Dit artikel gaat dieper in op een sporenvormende pathogeen die, net als Bacillus cereus, afhangt van de beheersing van tijd en temperatuur, en vult microbiologie in de vleesindustrie aan.
Inhoudsopgave
Een pathogeen die je niet wegkookt
Clostridium perfringens is een grampositieve, anaerobe en sporenvormende bacterie die in de bodem en in de darm van mensen en dieren leeft. Rauw vlees en rauwe kip brengen haar vaak mee, en ook toegevoegde ingrediënten dragen bij: het stabilisatierichtsnoer van USDA-FSIS haalt een onderzoek aan waarin sporen van C. perfringens werden geïsoleerd in 80 % van 54 geanalyseerde specerijen en kruiden. Dat ze in een rauw product aanwezig is, is op zich geen probleem. Het probleem begint na het koken.
Koken vernietigt de vegetatieve cellen van C. perfringens en van vrijwel alle concurrerende flora, waaronder Salmonella en E. coli, maar de sporen overleven. Als het gerecht daarna langzaam afkoelt, ontkiemen de sporen in een levensmiddel met nauwelijks concurrerende flora en vermenigvuldigen de cellen zich zeer snel. FSIS geeft aan dat de optimale groeitemperatuur tussen 43 °C en 47 °C ligt, met een bovengrens van ongeveer 54 °C, en dat de generatietijd in gehakt bij die temperatuur ongeveer 7 minuten kan zijn. Daarom wordt deze pathogeen minder geassocieerd met een besmet ingrediënt dan met een procesfout: een grote pan die uren nodig heeft om af te koelen. Hetzelfde mechanisme van sporen die het koken overleven, zie je bij Bacillus cereus, zij het met een ander toxine en andere typische levensmiddelen.
Het enterotoxine CPE: de ziekte ontstaat in de darm
Anders dan Staphylococcus aureus, dat zijn toxine in het levensmiddel vormt, maakt C. perfringens ziek doordat een grote hoeveelheid levende cellen wordt ingenomen. Een deel overleeft de maagpassage en geeft bij de sporulatie in de dunne darm het enterotoxine van C. perfringens (CPE) af. Alleen stammen met het cpe-gen veroorzaken de typische voedselvergiftiging; dat gen kan op het chromosoom of op plasmiden liggen, zoals de norm ISO 15213-2 definieert. Daarom wijst een hoge telling van C. perfringens in een levensmiddel op een risico, maar bevestigt ze op zichzelf niet dat de stam enterotoxigeen is.
Het klinische beeld is kenmerkend. Volgens het CDC verschijnen de symptomen 6 tot 24 uur na het eten, bestaan ze vooral uit diarree en buikkrampen, en duren ze meestal ongeveer een dag. Het verloop is doorgaans mild, maar het CDC waarschuwt dat bij jonge kinderen uitdroging snel kan optreden, en het enige sterfgeval door dit agens dat in 2024 in de EU werd geregistreerd, deed zich voor in een woonzorgcentrum voor ouderen.
Wat de gegevens zeggen: weinig uitbraken, veel zieken per uitbraak
Verenigde Staten
Het CDC schat dat C. perfringens in de Verenigde Staten jaarlijks bijna 900.000 door voedsel overgedragen ziektegevallen veroorzaakt. De uitbraken concentreren zich in november en december, gekoppeld aan feestmaaltijden, en in ziekenhuizen, schoolkantines, gevangenissen, woonzorgcentra en evenementen met catering, waar het moeilijk is grote volumes op temperatuur te houden. De meest betrokken levensmiddelen zijn gevogelte-, runder- en varkensvlees en vleessauzen.
Een analyse van het CDC, gepubliceerd door Grass, Gould en Mahon (2013), bekeek de bevestigde uitbraken tussen 1998 en 2010: 289 uitbraken, 15.208 zieken, 83 ziekenhuisopnamen en 8 sterfgevallen, met een mediaan van 24 zieken per uitbraak. Onder de uitbraken die aan één type levensmiddel werden toegeschreven, was rundvlees het meest voorkomend (46 %), gevolgd door gevogelte (30 %) en varkensvlees (16 %). Restaurants waren de meest voorkomende bereidingsplaats (43 %), gevolgd door cateringdiensten (19 %), huishoudens (16 %) en gevangenissen (11 %). De meest gemelde bijdragende factoren waren levensmiddelen urenlang op kamertemperatuur laten staan (39 % van de uitbraken), langzaam afkoelen (38 %) en onvoldoende warmhouden (32 %).
Europese Unie
Het One Health-rapport van EFSA en ECDC registreerde in 2024 in totaal 65 uitbraken door toxinen van C. perfringens in 10 lidstaten, met 2.104 gevallen, 9 ziekenhuisopnamen en 1 sterfgeval. De gemiddelde omvang was 32,4 gevallen per uitbraak, tegenover 8,2 bij uitbraken door Salmonella. Vier zeer grote uitbraken waren samen goed voor 538 gevallen: twee in residentiële instellingen (gevangenis of internaat), één in een schoolkantine en één op een massa-evenement met tijdelijke catering. Bij de 24 uitbraken met sterk bewijs ging het vooral om vlees en vleesproducten en gemengde maaltijden, en het rapport wijst misbruik van tijd en temperatuur tijdens de bewaring aan als de belangrijkste bijdragende factor voor dit agens. Het cijfer voor 2024 ligt 53,6 % lager dan dat voor 2023, al vraagt EFSA de gegevens over bacteriële toxinen uit Frankrijk, die van jaar tot jaar sterk schommelen, met voorzichtigheid te interpreteren.
Het kritieke punt: het afkoelen
Een studie van het EHS-Net-netwerk van het CDC (Schaffner en collega's, 2015) herinnert eraan dat ontoereikend afkoelen tussen 1998 en 2008 bijdroeg aan 504 uitbraken die met restaurants in de Verenigde Staten in verband werden gebracht, en dat C. perfringens tussen 1998 en 2002 50 van de 102 uitbraken met bekend agens veroorzaakte die met die fout samenhingen. Toen ze maten hoe restaurants afkoelen, bleek slechts 65 % van de waarnemingen aan het criterium van de Food Code van 2009 te voldoen. Grote stukken vlees en stoofschotels koelden het langzaamst af. Levensmiddelen met een diepte van meer dan 7,6 cm hadden twee keer zoveel kans om langzamer af te koelen dan vereist; levensmiddelen die niemand monitorde, meer dan twee keer zoveel, en levensmiddelen die zonder ventilatie afkoelden, bijna twee keer zoveel.
Foodservice: FDA Food Code 2022
De Food Code, het model dat de FDA aanbiedt voor overname door de Amerikaanse jurisdicties, legt in sectie 3-501.14 een afkoeling in twee fasen vast voor gekookte levensmiddelen die beheersing van tijd en temperatuur vereisen:
- Eerste fase: van 57 °C (135 °F) naar 21 °C (70 °F) in 2 uur of minder.
- Totaal: van 57 °C naar 5 °C (41 °F) of lager in maximaal 6 uur.
- Ingrediënten op kamertemperatuur (bijvoorbeeld gereconstitueerde levensmiddelen): tot 5 °C in 4 uur.
Sectie 3-501.15 somt de aanvaarde methoden op: ondiepe bakken, kleinere of dunnere porties, snelkoelapparatuur, een ijswaterbad met roeren, recipiënten die de warmteoverdracht bevorderen en ijs als ingrediënt, met de recipiënten onafgedekt of slechts licht afgedekt. Ze wordt aangevuld met warmhouden op 57 °C of hoger (3-501.16) en met opwarmen om warm te houden tot ten minste 74 °C (165 °F) gedurende 15 seconden, in niet meer dan 2 uur (3-403.11).
Vleesindustrie: FSIS Appendix B
Voor gekookte vlees- en pluimveeproducten eist de regelgeving van USDA-FSIS een prestatienorm: geen groei van C. botulinum en niet meer dan 1 log vermenigvuldiging van C. perfringens tijdens de stabilisatie (9 CFR 318.17 en 381.150). Het herziene richtsnoer van december 2021 (FSIS-GD-2021-13, de zogenaamde Appendix B) stelt afkoelopties voor die als voldoende worden beschouwd om eraan te voldoen:
- Optie 1.1: van 54,4 °C (130 °F) naar 26,7 °C (80 °F) in 1,5 uur of minder, en van 26,7 °C naar 4,4 °C (40 °F) in 5 uur of minder.
- Optie 1.2: binnen 90 minuten na het koken met afkoelen beginnen, van 48,9 °C (120 °F) naar 26,7 °C in 1 uur of minder en van 26,7 °C naar 12,8 °C (55 °F) in 5 uur of minder, en verder tot 4,4 °C.
- Optie 1.3, voor gepekelde producten met ten minste 100 ppm natriumnitriet en 250 ppm ascorbaat of erythorbaat: van 54,4 °C naar 26,7 °C in 5 uur en van 26,7 °C naar 7,2 °C (45 °F) in 10 uur.
Omdat het groeioptimum (43 tot 47 °C) in het eerste traject valt, tussen 54,4 °C en 26,7 °C, is dat het traject dat het best gedetailleerd kan worden geregistreerd. Het richtsnoer herinnert er ook aan dat zout, pH, wateractiviteit en antimicrobiële middelen de marge veranderen: zo is de grenswaarde van de wateractiviteit voor de groei van C. perfringens 0,93. Bedrijven mogen andere parameters gebruiken als ze die valideren; de voorspellende microbiologie is een van de instrumenten om in te schatten hoeveel de pathogeen bij een werkelijke afkoelcurve groeit. Binnen een HACCP-plan kan het afkoelen worden behandeld als een kritisch beheerspunt met tijd- en temperatuurgrenzen.
Hoe hij in het laboratorium wordt gedetecteerd
ISO 15213-2:2023, opvolger van ISO 7937
De horizontale referentiemethode voor de telling van C. perfringens is ISO 15213-2, gepubliceerd in november 2023, die ISO 7937:2004 annuleert en vervangt. Het is een plaattelling: het monster of zijn verdunningen worden met de gietplaatmethode geënt in tryptose-sulfiet-cycloserine-agar (TSC, vroeger SC genoemd) met een deklaag van hetzelfde medium, en anaeroob geïncubeerd bij 37 °C gedurende 20 uur. Typische kolonies zijn zwart of grijs tot geelbruin door de vorming van ijzersulfide. Als je alleen sporen wilt tellen, wordt vóór het enten een hittebehandeling van 10 minuten bij 80 °C toegepast, die nu optioneel is. De methode werd gevalideerd in kant-en-klare of op te warmen vleesproducten, maaltijden met meerdere componenten, eieren en eiproducten, verwerkte groenten en fruit, zuigelingenvoeding en -granen, diervoeders en omgevingsmonsters. De praktische telgrens is meer dan 100 KVE/g in vaste stoffen met één plaat (zie wat KVE zijn).
De reeks wordt aangevuld met ISO 15213-1, voor sulfietreducerende clostridia in het algemeen, en ISO/TS 15213-3, voor de detectie (aanwezigheid/afwezigheid) van C. perfringens.
Bevestiging
Een zwarte kolonie op TSC is presumptieve C. perfringens: andere sulfietreducerende clostridia kleuren het medium ook zwart. De norm definieert als bevestigd het isolaat dat bovendien over het enzym zure fosfatase beschikt, en beschrijft daarnaast de test op sulfiet-indol-motiliteitsagar (SIM). Het resultaat wordt uitgedrukt als KVE bevestigde C. perfringens per gram. Als optie bevat bijlage D moleculaire methoden om voor de mens pathogene stammen (dragers van het cpe-gen) te onderscheiden van niet-pathogene. De algemene logica van deze stap staat in presumptief vs. bevestigd resultaat.
Wanneer een uitbraak als bevestigd geldt
Het CDC aanvaardt drie criteria: ten minste 10⁶ (een miljoen) micro-organismen per gram isoleren in de feces van twee of meer zieken, het enterotoxine aantonen in de feces van twee of meer zieken, of ten minste 10⁵ (honderdduizend) micro-organismen per gram isoleren in het betrokken levensmiddel. De telcriteria gelden alleen als het monster correct is behandeld, zodat transport en bewaring deel uitmaken van het resultaat. FSIS vraagt van zijn kant dat bij challengestudies van het afkoelen de eindmeting van de bacteriële belasting zowel sporen als vegetatieve cellen omvat.
Wat TAAG tegenover deze pathogeen kan bijdragen
De huidige TAAG-catalogus bevat geen kit voor Clostridium perfringens, voor sulfietreducerende clostridia of voor de detectie van het cpe-gen. Voor de telling van deze pathogeen blijft ISO 15213-2 of een andere voor de matrix gevalideerde alternatieve methode de aangewezen methode. Specio 00.1 Bacteria (V-SF14) detecteert meer dan 80 bederfbacteriën in dranken, zuivel, sauzen en op oppervlakken, maar is op bederf gericht en vermeldt C. perfringens niet onder zijn doelwitten, dus vervangt hem niet.
Waar TAAG wel een toepassingsgebied heeft, is bij andere gevaren die in dezelfde centrale keukens en bij dezelfde gekookte kant-en-klare producten spelen. Specio 1.2 S. aureus (V-SF39, realtime-PCR met smeltcurve) vermeldt levensmiddelen, dranken en levende en inerte oppervlakken, en dient om de pathogeen te bewaken die met hantering samenhangt. Specio 1.3 E. coli (V-SF167) dekt dezelfde matrices en levert een hygiëne-indicator. Voor herbesmetting van gekookte producten vermeldt Ampliora 2.3 Listeria spp. and L. monocytogenes (V-SF46) levensmiddelen, dranken en oppervlakken, met de nadruk op vleesproducten en kant-en-klare levensmiddelen (zie RTE-levensmiddelen). Geen van hen vervangt de bewaking van de afkoelcurven, de belangrijkste maatregel tegen C. perfringens.
Conclusie
Clostridium perfringens wordt niet beheerst met intensiever koken, want zijn sporen zijn daartegen bestand, maar met wat daarna gebeurt: hoe lang het levensmiddel nodig heeft om het traject tussen 54 °C en kamertemperatuur te doorlopen. De gegevens van het CDC en EFSA stemmen overeen over het profiel van zijn uitbraken: vlees en in grote volumes bereide maaltijden, geserveerd in kantines, woonzorgcentra, gevangenissen en op evenementen, met veel zieken per uitbraak. De FDA Food Code en Appendix B van FSIS vertalen dat risico in concrete afkoelcurven die je het best meet en registreert. In het laboratorium maakt ISO 15213-2 het mogelijk de pathogeen te kwantificeren en de isolaten te bevestigen, en de interpretatie van een telling hangt ervan af of het monster in goede staat is aangekomen.
Over TAAG
Vraag TAAG hoe je de bewaking van het afkoelen aanvult met monitoring van de hygiëne en van andere pathogenen, bijvoorbeeld met Specio 1.2 S. aureus of Specio 1.3 E. coli.
Veelgestelde vragen
Waarom overleeft Clostridium perfringens het koken?
Omdat hij hittebestendige sporen vormt. Koken doodt de vegetatieve cellen, maar de sporen overleven, worden door de hitte geactiveerd en ontkiemen als het levensmiddel langzaam afkoelt. Omdat er geen concurrerende flora overblijft, vermenigvuldigen de cellen zich zeer snel tussen ongeveer 54 °C en kamertemperatuur.
Hoeveel tijd heb ik om een gekookt gerecht in de foodservice af te koelen?
De FDA Food Code 2022 vraagt om in 2 uur of minder van 57 °C naar 21 °C te gaan en in totaal binnen 6 uur 5 °C of lager te bereiken. Om dat te halen beveelt ze ondiepe bakken, kleine porties, ijsbaden of snelkoelapparatuur aan.
Wat is het verschil tussen de Food Code en Appendix B van FSIS?
De Food Code geldt voor restaurants, kantines en foodservice. Appendix B is een richtsnoer van USDA-FSIS voor bedrijven met gekookte vlees- en pluimveeproducten, met opties die de groei van C. perfringens beperken tot 1 log of minder; optie 1.1 vereist dat het product in 1,5 uur van 54,4 °C naar 26,7 °C gaat en vervolgens in 5 uur naar 4,4 °C.
Welke norm wordt gebruikt om Clostridium perfringens in levensmiddelen te tellen?
ISO 15213-2:2023, die ISO 7937:2004 verving. Het is een telling op TSC-agar met anaerobe incubatie bij 37 °C gedurende 20 uur en bevestiging van de typische kolonies met de zurefosfatasetest.
Bewijst een hoge telling van C. perfringens dat het levensmiddel een uitbraak veroorzaakte?
Niet op zichzelf. Het CDC beschouwt een uitbraak als bevestigd als er ten minste 10⁵ micro-organismen per gram in het betrokken levensmiddel of 10⁶ per gram in de feces van twee of meer zieken worden geïsoleerd, of als het enterotoxine in feces wordt aangetoond. Bovendien veroorzaken alleen stammen met het cpe-gen de vergiftiging.