đề tài nghiên cứu Bacillus cereus and other bacillus species

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 2 1.Giới thiệu 3 2. Các sinh vật và đặc tính của chúng 4 3.Sự phát sinh bệnh và triệu chứng lâm sàng 8 4. Phân lập và nhận dạng 9 5. Kết hợp với thực phẩm 20 KẾT LUẬN 24 1 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay vấn đề an toàn thực phẩm là một trong những vấn đề nóng của toàn thế giới nói chung. Theo trung tâm kiểm soát và phòng ngừa bệnh thì khoảng 76 triệu trường hợp ngộ độc thực phẩm xảy ra hằng năm.Trong số này khoảng 325 nghìn người phải vào bệnh viện và 5200 người tử vong. Bộ nông nghiệp Mỹ đã tính rằng chi phí kinh tế do ngộ độc thực phẩm – chi phí y tế và tử vong nằm trong khoảng 5-10 tỉ đô la mỗi năm .Hằng năm tình trạng ngộ độc do thực phẩm xảy ra với số lượng lớn mà nguyên nhân chính là do thực phẩm không an toàn. Trong đó: ngộ độc do vi sinh vật chiếm 51%, hoá chất 8% và do thực phẩm có độc 27%. Ta thấy sự ngộ độc do vi sinh vật chiếm tỉ lệ cao nhất và là nguyên nhân chính gây hư hỏng thực phẩm. Một trong số những vi sinh vật làm hư hỏng thực phẩm là vi khuẩn thuộc họ Bacillus, điển hình là bacillus cereus.Chúng có mặt trong nhiều loại thức ăn, bao gồm rau quả, sản phẩm sữa và thịt… Để tìm hiểu thêm về cấu trúc, quá trình xâm nhập và phát triển của loài vi sinh vật gây bệnh này trong thực phẩm để có cách phòng chống và hạn chế sự hư hỏng thực phẩm và ngộ độc ở người. Chính vì những lý do đó mà nhóm chúng em chọn đề tài BACILLUS CEREUS AND OTHER BACILLUS SPECIES để tìm hiểu. 2 Trong quá trình tìm hiểu có thể có những thiếu sót nên mong cô và các bạn góp ý để bài tiểu luận của nhóm được hoàn thiện hơn. NỘI DUNG 1.Giới thiệu tổng quan Một báo cáo ban đầu về ngộ độc thực phẩm với Bacillus spp đã được thực hiện vào năm 1906 khi Lubenau mô tả một ổ dịch tại một viện điều dưỡng, nơi 300 tù nhân và nhân viên được phát hiện các triệu chứng của bệnh tiêu chảy cấp, dạ dày, đau bụng và ói mửa. Sự hình thành bào tử vi khuẩn được phân lập từ thịt viên từ các bữa ăn của tù nhân. Lubenau đặt tên peptonificans cho vi sinh vật là Bacillus, giống các tính chất ông mô tả những B. Cereus này. Sau đó, bào tử gốc hiếu khí có dính líu tới một số ổ dịch ở châu Âu và giữa năm 1936 và 1943 chúng bị nghi ngờ là nguyên nhân gây ra 117 trong số 367 trường hợp tiêu chảy cấp theo điều tra của Hội đồng Y tế Stockholm. 3 Bacillus cereus không được kết luận chắc chắn là một nguyên nhân gây ngộ độc thực phẩm cho đến năm 1950, sau khi sự phân loại loài được làm rõ. Hauge mô tả bốn ổ dịch ở Na Uy liên quan đến 600 người. Thực phẩm thử nghiệm là nước sốt vani đã được chuẩn bị một ngày trước và được lưu trữ ở nhiệt độ phòng trước khi ăn. Mẫu của sốt vani sau đó được thử nghiệm có chứa từ 2.5 10 7 đến 1.1 10 8 cereus ml -1 . Báo cáo điển hình này và nhiều báo cáo ban đầu từ Châu Âu đã mô tả một loại bệnh, trong đó tiêu chảy là triệu chứng chủ yếu. Biết rằng bây giờ B. cereus có trách nhiệm đối với hai loại bệnh mà nguyên nhân do thực phẩm riêng biệt bắt đầu tương đối muộn là: “hội chứng tiêu chảy” và nhanh chóng bắt đầu ” hội chứng buồn nôn” đầu tiên, được mô tả vào năm 1971 tại Anh. Từ năm 1975 một số loài vi khuẩn Bacillus khác có liên quan đến các bệnh thực phẩm. Trong các xét nghiệm đã không tìm được các mầm bệnh đã biết, những mẫu thực phẩm thừa và các mẫu phẩm bệnh sản sinh ra số lượng lớn vi khuẩn Bacillus spp. Ít phổ biến hơn so với các ổ dịch có tính năng B.cereus, chúng thường liên quan chặt chẽ đến các loài như B. licheniformis và B.pumilis hoặc B.subtilis, B.thuringiensis còn được báo cáo là gây ra một ổ bệnh tại Canada. 4 Nhìn chung, số lượng báo cáo các trường hợp bệnh thực phẩm do Bacillus spp tại Vương quốc Anh thấp hơn rất nhiều hơn so với Salmonella. Kể từ 1992 đã có tới 10 ổ dịch mỗi năm có tổng số 67 trường hợp ngộ độc. Mặc dù thống kê như vậy, nhưng có lẽ để đánh giá thấp mức độ thật sự thì khác hơn nhiều đối với khuẩn Salmonella này các số liệu từ các ổ dịch và không có ước lượng của các trường hợp lẻ tẻ. Trong một số nước ở Bắc Âu, các sinh vật xuất hiện có vẻ quan trọng hơn nhiều. Nó chiếm 33% tổng số vụ ngộ độc thực phẩm do vi khuẩn ở Na Uy giữa năm 1988 và năm 1993, 47% ở Iceland (1985-1992), 22% ở Phần Lan (1992) và 8,5% ở Hà Lan (1991). Tại Đan Mạch, Anh và xứ Wales, Nhật Bản, Hoa Kỳ và Canada con số dao động giữa 0,7và 5,0%. 2.Các sinh vật và đặc tính của chúng 2.1 Phân loại Từ bacillus nhằm miêu tả hình dáng của một nhóm vi khuẩn khi được quan sát dưới kính hiển vi. Nó xuất phát từ tiếng Latin có nghĩa là hình que. Do đó, một số nơi gọi là khuẩn que hoặc trực khuẩn. Giới (regnum): Bacteria Ngành (phylum): Firmicutes Lớp (class): Bacilli Bộ (ordo): Bacillales Họ (familia): Bacillaceae Chi (genus): Bacillus Loài (species): cereus 5 Các sinh vật của chi Bacillus là trực khuẩn Gram dương, hiếu khí, bào tử dạng hình ovan, có khả năng sinh nha bào, chúng đều hiển thị một phản ứng gram âm hoặc biến thiên phản ứng. Để phân loại chúng thì khá phức tạp và đã có nhiều đề án sửa đổi đáng kể trong những năm gần đây. Chi này vẫn còn chứa khoảng 80 loài, nguyên nhân ngộ độc thực phẩm là do sự tồn tại của vi khuẩn Bacillus cereus và một số loài rất gần gũi với B. cereus và Bacillus subtilis. Hai loài được xem là quan trọng về mặt y học là Bacillus anthracis (gây ra anthrax) và Bacillus cereus (có thể gây ra một dạng bệnh từ thực phẩm tương tự Staphylococcus). Hai loài nổi tiếng làm hỏng thức ăn là Bacillus subtilis và Bacillus coagulans. B. subtilis là một sinh vật hiếu khí sống ký sinh có bào tử có thể sống sót trong độ nóng cùng cực thường thấy khi nấu ăn. Nó chính là tác nhân làm cho bánh mì hư. B. coagulans có thể phát triển đến tận mức [pH] 4.2 và gây ra vị chua nặng ở thức ăn đóng hộp bị ôi (bao gồm cả các thức ăn có tính acid mà bình thường có thể khống chế sự phát triển của đa số vi khuẩn ở mức thấp nhất). Ấu trùng Paenibacillus gây ra các chứng bệnh của ong mật ở ong mật. 6 Bacillus anthracisBacillus subtilisBacillus cereus 2.2 Điều kiện phát triển Nhiệt độ: nó phát triển trên nhiệt độ khoảng 8-55 0 C, tối ưu khoảng 28-35 0 C. Nhiều loài từ các sản phẩm bơ sữa có thể phát triển ở nhiệt độ thấp hơn. pH: không có bất kỳ dấu hiệu nào chịu được đối với pH thấp ( tối thiểu 5,0-6,0 tùy thuộc vào pha acid). Phát triển bị hạn chế khi có sự xuất hiện của acid acetic 0.1% Không khí: phát triển tốt nhất khi có sự có mặt của oxy. Không có không khí trở thành vi khuẩn ki khí. Tạo độc tố trong điều kiện hiếm khí Hoạt độ của nước: tối thiểu 0,95 2.3 Đặc điểm cấu trúc Bacillus cereus có khả năng kỵ khí với các tế bào sinh dưỡng lớn, thường là 1,0 µm; 3,0-5,0 µm trong chuỗi , có thể di động bằng long roi. Cấu trúc tế bào của nó bao gồm một lớp màng bên trong và peptidoglycan dày có chức năng để duy trì hình dạng tế bào. Phần polysaccharide chiếm 50% phần trăm của thành tế bào và bao gồm một polysaccharide trung lập gồm N-acetylglucosamine, N-acetylmannosamine (ManNac), N- acetylgalactosamine và glucose trong một tỷ lệ phân tử là 4: 1: 1: 1 B. cereus hình thành bào tử xảy ra khi các chất dinh dưỡng đang khan hiếm trong môi trường và nảy mầm thành 7 các tế bào thực vật một khi chúng có sẵn. Bào tử là trung tâm, hình dạng ellip và không gây sưng trong túi bào tử. Bào tử có một vỏ ngoài bền chắc được làm bởi keratin. Các bào tử cho thấy một khả năng chịu nhiệt: đạt tới giá trị tại 95 0 C trong phạm vi vùng đệm phosphate giữa khoảng 1 phút đến 36 phút. Kháng nguyên xuất hiện để thay đổi theo chủng huyết thanh. 2.4 Phân bố Giống như một bào tử, B. cereus thì phân phối rộng rãi trong môi trường và có thể được phân lập từ nước, đất và thực vật. Điều này có nghĩa là nó cũng là một thành phần chung của ruột ở người Con người: không phải là nguồn gốc chủ yếu của nhiễm bẩn thực phẩm bởi B.Cereus. Loài vi vật này tồn tại trong nhiều loại thực phẩm và do vậy có thể mang tức thời vào ruột của người khỏe mạnh Động vật: mang B.Cereus trên nhiều phần cơ thể. Đôi khi là nguyên nhân của bệnh viêm tuyến vú ở bò cái Môi trường: B.Cereus phân bố rộng rãi trong tự nhiên và có thể được tìm thấy trong đất như một sinh vật hoại sinh, bụi, không khí, nước và trong vật chất bị phân hủy. Tại Anh, một chương trình phân loại huyết thanh dựa trên các kháng nguyên (H) hình roi đã được phát minh ra, dựa trên một tập hợp các kháng huyết thanh kết dính lại đã tăng mạnh khả năng chống lại dịch bệnh gấp 29 lần và không phát sinh ổ dịch chủng phân lập từ thực phẩm. Trong khoảng 90% các ổ dịch có vi sinh vật gây bệnh huyết thanh, mặc dù chỉ khoảng một nửa của môi trường phân lập được phân loại. Không xuất hiện như một liên kết mạnh mẽ giữa hai loại B. cereus ngộ độc thực phẩm và huyết thanh đặc 8 biệt khác nhau. Một số thì được liên kết với cả hai loại hội chứng, mặc dù trong một nghiên cứu của 200 ổ dịch bệnh của hội chứng gây nôn mửa từ khắp nơi trên thế giới, huyết thanh 1 sở hữu khả năng chịu nhiệt cao hơn đáng kể so với huyết thanh khác loại, được phân lập từ thực phẩm liên quan, mẫu phân lập hoặc mẫu chất nôn ra ở 63,5% trường hợp. 3.Sự phát sinh bệnh và triệu chứng lâm sàng 3.1 Triệu chứng Các triệu chứng của hội chứng tiêu chảy giống như những người bị ngộ độc do Clostridium perfringens trong thực phẩm. Khởi phát của bệnh là khoảng 8-16 giờ sau khi tiêu thụ thức ăn, kéo dài từ 12 đến 24h, và biểu hiện của bệnh là đau bụng, tiêu chảy và cảm giá buốt mót ở trực tràng. Buồn nôn và nôn thì ít gặp hơn. Các hội chứng gây nôn tương tự như căn bệnh gây ra bởi Staphylococcus aureus. Nó có một thời gian ủ bệnh ngắn hơn so với hội chứng tiêu chảy, thông thường 0,5-5h, buồn nôn và nôn mửa, kéo dài từ 6 đến 24h, đây là những đặc điểm nổi trội. 3.2 Độc tố Bảng 7.2 Đặc trưng của hai loại bệnh do vi khuẩn Bacillus cereus gây ra Hội chứng tiêu chảy Hội chứng buồn nôn Liều gây nhiễm 105–107(tổng cộng) 105–108(các tế bào g -1 ) 9 khuẩn Độc tố sản xuất Trong ruột non của vật chủ Preformed trong thực phẩm Loại độc tố Protein(s) 3 thành phần MW 37, 38, 46 kDa Peptide vòng MW 1.2 kDa Nhiệt độ ổn định Bất hoạt 56 o C, 5 phút Ổn định 126 o C, 90 phút độ pH ổn định Không ổn định: pH<4 và pH>11 Ổn định: pH 2–11 Thời gian ủ bệnh 8–16 h (đôi khi>24 h) 0.5–5 h Thời gian bệnh 12–24 h (đôi khimột vàingày) 6–24 h Các triệu chứng Đau bụng, tiêu chảy và đôi khi buồn nôn Buồn nôn, ói mửa và khó chịu đôi khi theo sau tiêu chảy, do sản xuất độc tố ruột bổ sung Thực phẩm liên quan Sản phẩm thịt, súp, rau quả, bánh pudding/ nước sốt và sữa/ sản phẩm sữa Chiên và nấu cơm, mì, bánh ngọt và mì Cả hai hội chứng gây ra bởi độc tố khác nhau (Bảng 7.2).Một số độc tố có liên quan với hội chứng tiêu chảy nhưng khi bệnh xuất hiện thì có liên quan chủ yếu tới hai độc tố ba thành phần sản sinh ra trong ruột: một độc tố ruột tan huyết HBL bao gồm ba protein B, L1 và L2 và môt độc tố ruột không tán huyết NHE. Một số chủng sản xuất cả hai HBL và NHE mặc dù những chủng khác có chứa các gen chỉ sản xuất có một. Các độc tố đó dễ 10 [...]... emetic có tên là cereulide và là một chuỗi polypeptide ba lần lặp lại của bốn amino và/hoặc oxy-acid Cereulide (polypeptide) là tên của một độc tố quan trọng gây ra triệu chứng nôn mửa do Bacillus cereus sản sinh ra Nghiên cứu về quá trình sinh tổng hợp độc tố này dựa trên sự bất thường của độc tố depsipeptide từ Cacbon số 13 (13C) liệt kê ra trên 3 loại tiền L- amino acid (Valin, Alanin, Leuzin) trên môi... liên quan đến triệu chứng tiêu chảy do ngộ độc thực phẩm từ B .cereus là đề tài tranh cải từ nhiều năm qua và cho đến nay vẫn còn đang tranh luận Cả dạng đơn và dạng phức của độc tố đường ruột được xác định là nguyên nhân gây ra bệnh tiêu chảy Có hai sự khác biệt trong ba hợp phần của độc tố đường ruột được sản sinh bởi các thực phẩm nhiễm B .cereus, một số nhóm cũng được mô tả độc tố đường ruột một hợp... được trog khoảng pH 5.0 và 8.8 Độc tố emetic (gây nôn mửa) của B cereus rất bền nhiệt, có thể tồn tại ở 1260C trong 90 phút Ngược lại, độc tố diarrheal (gây tiêu chảy) rất nhạy cảm với nhiệt độ và bị vô hoạt khi nấu chín ở nhiệt độ 560C trong 5 phút Chủng loại, cấu trúc và thành phần cấu tạo độc tố đường ruột của B cereus cần được nghiên cứu xa hơn Cần các thao tác kiểm tra trên ống nghiệm đối với độc... việc nó kết hợp với các vi sinh vật khác và gây ra các triệu chứng ngộ độc mà ngay cả 27 con người cũng không thể xác định được cách điều trị thì đây thực sự là một vấn đề nan giải, cho dù đó là các vi sinh vật như là Bacillus cereus, B .cereus, Salmonella, B Subtilis, hay B.haemolysis… Nếu chúng ta không biết cách bảo vệ những loại thức ăn mà mình sử dụng thì chính nó cũng sẽ gây ra vô vàn những bệnh... vào thời gian cho kết quả, người ta có thể chia thành hai nhóm phương pháp chính là phương pháp truyền thống và phương pháp phân tích nhanh 4.3.1 Các phương pháp truyền thống: Bacillus cereus phân biệt với các loài khác trong Bacillus nhóm 1 như B.anthracis gây bệnh than cho người, B.thuringiensis tạo độc tố kết tinh gây bệnh cho côn trùng, B.mycoides, B.megaterium dựa vào các đặc tính sinh hóa Các... 10-1 -> pha loãng thành dãy thập phân để có các độ pha loãng thích hợp a) Định lượng B .cereus bằng phương pháp đếm khuẩn lac:  Phát hiện bằng môi trường chọn lọc Trải 0.1ml mỗi độ pha loãng lên các môi trường thạch rồi ủ 24h ở 30 0C: Chọn từ 5 khuẩn lạc (+) cấy sang thạch nghiên chuẩn bị cho các phản ứng khẳng định B .cereus  Các phản ứng khẳng định: • Nhuộm Gram: Cấy ria các khuẩn lạc được chọn từ môi... chọn là B .cereus hay không  Các thử nghiệm phân biệt các loài trong nhóm 1 • Thử nghiệm tính di động: dùng ve cấy vòng cấy dịch 24 giờ nuôi cấy thẳng vào giữa môi trường kiểm tra di động cho B ceureus Ủ ở 300C,từ 18-24h và kiểm tra dưới ánh đèn kiểu mọc dọc theo đường cấy Bồ sung 0.2ml nước cất vô trùng vào bể mặt môi trường thạch nghiêng Nutrient Agar Cấy huyền phù vi khuẩn vào Ủ thạch nghiêng trong... 26 KẾT LUẬN Bào tử và các tế bào sinh trưởng của Bacillus cereus xuất hiện một cách rộng rãi trong tự nhiên, đặc biệt là trong đất (trong đất có thể chứa 105 – 106 bào tử/g), nó có thể được tìm thấy trong các nguồn thực phẩm dạng tươi hay đã qua chế biến ngoại trừ các thực phẩm đã được thanh trùng bằng nhiệt hay chiếu xạ Phần lớn các giống vi khuẩn B cereus có thể phát triển trong các thực phẩm có độ... được mô tả độc tố đường ruột một hợp 14 phầnvới các phân tử trọng lượng khoảng từ 40 – 100 kDa Một số hiểu biết hiện tại về độc tố đường ruột của B cereus ược thể hiện ở bảng trên 4.Phân lập và nhận dạng 4.2 phân lập Trong một đợt bùng phát vi khuẩn Bacillus cereus ngộ độc thực phẩm, thực phẩm liên quan sẽ chứa một số lượng lớn (> 105 g-1) vi sinh vật vì thế công nghệ làm giàu thì không cần thiết Cũng... Bacillius Cereus (PEMBA) Những dụng cụ có tính thương mại có sẵn để phát hiện ra các độc tố tiêu chảy mặc dù chúng được sử dụng rất ít Một phát hiện các đơn vị L2 của 16 HBL, mặc dù một số ổ dịch không sản xuất độc tố này Các phát hiện khác phát hiện một protein có mặt trong NHE nhưng không hoàn toàn HBL 4.3 Các phương pháp phát hiện vi sinh vật trong mẫu thực phẩm Để kiểm soát Bacillus cereus thì . khuẩn Bacillus cereus và một số loài rất gần gũi với B. cereus và Bacillus subtilis. Hai loài được xem là quan trọng về mặt y học là Bacillus anthracis (gây ra anthrax) và Bacillus cereus (có thể. đến 1.1 10 8 cereus ml -1 . Báo cáo điển hình này và nhiều báo cáo ban đầu từ Châu Âu đã mô tả một loại bệnh, trong đó tiêu chảy là triệu chứng chủ yếu. Biết rằng bây giờ B. cereus có trách. nhiễm bẩn thực phẩm bởi B .Cereus. Loài vi vật này tồn tại trong nhiều loại thực phẩm và do vậy có thể mang tức thời vào ruột của người khỏe mạnh Động vật: mang B .Cereus trên nhiều phần cơ thể.