Stočna hrana je dobar hranljivi medijum za brojne saprofitne mikroorganizme. U povoljnim uslovima oni se umnožavaju i svojim metaboličkim produktima dovode do promena u hrani. Mikroorganizmi mogu biti jedan od faktora kvarenja hrane. bilo da se radi o normalnoj mikroflori, ili o naknadno dospeloj u stočnu hranu. Higijenski neispravna stočna hrana može imati dalekosežne posledice, po zdravlje i produktivne sposobnosti životinja. Poseban problem predstavlja biološki smanjena vrednost stočne hrane, koja je izložena razlaganju mikroorganizmima. Poznato je da je stočna hrana često indirektno preko namirnica životinjskog porekla uzročnik oboljenja kod ljudi (salmoneloze, stafilokokne infekcije, kampilobakterioze, klostridioze, mikotoksikoze) Stočna hrana se kontaminira sa mikroorganizmima u sredini gde se proizvodi, prerađuje, skladišti, transportuje ili upotrebljava. Industrijski pripremljena stočna hrana često ne zadovoljava mikrobiološke norme, a posebno kada je kontaminirana sa salmonelama, toksin produkujućim klostridijama i plesninra. Hrana može biti kontaminirana i drugim patogenima, koji se u njoj ne razmnožavaju i ne izazivaju njeno kvarenje, ali direktno putem hrane uzrokuju zarazno obolenje u životinja. Prema tome, hrana za životinje predstavlja biološki rizik, a stočarski proizvodi su rizik za zdravlje ljudi.
Radi zaštite zdravlja životinja i ljudi od svakog rizika, potrebno je naglasiti značaj higijenske kontrole stočne hrane. Svrha kontrole je da se preči proizvodnja, promet i korišćenje stočne hrane, koja je u količinama većim od dopuštenih, sadrži uslovno patogene i patogene bakterije, plesni i njihove štetne produkte, koji preko namimica mogu biti štetni za ljude. Tehnologija proizvodnje većine proteinskih i mineralnih hraniva omogućava preživljavanje sporogenih, pa i vegetetaivnih oblika bakterija. Zato je potrebno sistemsko praćenje kontaminacije stočne hrane i blagovremeno preduzimanje preventivnih mera za sprečavanje razvoja mikroorganizama i sinteze njihovih toksina.
Razvoj novih biotehnologija u oblasti proizvodnje stočne hrane nalaže i poznavanje korisnih mikroorganizama i njihovih metabolita. Različiti dodaci u stočnoj hrani, posebno supstance koje utiču na konverziju hrane i povećanje proizvodnih performansi životinja, imaju uticaja na promenu karakteristika i odnosa mikroflore. Zbog toga je potrebno imati u vidu značaj poznavanja vrste mikroorganizama koje se mogu naći u stočnoj hrani (saprofiti, potencijalno patogeni, patogeni i toksični mikroorganizmi).
Cilj ove knjige je da omogući studentima i stočarskim stručnjacima da obogate svoje znanje sa najnovijim znanjima iz oblasti kvaliteta stočne hrane. To praktično znači da podizanjem nivoa znanja iz ove oblasti i njihovom neposrednom primenom, omogući sistemsku kontrolu stočne hrane, čiji podaci treba da budu imperativ u programiranju mera zaštite životinja i proizvoda u stočarstvu. Nadam se da će ova knjiga ostvariti svoju namenu i pružiti značajnu pomoć proizvođačima i stručnjacima u proizvodnji stočne hrane. Ovo utoliko pre, jer je ovo prva knjiga iz ove oblasti na našem jeziku, pisana za širok krug čitalaca.
U štampanju ove knjige imala sam veliku moralnu i materijalnu pomoć mojih kolega i prijatelja. Svima njima ovom prilikom izražavam svoju iskrenu zahvalnost.
Smatram svojom ugodnom dužnošću, da se na ovom mestu posebno zahvalim recenzentima ove knjige dr Sofiji Žakuli, Prof. dr Radomiru Jovanoviću i Prof. dr Milanu Matavulju na ukazanoj pomoći i datim savetima.
Sadržaj
Mikrobiologija stočne hrane
Uvod
Poglavlje 1
Sastav stočne hrane
Hrana kao hranljivi supstrat za mikroorganizme
Poglavlje 2
Mikroorganizmi u stočnoj hrani
Uslovi za životnu aktivnost mikroorganizama
Faktori rasta mikroorganizama
Mehanizam ishrane mikroorganizama
Odnos mikrorganizama prema reakciji sredine (PH)
Odnos mikroorganizama prema kiseoniku
Odnos mikroorganizama prema hemijskim i fizičkim agensima
Biotički faktori
Medjusobni odnos mikroorganizama
Biokatalizatori
Generacijsko vreme
Glavne karakteristike mikroorganizama
Značaj higijenski ispravne hrane
Poglavlje 3
Opšte karakteristike, klasifikacija i identifikacija (Bakterije)
Bakterije značajne u stočarstvu
Kvasci
Opšte karakteristike, klasifikacija i identifikacija (Plesni)
Plesni značajne u stočarstvu
Poglavlje 4
Proizvodnja stočne hrane i zdravlje životinja
Saprofitni mikroorganizmi
Mikroorganizmi uzročnici kvarenja stočne hrane
Mikroorganizmi − uzročnici infekcija i intoksikacija .
Mikroorganizmi − trovači hrane
Patogeni mikroorganizmi
Plesni , mikrotoksini i zdravlje životinja
Korisni mikroorganizmi u stočnoj hrani
Parazitarne infestacije
Poglavlje 5
Mikroorganizmi u proizvodnji stočne hrane
Konzervisanje stočne hrane
Aditivi u stočnoj hrani
Antibiotici u stočnoj hrani
Mikroorganizmi i njihovi enzimi u fermentaciji stočne hrane
Probiotici
Poglavlje 6
Mikroorganizmi u vodi
Mikroorganizmi u vazduhu
Poglavlje 7
Mere zaštite, kontrole i inspekcija stočne hrane
Mikrobiološka kontrola stočne hrane i hraniva
Kontrola kvaliteta
Mikrobiološka procena stočne hrane
Interpretacija dobijenih rezultata
Savremeni metodi u kontroli higijenske
ispravnosti stočne hrane
Odgovarajući tretmani u proizvodnji stočne hrane
Propisi u kontroli stočne hrane
Poglavlje 8
Monitoring higijenske ispravnosti stočne hrane
Poglavlje 9
Mikrobiološke laboratorijske metode za ispitivanje higijenske ispra1 stočne hrane
Uvod
Mikrobiologija je biološka nauka koja se bavi izučavanjem strukture i funkcije jednoćelijskih i najsitnijih živih bića − mikroorganizama. U širem smislu mikrobiologija je nauka koja izučava različite vrste mikroorganizama (mikroba), kao što su bakterije (prokarioti), kvasci, plesni, protozoe (eukarioti) i virusi (bezćelijski, odnosno acelularni mikroorganizmi). Naziv mikrob uzet je iz francuskog jezika, i označava mikroskopski organizam ili mikroorganizam.
Različite discipline mikrobiologije bave se proučavanjem oblika, strukture, reprodukcije, fiziologije, metabolizma i identifikacije mikroorganizama. One ispituju i njihovu raširenost u prirodi, međusobni odnos i odnos prema drugim organizmima, koristan i štetan efekat prema čoveku i životinji, kao i fizičke i hemijske promene do kojih dovode u prirodi.
Mikrobiologija se bavi, pretežno, proučavanjem jednoćelijskih mikroorganizama. Mikrobi su živi organizmi složenog sastava. Sastavljeni su od makromolekula proteina, ugljenih hidrata i lipida. U stanju su da reprodukuju sopstvenu složenu makromolekulsku strukturu. Kada su obezbeđeni potrebnom hranom i energijom mikroorganizmi mogu da sintetišu sve neophodne komponente, obavljaju metabolizam, rastu i razmnožavaju se. Mikroorganizmi ne postoje kao deo biljnog ili životinjskog organizma, već kao pojedinačne ćelije, i svi životni procesi se odvijaju u jednoj ćeliji.
U osnovi, sve žive ćelije su slične po svojoj strukturi. One se sastoje od protoplazme, koloidnih ili organskih kompleksa koji sadrže velike količine proteina, lipida i nukleinskih kiselina. Sve ovo je uokvireno ćelijskom membranom ili ćelijskim zidom.
Mikroorganizmi su široko rasprostranjeni u prirodi. Nalaze se svuda gde postoje pogodni uslovi za njihov rast i razmnožavanje. Predstavljaju prva živa bića u toku evolucije na našoj planeti u kojima se manifestovao život. Zahvaljujući ovoj činjenici, mikroorganizmi su veoma podesni za izučavanje osnovnih životnih funkcija ćelija. Mikroorganizmi u prirodnoj zajednici (biocenozi) kompletiraju svoj razvoj i zato se nalaze svuda i na različitim mestima. Kada se jedna ili više vrsta mikroorganizama javlja stalno u određenoj sredini, onda je to prirodna mikroflora te sredine.
Rani razvoj bakteriologije odnosio se na izučavanje mikroorganizama koji prouzrokuju bolesti, zbog čega se zadržao opšti utisak da je jedina uloga bakterija da prouzrokuju bolesti životinja i čoveka. Međutim, takvo shvatanje o mikroorganizmima je potpuno pogrešno. Izučavajući mikroorganizme, mikrobiolozi su došli do saznanja o korisnoj ulozi velikog broja različitih vrsta mikroorganizama. Kada bi bakterije potpuno nestale, život drugih živih organizama ne bi se mogao održati. Prisustvo mnogih vrsta mikroorganizama je poželjno u hrani, na primer, pri konzerviranju i proizvodnji silaže i senaže. Mnogi mikroorganizmi su za čoveka veoma korisni i neophodni za njegov život. Tako od metaboličke aktivnosti nekih vrsta bakterija i gljiva zavisi plodnost zemljišta. Mnoge bakterijske vrste, razgrađujući svojim enzimima, odnosno fermentima razne vrste organskih materija, obezbeđuju čoveku i životinjama neophodan azot. Bakterije su, takođe, neophodne u procesu prečišćavanja otpadnih voda. Mikroorganizmi koriste neorganska ili organska jedinjenja ugljenika, prevode nerastvorljive proteine, masti i celulozu u rastvorljiva jedinjenja, koja se mogu ukloniti kao neškodljiva. Mnogi mikroorganizmi se hrane otpadnim organskim materijama. Neke vrste mikroorganizama su paraziti.
Razvoj nauke o mikroorganizmima praktično počinje 1560. godine, kada je Jannsen u Holandiji konstruisao jednostavni mikroskop, kojim su se mogla videti živa bića, do tada nevidljiva golim okom. U 17. veku Kircher je otkrio u mleku, sirćetu, siru i trulom mesu neke „sitne žive crviće“. Nešto kasnije Antoni van Leeuwenhoek je konstruisao mikroskop sa znatno jačim sočivom, kojim je otkrio više „životinja“ u kišnici, pljuvački i dijaretičkom izmetu. Ustanovio je, takođe, da se ovi kreću i opisao njihove različite oblike. Njemu se priznaje da je prvi video i opisao bakterije. On je poznat kao otac mikrobiologije. Vremenom su se mikroskopi usavršavali i tako se širilo znanje o pojedinim vrstama mikroorganizama.
Plencis, bečki lekar, utvrdio je 1762. godine da svaku zaraznu bolest izazivaju određeni mikroorganizmi i da bolest ima svog specifičnog izazivača.
Pasteur je 1854. godine ispitivao poreklo mikroorganizama i uočio njihovu važnost u razgrađivanju organskih materija i ulogu u različitim procesima vrenja. Na osnovu sopstvenih rezultata izveo je zaključak: „za rad sa mikroorganizmima važno je prvo znati kako deluju, zatim način kako da se borimo sa njima i kako da ih iskoristimo za dobrobit čoveka“. Izučavajući korisne osobine mikroba, on je ustanovio da možemo dobiti proizvode odgovarajućeg kvaliteta kada određene mikroorganizme dodajemo određenim supstratima. Glavnu pažnju posvetio je ispitivanjima fizioloških pojava kod mikroorganizama, kao i načinima njihovog gajenja na veštačkim i tečnim podlogama u laboratoriji. Proučavajaući štetne mikroorganizme Pasteur je paralelno ispitivao i njihovo uništavanje. Pokušao je da uništava bakterije u raznim supstratima i različitim postupcima, na primer zagrevanjem (pasterizacijom).
Robert Koch je 1883. godine utvrdio da je određena vrsta mikroorganizama uzročnik određene zarazne bolesti − Kochov postulat. Postulat je nedvosmisleno i danas osnova za vezu mikroorganizam − oboljenje.
- Mikroorganizam mora biti prisutan u svakom slučaju infektivnog oboljenja.
- Mikroorganizam se može izolovati u čistoj kulturi.
- Inokulacija čiste kulture u životinju uzrokuje isto oboljenje.
- Iste vrste mikroorganizama moraju biti ponovo izolovane iz obolele životinje.
Posle Pasteur-a i Koch-a mikrobiologija se brzo razvijala u svim svojim granama. Prvo su usavršavane metode laboratorijskog istraživanja, a zatim je ispitivana praktična primena mikroorganizama, odnosno njihovo iskorišćavanje u različitim industrijskim delatnostima. Tako je razvijena mikrobiologija zemljišta (Sergije Nikolajevič Vinogradski 1924. godine), mikrobiologija mleka (S. Orla Jensen, 18701949. godine), čistih kultura u pivarstvu Ch. E. Hansen (1842-1900), dok sistemska mikrobiologija počinje od Carl Linne (1707-1778), Mullera (1730-1784), Cohn-a i drugih. Fermentativnu aktivnost mikroorganizama proučavali su Thurgan i Henneberg u XIX veku. Paul Ehrlich je početkom XX veka doprineo svojim rezultatima poznavanju savremene imunologije. Osnova u molekularnoj biologiji i genetici je izučavanje bakteriofaga. Istraživanja genetike i varijacije jednoćelijskih živih bića, posebno bakterija, otvaraju nove poglede na međusobne odnose mikroorganizama i ljudi, životinja, biljaka i nežive prirode. Mikrobiološka ispitivanja poslednjih 40 godina išla su u pravcu rešavanja jednog od najtežih problema biohemije i biologije infekcije, genetike i varijacije mikroorganizama, posebno bakterija. Mada je danas mikrobiologija samostalna nauka, ipak je tesno povezana sa ostalim biološkim naukama, koje joj omogućavaju da objasni mnoge životne pojave u aktivnosti mikroorganizama. Mikrobiologija svojim rezultatima pruža veoma dragocenu pomoć botanici, zoologiji, pedologiji, agrohemiji, humanoj i veterinarskoj medicini, tehnologiji stočne hrane, ishrani domaćih životinja i drugim naukama.
Mikroorganizmi su veoma rasprostranjeni u prirodi. Sa zemljine površine mikroorganizmi se prenose vazduhom u atmosferu, prelazeći sa jednog na drugi lokalitet. Neki mikroorganizmi, kao što su na primer stanovnici okeana, mogu se naći na udaljenosti od mnogo milja na visokim planinama. Mikroorganizmi iz plodnog zemljišta mogu biti nošeni potocima i rekama u jezera i mora. Otpaci poljoprivrede i industrije sadrže štetne bakterije koje vodom mogu dospeti u različite vodotokove. Tako se neka oboljenja mogu prenositi s jednog područja na drugo. Prisustvo patogenih mikroorganizama za životinje i ljude u stajnjaku predstavlja ozbiljan izvor mnogih infektivnih obolenja. To znači da čovek živi okružen mnoštvom različitih mikroorganizama. Oni se nalaze u vazduhu koji udišemo i hrani koju jedemo, na površini tela čoveka, u alimentarnom traktu, ustima, nosu i drugim telesnim šupljinama. Veći broj vrsta mikroorganizama bezopasan je za čoveka i životinje. Korišćenjem različitih postupaka efikasno se može sprečiti širenje štetnih i potencijalno štetnih mikroorganizama.
Poznavanje štetnih i korisnih mikroorganizama u stočnoj hrani i sredini u kojoj se nalaze životinje od izuzetnog je praktičnog značaja za sprečavanje infektivnih bolesti i održavanje normalnog zdravstvenog stanja životinja. Savremena tehnologija proizvodnje stočne hrane zahteva stalnu mikrobiološku kontrolu. Upotreba različitih mikrobioloških i drugih dodataka u stočnoj hrani je profilaktička mera, koja predstavlja predmet mnogih istraživanja u stočarskoj proizvodnji.
O Autoru
Prof. dr Veselina Radanov Pelagić
Prof. dr Veselina Radanov Pelagić je rođena 1950 godine u Somboru. gde je završila osnovnu školu i Gimnaziju. Veterinarski fakultet je završila u Sarajevu 1975. Rad u fabrici lekova “Zdravlje“ u Leskovcu posle dve godine prekida zbog iznenadnog životnog događaja. 1977 prelazi u Veterinarski institut u Novi Sad. gde započinje svoj rad u nauci kao asistent pripravnik. Magistrirala je 1981 i doktorirala 1986 na Veterinarskom fakultetu u Beogradu. Od 1990 do danas radi na Poljoprivrednom fakultetu Instituta za stočarstvo u Novom Sadu.
U mikrobiološkoj laboratoriji Veterinarskog instituta ovladala je bakteriološkom dijagnostikom stočne hrane i patološkog materijala od uginulih životinja. Istraživala je bakterijske uzročnike obolenja kod domaćih životinja. Veći deo istraživačkog rada posvetila je izučavanju Cl. perfringens, jednog od kontaminenata stočne hrane i uzročnika klostridijalnih infekcija kod životinja. Upravo iz te oblasti uradila je svoj magistraski i doktorski rad, čiji su rezultati značajno doprineli poznavanju anaerobnih infekcija kod životinja u našim farmskim uslovima. Naučni i stručni rad prof. dr Veseline Radanov Pelagić prikazan je u objavljenim radovima i istraživačkim projektima. U toku svog rada objavila je 149 radova i 14 naučno istraživačkih projektnih temata. Veći broj radova odnosi se na rad mikrobiologije stočne hrane u kojima je obrađivala najčešće patogene bakterije i plesni, i njihov uticaj na zdravlje životinja. Veoma aktivno ii uspešno radi na zadacima u oblasti mikrobiologije u stočarstvu. Naučni i stručni radovi prezentirani su na više nacionalnih i međunarodnih skupova. Posetila je veliki broj naučnih instituticija u Mađarskoj, Rumuniji, Španiji, Parizu, Beogradu, Sarajevu, Zagrebu i Ljubljani.
Iz recenzije
U knjizi je obrađena mikroflora značajna u mikrobiologiji stočne hrane. Materija je prikazana u 9 poglavlja. Po svom sadržaju predstavlja sintezu naučnih istraživanja i prakse, tako da može uspešno poslužiti studentima poljoprivrednih i veterinarskih fakulteta, kao i svim stručnjacima koji se bave proizvodnjom i prometom stočne hrane.
dr Sofija Žakula
U knjizi je dat prikaz mikroorganizama (bakterija, kvasaca i plesni), koje se mogu naći u stočnoj hrani. Po svom sadržaju predstavlja rezultate višegodišnjeg naučnog i stručnog rada u oblasti uticaja kontaminirane stočne hrane na zdravlje životinja.
Pro.fdr Milan Matavulj
Knjiga je proizvod dugogodišnjeg naučnog i stručnog rada i bogatog iskustva u ovoj oblasti. Pisana je čitljivim stilom i sigurno će poslužiti kao dragoceni izvor novih informacija i saznanja iz područja mikrobiologije stočne hrane. Ovo utoliko pre jer je ovo prva knjiga ove vrste na našem jeziku. pisana za široki krug čitalaca,
Prof. dr Radomir Jovanović