Microbiologie
Relatie tussen voeding en gezondheid
Er bestaat een nauwe relatie tussen voeding en gezondheid: een optimale voeding is een belangrijke
voorwaarde voor een goede lichamelijke gezondheid. De voeding kan echter ook een ongunstig
effect op de gezondheid hebben.
- Ondervoeding → Kan leiden tot deficiëntieziekten en bij ziekte kan het leiden tot een ongunstiger
ziekteverloop.
- Verkeerde voeding →De consument kan echter door een eenzijdige keuze van producten die op
zichzelf deugdelijk zijn, zo eten dat hij een tekort krijgt aan bepaalde voedingsstoffen.
- Chemische factoren → Door het toenemende gebruikt van allerlei bestrijdingsmiddelen en het
toevoegen van groeibevorderaars aan het voer van de landbouwhuisdieren komen steeds meer
stoffen ongewild in het menselijk voedsel. De overheid houdt door middel van de Voedsel &
Warenautoriteit toezicht op de aanwezigheid van chemische stoffen in voedingsmiddelen. Stoffen
die schadelijk zijn voor de gezondheid van de mens mogen niet aan voedingsmiddelen worden
toegevoegd en er zijn wettelijke normen voor de toelaatbare hoeveelheid residuen van
bestrijdingsmiddelen en andere contaminanten.
- Additieven (hulpstoffen) → Stoffen die door de producent met opzet aan voedingsmiddelen of aan
de grondstoffen daarvoor worden toegevoegd (de E-nummers en de conserveermiddelen).
- Contaminanten (verontreinigingen) → Stoffen die zonder opzet, dus ongewild, in voedingsmiddelen
of in de grondstoffen daarvoor zijn terechtgekomen; zij kunnen schadelijke gevolgen hebben voor de
gezondheid van de mens.
- Microbiologische factoren → Als oorzaak van het veelvuldig optreden van de ziekten die
veroorzaakt zijn door het consumeren van voedsel dat met micro-organismen is besmet, kunnen de
vijf O’s genoemd worden: onwetendheid, onverschilligheid, onhygiënisch werken onvoldoende
koeling van voedingsmiddelen en onvoldoende verhitting van voedingsmiddelen.
Algemene levensmiddelenmicrobiologie
De levensmiddelenmicrobiologie is de wetenschap die zich bezighoudt met het bestuderen van
micro-organismen die in levensmiddelen voorkomen. Micro-organismen zijn organismen die in hun
levenscyclus ten minste één periode doormaken waarin één enkele cel zich als individu vermeerdert.
Ze zijn alleen maar met behulp van een microscoop of een elektronenmicroscoop waar te nemen.
Tot de micro-organismen behoren: bacteriën, rickettsiën, schimmels, gisten, protozoën en virussen.
Micro-organismen helpen ons. Ze helpen ons bij de afvalverwerking. Andere zijn nodig voor de
bereiding van gefermenteerde levensmiddelen. Ook kunnen ze zorgen voor voedselbederf. Sommige
soorten micro-organismen zijn echter pathogeen voor de mens, zij kunnen infectieziekten
veroorzaken. Ze kunnen ook zorgen voor een voedselvergiftiging of voedselinfectie. Deze micro-
organismen worden aangeduid met de term voedselpathogenen. De levensmiddelenhygiëne is het
specialisme binnen de levensmiddelenmicrobiologie dat zich bezighoudt met het verhinderen en
verminderen van de besmetting van voedsel met pathogene micro-organismen.
Prokaryoten
Het DNA ligt los in de cel en het heeft 1 chromosoom. Prokaryoten hebben geen celorganellen maar
hebben wel een celwand. De grootte is 1 – 10 µm. Bacteriën en rickettsiën zijn prokaryoten.
,Eukaryoten
Deze heeft wel celorganellen en heeft in de kern meer dan 1 chromosoom. Planten hebben een
celwand maar dieren niet. De grootte is meer dan 5 µm. Tot de eukaryoten behoren alle planten
(inclusief schimmels en gisten) en dieren.
Indeling van micro-organismen
Micro-organismen worden ingedeeld volgens het hiërarchische classificatiesysteem. In dit
classificatiesysteem worden organismen met gelijke kenmerken en eigenschappen verenigd tot een
taxon (een systematische eenheid). In het classificatiesysteem worden onder meer de volgende taxa,
van hoog tot laag, onderscheiden:
- Klasse of classis
- Orde of ordo
- Familie of familia
- Geslacht of genus
- Soort of species
Binnen een soort kan nog een nadere onderverdeling gemaakt worden in:
- Ondersoort of subspecies
- Biotype of biovar (op grond van biochemische eigenschappen)
- Serotype of serovar (een indeling naar antigene kenmerken)
- Faagtype (indeling met behulp van een bactriofaag)
- Stam (dat zijn alle individuen van een soort die door deling zijn ontstaan uit één enkele cel)
Nomenclatuur (naamgeving)
Voor de nomenclatuur bestaan een aantal vaste regels, de regels die betrekking hebben op de
schrijfwijze zijn:
- De naam van de familie begint altijd met een hoofdletter en eindigt op de uitgang –aceae
- De naam van het geslacht begint eveneens met een hoofdletter
- De naam van de soort wordt met een kleine letter geschreven
Bacteriën (0,3 – 10 µm)
Gram-kleuring
Met behulp van de Gram-kleuring kunnen twee typen bacteriën worden onderscheiden:
- De bacteriën die door ethanol 96% zijn ontkleurd en die door de nakleuring met fuchsine of
saffranine een lichtrode kleur hebben gekregen, worden Gram-negatief genoemd. Ze hebben een
extra celmembraan, die de celwand beschermt en waar de paarse kleurstoffen niet aan hecht.
- De bacteriën die niet door ethanol 96% zijn ontkleurd en die dus de paarse kleursof hebben
vastgehouden, noemt men Gram-positief.
Gram-kleuring is alleen maar betrouwbaar bij jonge bacterieculturen. Bij oude Gram-positieve
bacteriën (ouder dan circa 24 uur) kan namelijk Gram-labiliteit optreden: de bacteriën worden door
ethanol dan wel ontkleurd en zij worden vervolgens door Gram-III lichtrood ontkleurd.
Vorm
Bacteriën worden naar hun vorm onderscheiden in:
- Bolvormige (coccen) → Zijn op een enkele uitzondering na Gram-positief en worden nader
ingedeeld naar de wijze waarop de cellen gegroepeerd liggen: losse cellen (micrococcen), twee cellen
bijeen (diplococcen), vier cellen bijeen (tetracoccen), acht cellen bijeen als een kubus (sarcina), in een
, ketting (streptococcen) en in de vorm van een druiventros (stafylococcen).
- Staafvormige → Liggen soms in een ketting achter elkaar, maar komen meestal los voor. Met
behulp van Gram-kleuring kan een onderscheid gemaakt worden in Gram-negatieve staafjes, Gram-
positieve staven met sporen (bacillen), Gram-positieve staven zonder sporen en de gebogen-
staafvormige baccteriën (zijn Gram-negatief). De laatste kan worden onderverdeeld in: gebogen als
een komma (vibronen), in de vorm van een rechte spiraal dus S-vormig (spirillen) en schroefvormig
dus als een kurkentrekker (spirocheten).
Celmembraan (Plasmamembraan)
Het protoplasma (cytoplasma) wordt omgeven door de celmembraan. Deze bestaat uit een dubbele
laag fosfolipiden (verbindingen van glycerol met twee vetzuren en fosforzuur) waarin zich bolvormige
eiwitten bevinden, deze eiwitten hebben vaak een functie als enzym. De celmembraan is semi-
permeabel. Op sommige plaatsen is de celmembraan naar binnen ingestulpt, die komt vooral bij
Gram-positieve bacteriën voor, en wordt mesosoom genoemd. Bij Gram-positieve bacteriën
vertonen de mesosomen vaak een ingewikkelde structuur, de mesosomen van Gram-negatieve
bacteriën zijn doorgaans kleiner en zij hebben een eenvoudige structuur.
Celwand
De celwand beschermt de bacteriecel tegen invloeden van het externe milieu, met name tegen
osmotische drukverschillen. Gewoonlijk leeft een bacterie in een hypotoon milieu. Als de celwand
beschadigd of verwijderd is (als hij verwijderd is blijft allen het protoplast over), neemt de bacteriecel
veel water op om de interne osmotische druk gelijk te maken aan de osmotische druk van het
externe milieu. Het gevolg hiervan is dat de cel of protoplast sterk opzwelt en ten slotte knapt. Komt
een bacterie in een hypertoon milieu, dan wordt aan de bacteriecel vocht onttrokken; de bacteriecel
verschrompelt hierdoor. Gram-positieve bacteriën hebben een dikke celwand. Gram-negatieve
bacteriën hebben een dunne celwand die uit twee lagen is opgebouwd. De binnenste laag en de
buitenmembraan zijn gescheiden door de periplasmatische ruimte. Hier komen een aantal enzymen
voor, onder andere de β-lactamasen die antibiotica onwerkzaam maken. Aan de lipiden van de
buitenmembraan zijn polysachariden gebonden en deze bevinden zich aan de buitenkant van de
celwand. Deze verbinding heet het lipo-poly-saccharide-complex (LPS). Dit LPS-complex, en met
name het lipidedeel, heeft een toxische werking, het wordt daarom het endotoxine van de bacterie
genoemd. De polysachariden hebben antigene eigenschappen. Omdat het LPS-complex deel
uitmaakt van de celwand, wordt dit antigeen het somatische of lichaams-antigeen genoemd. De
mucopeptidelagen in de celwand kunnen afgebroken worden door het enzym lysozym, door de
werking van lysozym desintegreet de celwand en de bacteriecel wordt gevoelig voor osmotische
drukverschillen. Lysozym komt voor in het wit van eieren en bij de mens onder meer in traanvocht,
speeksel en in witte bloedlichaampjes. Gram-negatieve bacteriën zijn minder gevoelig voor de
inwerking van lysozym dan Gram-positieve bacteriën.
Slijmlaag
Veel bacteriën zijn omgeven door een losse, amorfe slijmlaag die uit koolhydraten bestaat. De
vorming van slijmlaag wordt beïnvloed door het externe milieu: indien er geen koolhydraten
aanwezig zijn, kan er geen slijmlaag gevormd worden.
Kapsel
Bij een aantal bacteriesoorten komt een kapsel voor, dit is, in tegenstelling tot een slijmlaag, een
Relatie tussen voeding en gezondheid
Er bestaat een nauwe relatie tussen voeding en gezondheid: een optimale voeding is een belangrijke
voorwaarde voor een goede lichamelijke gezondheid. De voeding kan echter ook een ongunstig
effect op de gezondheid hebben.
- Ondervoeding → Kan leiden tot deficiëntieziekten en bij ziekte kan het leiden tot een ongunstiger
ziekteverloop.
- Verkeerde voeding →De consument kan echter door een eenzijdige keuze van producten die op
zichzelf deugdelijk zijn, zo eten dat hij een tekort krijgt aan bepaalde voedingsstoffen.
- Chemische factoren → Door het toenemende gebruikt van allerlei bestrijdingsmiddelen en het
toevoegen van groeibevorderaars aan het voer van de landbouwhuisdieren komen steeds meer
stoffen ongewild in het menselijk voedsel. De overheid houdt door middel van de Voedsel &
Warenautoriteit toezicht op de aanwezigheid van chemische stoffen in voedingsmiddelen. Stoffen
die schadelijk zijn voor de gezondheid van de mens mogen niet aan voedingsmiddelen worden
toegevoegd en er zijn wettelijke normen voor de toelaatbare hoeveelheid residuen van
bestrijdingsmiddelen en andere contaminanten.
- Additieven (hulpstoffen) → Stoffen die door de producent met opzet aan voedingsmiddelen of aan
de grondstoffen daarvoor worden toegevoegd (de E-nummers en de conserveermiddelen).
- Contaminanten (verontreinigingen) → Stoffen die zonder opzet, dus ongewild, in voedingsmiddelen
of in de grondstoffen daarvoor zijn terechtgekomen; zij kunnen schadelijke gevolgen hebben voor de
gezondheid van de mens.
- Microbiologische factoren → Als oorzaak van het veelvuldig optreden van de ziekten die
veroorzaakt zijn door het consumeren van voedsel dat met micro-organismen is besmet, kunnen de
vijf O’s genoemd worden: onwetendheid, onverschilligheid, onhygiënisch werken onvoldoende
koeling van voedingsmiddelen en onvoldoende verhitting van voedingsmiddelen.
Algemene levensmiddelenmicrobiologie
De levensmiddelenmicrobiologie is de wetenschap die zich bezighoudt met het bestuderen van
micro-organismen die in levensmiddelen voorkomen. Micro-organismen zijn organismen die in hun
levenscyclus ten minste één periode doormaken waarin één enkele cel zich als individu vermeerdert.
Ze zijn alleen maar met behulp van een microscoop of een elektronenmicroscoop waar te nemen.
Tot de micro-organismen behoren: bacteriën, rickettsiën, schimmels, gisten, protozoën en virussen.
Micro-organismen helpen ons. Ze helpen ons bij de afvalverwerking. Andere zijn nodig voor de
bereiding van gefermenteerde levensmiddelen. Ook kunnen ze zorgen voor voedselbederf. Sommige
soorten micro-organismen zijn echter pathogeen voor de mens, zij kunnen infectieziekten
veroorzaken. Ze kunnen ook zorgen voor een voedselvergiftiging of voedselinfectie. Deze micro-
organismen worden aangeduid met de term voedselpathogenen. De levensmiddelenhygiëne is het
specialisme binnen de levensmiddelenmicrobiologie dat zich bezighoudt met het verhinderen en
verminderen van de besmetting van voedsel met pathogene micro-organismen.
Prokaryoten
Het DNA ligt los in de cel en het heeft 1 chromosoom. Prokaryoten hebben geen celorganellen maar
hebben wel een celwand. De grootte is 1 – 10 µm. Bacteriën en rickettsiën zijn prokaryoten.
,Eukaryoten
Deze heeft wel celorganellen en heeft in de kern meer dan 1 chromosoom. Planten hebben een
celwand maar dieren niet. De grootte is meer dan 5 µm. Tot de eukaryoten behoren alle planten
(inclusief schimmels en gisten) en dieren.
Indeling van micro-organismen
Micro-organismen worden ingedeeld volgens het hiërarchische classificatiesysteem. In dit
classificatiesysteem worden organismen met gelijke kenmerken en eigenschappen verenigd tot een
taxon (een systematische eenheid). In het classificatiesysteem worden onder meer de volgende taxa,
van hoog tot laag, onderscheiden:
- Klasse of classis
- Orde of ordo
- Familie of familia
- Geslacht of genus
- Soort of species
Binnen een soort kan nog een nadere onderverdeling gemaakt worden in:
- Ondersoort of subspecies
- Biotype of biovar (op grond van biochemische eigenschappen)
- Serotype of serovar (een indeling naar antigene kenmerken)
- Faagtype (indeling met behulp van een bactriofaag)
- Stam (dat zijn alle individuen van een soort die door deling zijn ontstaan uit één enkele cel)
Nomenclatuur (naamgeving)
Voor de nomenclatuur bestaan een aantal vaste regels, de regels die betrekking hebben op de
schrijfwijze zijn:
- De naam van de familie begint altijd met een hoofdletter en eindigt op de uitgang –aceae
- De naam van het geslacht begint eveneens met een hoofdletter
- De naam van de soort wordt met een kleine letter geschreven
Bacteriën (0,3 – 10 µm)
Gram-kleuring
Met behulp van de Gram-kleuring kunnen twee typen bacteriën worden onderscheiden:
- De bacteriën die door ethanol 96% zijn ontkleurd en die door de nakleuring met fuchsine of
saffranine een lichtrode kleur hebben gekregen, worden Gram-negatief genoemd. Ze hebben een
extra celmembraan, die de celwand beschermt en waar de paarse kleurstoffen niet aan hecht.
- De bacteriën die niet door ethanol 96% zijn ontkleurd en die dus de paarse kleursof hebben
vastgehouden, noemt men Gram-positief.
Gram-kleuring is alleen maar betrouwbaar bij jonge bacterieculturen. Bij oude Gram-positieve
bacteriën (ouder dan circa 24 uur) kan namelijk Gram-labiliteit optreden: de bacteriën worden door
ethanol dan wel ontkleurd en zij worden vervolgens door Gram-III lichtrood ontkleurd.
Vorm
Bacteriën worden naar hun vorm onderscheiden in:
- Bolvormige (coccen) → Zijn op een enkele uitzondering na Gram-positief en worden nader
ingedeeld naar de wijze waarop de cellen gegroepeerd liggen: losse cellen (micrococcen), twee cellen
bijeen (diplococcen), vier cellen bijeen (tetracoccen), acht cellen bijeen als een kubus (sarcina), in een
, ketting (streptococcen) en in de vorm van een druiventros (stafylococcen).
- Staafvormige → Liggen soms in een ketting achter elkaar, maar komen meestal los voor. Met
behulp van Gram-kleuring kan een onderscheid gemaakt worden in Gram-negatieve staafjes, Gram-
positieve staven met sporen (bacillen), Gram-positieve staven zonder sporen en de gebogen-
staafvormige baccteriën (zijn Gram-negatief). De laatste kan worden onderverdeeld in: gebogen als
een komma (vibronen), in de vorm van een rechte spiraal dus S-vormig (spirillen) en schroefvormig
dus als een kurkentrekker (spirocheten).
Celmembraan (Plasmamembraan)
Het protoplasma (cytoplasma) wordt omgeven door de celmembraan. Deze bestaat uit een dubbele
laag fosfolipiden (verbindingen van glycerol met twee vetzuren en fosforzuur) waarin zich bolvormige
eiwitten bevinden, deze eiwitten hebben vaak een functie als enzym. De celmembraan is semi-
permeabel. Op sommige plaatsen is de celmembraan naar binnen ingestulpt, die komt vooral bij
Gram-positieve bacteriën voor, en wordt mesosoom genoemd. Bij Gram-positieve bacteriën
vertonen de mesosomen vaak een ingewikkelde structuur, de mesosomen van Gram-negatieve
bacteriën zijn doorgaans kleiner en zij hebben een eenvoudige structuur.
Celwand
De celwand beschermt de bacteriecel tegen invloeden van het externe milieu, met name tegen
osmotische drukverschillen. Gewoonlijk leeft een bacterie in een hypotoon milieu. Als de celwand
beschadigd of verwijderd is (als hij verwijderd is blijft allen het protoplast over), neemt de bacteriecel
veel water op om de interne osmotische druk gelijk te maken aan de osmotische druk van het
externe milieu. Het gevolg hiervan is dat de cel of protoplast sterk opzwelt en ten slotte knapt. Komt
een bacterie in een hypertoon milieu, dan wordt aan de bacteriecel vocht onttrokken; de bacteriecel
verschrompelt hierdoor. Gram-positieve bacteriën hebben een dikke celwand. Gram-negatieve
bacteriën hebben een dunne celwand die uit twee lagen is opgebouwd. De binnenste laag en de
buitenmembraan zijn gescheiden door de periplasmatische ruimte. Hier komen een aantal enzymen
voor, onder andere de β-lactamasen die antibiotica onwerkzaam maken. Aan de lipiden van de
buitenmembraan zijn polysachariden gebonden en deze bevinden zich aan de buitenkant van de
celwand. Deze verbinding heet het lipo-poly-saccharide-complex (LPS). Dit LPS-complex, en met
name het lipidedeel, heeft een toxische werking, het wordt daarom het endotoxine van de bacterie
genoemd. De polysachariden hebben antigene eigenschappen. Omdat het LPS-complex deel
uitmaakt van de celwand, wordt dit antigeen het somatische of lichaams-antigeen genoemd. De
mucopeptidelagen in de celwand kunnen afgebroken worden door het enzym lysozym, door de
werking van lysozym desintegreet de celwand en de bacteriecel wordt gevoelig voor osmotische
drukverschillen. Lysozym komt voor in het wit van eieren en bij de mens onder meer in traanvocht,
speeksel en in witte bloedlichaampjes. Gram-negatieve bacteriën zijn minder gevoelig voor de
inwerking van lysozym dan Gram-positieve bacteriën.
Slijmlaag
Veel bacteriën zijn omgeven door een losse, amorfe slijmlaag die uit koolhydraten bestaat. De
vorming van slijmlaag wordt beïnvloed door het externe milieu: indien er geen koolhydraten
aanwezig zijn, kan er geen slijmlaag gevormd worden.
Kapsel
Bij een aantal bacteriesoorten komt een kapsel voor, dit is, in tegenstelling tot een slijmlaag, een
