسهال و حدود 10 به توان 9 ارگانیسم در هر گرم است. اسپورهای سرووارهای 4، 5، 8، 12 و 19 باسیلوس سرئوس و ارتباط با این بیماری است و اسپورهای سروتیپ 1 با باسیلوس سرئوس دارای بیشترین مقاومت حرارتی هستند. مسمومیت غذایی توسط سایر گونه‌های باسیلوس کمتر از باسیلوس سرئوس شایع بوده و علائم آنها خوب شناسایی نشده است.
مکانیسم بیماری زایی
سال‌ها قبل تصور می‌شد که 3 توکیس تولید شده از باسیلوس سرئوس به نام‌های لستیناز c ،همولیزین و توکیس درمونکروتیک کشنده عوامل موثر در بیماری زایی این باکتری به انسان می‌باشد ولی تحقیقات نشان می‌دهد که 2 توکیس خاص عامل فرم‌های مسمومیت اسهالی و استفراغی حاصل از این باکتری‌ها هستند. بیماری اسهال اساسا مربوط به تولید 2 انتروتوکیس 3 جزئی در روده است:
1) همولیتیک HBL
2) غیر همولیتیک NHE
وبیماری استفراغ مربوط به توکسین پروتئنی به نام سرئولیداست.
تولیدهر 2 نوع انتروتوکیس با رشد باکتری در غذا در ارتباط است.
توکسین عامل فرم اسهالی
توکسین عامل فرم اسهالی پروتئینی است با وزن مولکولی بالا و این توکسین در برابر حرارت ناپایدار بوده و در حرارت 56 درجه در مدت 5 دقیقه بی‌اثر می‌شود به آنزیم‌های پروتئولیتیک مثل تریپسین حساس است. در اواخر فاز لگاریتمی و اوایل فاز سکون رشد تولید می‌شود . همانند توکسین کلسترودیوم پرفریتجنس با اتصال به سلول‌های اپی‌تلیوم و تخریب غشا آن تأثیر می‌گذارد و به نظر می‌رسد HBL مسئول ایجاد علائم اسهال باشد.
توکسین عامل فرم استفراغی
توکسین عامل فرم استفراغی یک پتپید حلقوی نامحلول در آب با وزن مولکولی پائین است. به اسید و حرارت مقاوم است و حرارت 126 درجه را 90 دقیقه تحمل می‌کند. به تریپسین حساس نیست و در طول اسپوردار شدن میکروب تولید می‌شود. با اتصال به عصب پاراسمپاتیک و تحریک آن عمل می‌کند.
اخیرا تولید این توکیس‌ها را به پلاسمید نسبت می‌دهند. باسیلوس سرئوس انواع زیادی از آنزیم‌ها و سموم خارج سلولی را تولید می‌کند که از جمله میتوان لستیناز، پروتئاز ها، لاکتاماز، سرئولین و … را نام برد.
تعداد متفاوتی از گونه‌های زیر تولید انتروتوکیس می‌کنند: پانی باسیلوس سیرکولانس، باسیلوس لنتوس، باسیلوس تورینجنسیس، باسیلوس پومیلوس، باسیلوس پلی میکسا، باسیلوس کاروتاروم، باسیلوس پاستروری.
ارتباط باکتری با مواد غذایی و روش کنترل
باسیلوس سرئوس در خاک و گیاهان گسترده بوده و قابل جداسازی از انواع مختلف مواد غذایی شامل فرآورده‌های لبنی، گوشت ها، ادویه‌جات و محصولات غذایی خشک و غلات خصوصا برنج می‌باشد. به علت فراوانی این میکروب در مواد غذایی، باسیلوس سرئوس بخشی از فلور میکروبی ناپایدار روده را تشکیل می‌دهد.
مطالعات نشان می‌دهد که تعداد کمی از باسیلوس سرئوس در روده بیش از ده درصد افراد بالغ سالم موجود است. توانایی تولید اسپورهای مقاوم به فاکتورهایی مثل خشک کردن و حرارت دادن موجب می‌شود که مسمومیت غذایی باسیلوسی به صورت گسترده بر مواد غذایی شایع باشد. توانایی اسپورها در مقاومت به خشک شدن باعث زنده ماندن آنها در محصولات خشک مثل آرد و غلات می‌شود.
محصولات آردی مثل نان و کماج در برخی موارد شیوع مسمومیت باسیلوس سوبتلیس نقش دارند. باسیلوس سوبتلیس باعث نوعی نقص به نام رِپ می‌شود که در آن اسپورها طی پخت زنده می‌مانند و بعد از فرآیند حرارتی موجب تغییر ساختمان داخلی نان و تولید اسلایم چسبناک می‌شود.
اسپورهای باسیلوس سوبتلیس عموما در مواد غذایی موجودند و به تعداد کم، خطری برای انسان ندارند. ولی مشکل زمانی شروع می‌شود که غذای آلوده ( خصوصا غذایی که پخته شده و عاری از میکروب‌های حساس به حرارت است) در حرارت 15 – 10 درجه سانتی‌گراد به مدت طولانی نگهداری شود. تحت این شرایط باکتری رشد کرده و تکثیر زیادی پیدا می‌کند و در داخل غذا و روده به دنبال بلع غذا تولید توکیس می‌کند. اگرچه بلع بیش از 10 به توان 5 باکتری در هر گرم غذا لازم است تا ایجاد بیماری کند ولی بلع زیاد باسیلوس سرئوس همیشه ایجاد بیماری نمی‌کند. همه وقوع مسمومیت‌های غذایی باسیلوس سرئوس ناشی از نگهداری در حرارت نامناسب و یا سرد کردن آهسته مقادیر زیادی از غذا بوده است. با توجه به اینکه این نوع بیماری‌ها جزء مسمومیت محسوب می‌شوند انتقال آنها از طریق جرم عفونی مانند کمپیلو باکترججونای صورت نمی‌گیرد و به نظر می‌رسد که مواد خام کشاورزی بتواند در تولید بیماری حاصل از باسیلوس سرئوس دخیل باشد.
زمانی که شیر پاستوریزه شده یا خامه در دماهای سرد نامناسب نگهداری شود باسیلوس سرئوس می‌تواند رشد کند و موجب ایجاد نوعی فساد به نام انعقاد شیرین شود. علی رقم این وضعیت شیر و فرآورده‌های لبنی به ندرت موجب ایجاد بیماری حاصل از باسیلوس سرئوس می‌شوند.
توضیح احتمالی آن این است که هرچند شیر مایع یک محیط مناسب برای رشد این ارگانیسم است ولی برای تولید توکیس مناسب نیست.
مواد غذایی ناقل مسمومیت اسهالی: غلات، سوپ، سس، پودینگ، سبزیريا، فرآورده‌های گوشتی
موادغذایی ناقل مسمومیت استفراغی: مواد سرخ شده یا جوشانده برنجی و پنیر و غذاهای نشاسته‌ای
کنترل مسمومیت باسیلوس سرئوس
معیارهای کاهش و یا جلوگیری از بروز مسمومیت‌های غذایی باسیلوس سرئوس خوب مشخص شده است. اغلب وقوع بیماری ناشی از وضعیت غلط زمان و حرارت نگهداری غذا در مؤسسات عمل آوری مواد غذایی می‌باشد. این مشکل می تواند با نگهداری غذاها در بالاتر از 60 درجه در مصرف و یا سرد کردن سریع به زیر 10 درجه جهت نگهداری برطرف شود. غذاهای نگهداری شده در یخچال در مقادیر کوچک، سرد شدن سریع غذاها را آسان‌تر می‌کند. روش مناسب سرد کردن غذاها زیر 15 درجه در مدت 2 تا 3 ساعت پس از پخت می‌باشد.
روش های جداسازی و تشخیص باکتری در مواد غذایی
در شیوع مسمومیت غذایی باسیلوس سرئوس مواد غذایی آلوده حاوی تعداد زیادی ارگانیسم (بیش از 10 به توان 5) در هر گرم می‌باشند و بنابراین تکنیک‌های غنی سازی مورد نیاز نیستند.
کشت در محیط جامد انتخابی
محیط اگار خوندار غیر انتخابی جهت جداسازی این باکتری از مواد غذایی مشکوک به مسمومیت غذایی باسیلوس سرئوس مورد استفاده قرار می‌گیرد. محیط‌های جامد انتخابی دیگری نیز از جمله محیط حاوی مانیتول و زرده تخم مرغ و پلی‌میکسین و … مورد استفاده قرار می‌گیرد.
باسیلوس سرئوس و سایر گونه‌های باسیلوس را میتوان با استفاده از شکل پرگنه و سلول‌های باکتری خوب شناسایی کرد. باسیلوس سرئوس بعد از 24 ساعت گرمخانه گذاری در دمای 37 درجه سانتی‌گراد به کمک خصوصیات ظاهری کلنی‌ها قابل تشخیص است. کلنی‌های این ارگانیسم، بزرگ، خوابیده یا اندکی برآمده و به رنگ سبز تیره با بافت مشخص دانه دانه یا شیشه‌ای مات می‌باشد.
حضور پیروات در محیط موجب بهبود واکنش زرده تخم مرغ می‌گردد. وجود مقدار کم پپتون عمل رویش اسپور را تسریع می‌نماید. تأیید بیوشیمیایی بر اساس توانایی ارگانیسم جداسازی شده در تولید اسید از گلوکز و عدم توانایی تولید اسید از مانیتول، گزیلور و آرابینوز صورت می‌گیرد.
تشخیص تفریقی گونه‌های مختلف باسیلوس
در تشخیص باسیلوس سرئوس، توجه به خصوصیات این گونه در محیط جامد انتخابی حائز اهمیت می‌باشد زیرا بیش از 95 درصد پرگنه‌های تیپیک رشد کرده در این محیط انتخابی که فاقد قدرت تخمیر مانیتول می‌باشد مبین وجود این باکتری است ولی آزمایش‌های تأییدی نیز ضروری است. باسیلوس سرئوس در برخی از واکنش‌های بیوشیمیایی از جمله احیای نیترات متغیر عمل می‌کند. جهت تعیین سروتیپ باسیلوس سرئوس میتوان به آزمایش آگلوتیناسیون اقدام نمود که بر پایه تیپ پادگنی H آن صورت می‌گیرد.
