Sporedannende bakterier kan overleve i millioner av år og våkner til live i pastarestene og melkekartongen din. De fører til sykdom og enormt matsvinn. Nå håper forskerne at de nærmer seg svar på hva som kan gjøres for å bekjempe dem.
Enkelte bakterier forvandler seg til en sporeform når de sulter eller forholdene ikke er gode nok til at de kan vokse. De kapsler seg inn og blir så motstandsdyktige at de kan stå imot nesten alle forsøk på å ta knekken på dem. De kan overleve i millioner av år og tåler til og med en tur ut i verdensrommet. Men under de rette forholdene, gjerne i et litt for varmt kjøleskap eller på kjøkkenbenken, våkner de og kan skape trøbbel.
Tåler koking, såpe og verdensrommet
– Dette gjelder først og fremst bakterier som tilhører artene Bacillus og Clostridium. Når de er i denne sporeformen, tåler de koking over lengre tid, de tåler å tørkes ut, de tåler sprit, stråling og rengjøringskjemikalier, forteller førsteamanuensis Marina Aspholm.
Hun leder Faggruppe for mattrygghet ved NMBU Veterinærhøgskolen og forsker på disse seiglivede bakterisporene.
– De er helt utrolig overlevelsesdyktige. Man har greid å gjenopplive sporer fra bier innkapslet i rav som er rundt 25 millioner år gamle, og fra saltkrystaller som er 250 millioner år gamle. Romfartindustrien er redde for dem fordi de vil unngå å ta dem med seg til andre planeter. De har festet dem på utsiden av romsonder og sendt dem ut for å se hvordan det går, og sporene kan overleve den kosmiske strålingen i lang tid. Det forteller noe om hvor mye de tåler.
De finnes overalt
Som hvilende sporer, er bakteriene ufarlige. Men under ideelle forhold våkner de til liv. Hvis vi da får de i oss, kan vi bli syke.
– Når de kommer inn i maten vår, produserer de enzymer som bryter ned fett, proteiner og karbohydrater, og da ødelegger de maten. Noen arter kan også produsere gifter som kan gi matforgiftning.
Utfordringen er at det er vanskelig å unngå disse bakteriesporene. Bacillus-bakteriene er miljøbakterier som finnes i jord, på råtnende vegetasjon og i vann.
– De finnes absolutt overalt i miljøet. Når det regner på et jorde, spruter det opp sporer, og de er så små at de spres med luft og støv, med insekter og med klærne våre. Man prøver selvfølgelig å holde produksjonslokaler så rene som mulig, men det er utrolig vanskelig å unngå dem fordi sporene er så små og flyr lett. De vil alltid finnes på råvarene, sier Aspholm.
Trives i kokt pasta og ris
Bakteriesporene kan dermed finnes i all mulig mat, og derfor er det viktig at vi lagrer mat på riktig måte, slik at vi hindrer dem i å våkne og begynne å vokse.
– Disse bakteriene vokser aller helst i mat som har vært varmebehandlet. Det er derfor du ikke skal la kokt pasta eller ris bli stående i romtemperatur. De er ikke så gode på å konkurrere om maten med andre bakterier, men under varmebehandling dør de andre bakteriene, og da er det fritt fram for denne gjengen, og de kan herje alene.
Bakteriene kan vokse i temperaturer fra rundt 8 grader og opptil 50 grader. Da våkner de fra sin sporetilstand og begynner å vokse og produsere giftstoffer som kan gi oss oppkast og diaré.
– Det kalles gjerne «fried rice-syndrome», og er en ganske utbredt form for matforgiftning. Det er sjeldent folk blir alvorlig syke, men det har hendt folk har dødd av slike giftstoffer, forteller Aspholm.
Ha det kaldt nok i kjøleskapet
Lagrer vi derimot maten i riktig temperatur, klarer ikke bakteriene å vokse.
– Man vinner mye på å ha det kaldt nok i kjøleskapet. Disse bakteriene vokser ikke i to til fire grader, og da kan maten og melka holde seg lenge, sier Aspholm.
Hun kommer med to enkle råd.
– Ikke la melka stå i kjøleskapsdøra. Der blir det fort for varmt. Og du bør du ikke sette ei stor gryte med varm mat til kjøling. Da kan det ta for lang tid det blir kaldt nok, og da rekker bakteriene å våkne. Del maten opp i små skåler slik at det fort blir avkjølt.
Bakteriene dør ikke i denne prosessen, men vi hindrer dem i å vokse.
– Når de ikke vokser, blir det ikke flere av dem, og det skal ganske mange bakterier til for at vi blir syke.
Kan forårsake botulisme
Noen Bacillus- og Clostridium-arter er det grunn til å være litt ekstra på vakt mot.
Den alvorlige nevroparalytiske sykdommen botulisme er forårsaket av den sporedannende bakterien Clostridium botulinum som kan finnes i sedimenter nede i jorda og i tarmene til fisk og varmblodige dyr. Disse bakteriesporene kan også komme inn i maten. Bakterien trives i anaerobe miljøer, altså der det ikke er lufttilgang, og derfor kan den våkne opp for eksempel under raking av fisk.
– Når man lager rakfisk, pakkes fisken så tett som mulig for å unngå lufttilgang. Hvis det har kommet inn tarminnhold fra fisken eller fisken ikke er håndtert på en tilstrekkelig hygienisk måte, temperaturen har vært for høy og man ikke har tilsatt tilstrekkelig mye salt kan bakteriene vokse og produsere nervegift. Så det er viktig å vite nøyaktig hva man gjør dersom man skal rake fisk selv.
Vær obs på fermentering og honning
Også under fermentering og hermetisering dannes det et anaerobt miljø som er gunstig for denne bakterien.
– Vi driver ikke så mye med hjemme-fermentering og hjemme-hermetisering av grønnsaker her i Norge, men i andre land har det vært mange tilfeller av botulisme på grunn av det. Skal man lage slik mat selv, er det viktig at man holder det kaldt nok, surt nok og salt nok til at det ikke dannes et miljø som bakterien trives i. sier Aspholm.
– Men som mange er klar over, skal du ikke gi barn under ett år honning. Årsaken til det er at det finnes botolinumsporer i honningen. Siden så små barn ikke har en fullt utviklet tarmflora, kan de få spedbarnsbotulisme.
Et stort bærekraftproblem
I tillegg til at Bacillus- og Clostridium-bakteriene kan gjøre oss syke, utgjør de et bærekraftproblem.
– Vi vil jo unngå å kaste mat, og det er enda en grunn til å være påpasselig med å oppbevare maten på riktig måte.
Bakteriesporene er en stor utfordring for matindustrien siden sporene forkorter holdbarheten på produktene og overlever koking og steking av mat og desinfisering av produksjonslokaler. I tillegg danner de lett biofilm i rørsystemer.
– Mange har sikkert sett at det kan dannes et lag med slim i sluket på kjøkkenet. Det er biofilm. Det er bakterier som vokser tett og danner et beskyttende slim rundt seg for å overleve. Dette er et stort problem særlig i meieri-industrien. Får man en biofilm inn i rørsystemet, kan man få en langvarig tilførsel av bakteriesporer i melken, noen som forringer melka og forkorter holdbarheten. Da må man fort kaste mye melk.
Jobber sammen med matindustrien
Faggruppe for Mattrygghet jobber med meieri-industrien når det kommer til både påvisning og kontroll av sporer, og de forsker blant annet på hvordan man kan forbedre produksjonen for å unngå sporer i produktene.
– Hvis meierienes metoder for å påvise bakteriesporene underveis i produksjonen ikke er gode nok, risikerer de at de ikke oppdager sporene før produktet er ferdig, og da kan man måtte kaste for eksempel mange 100 kilo ost. Det er kostbart og svært lite bærekraftig.
I tillegg har de forskningsprosjekter der de ser på hvilke typer sporedannere som finnes, hvilke type egenskaper de har og hvordan de oppfører seg under meieriprosessen. På den måten lærer de mer om hvordan vi kan hindre dem i å ødelegge maten.
Lager mutanter av sporene
Aspholm er også med på et rent grunnforskningsprosjekt hvor de har studert sporenes strukturer.
– Allerede på 60-tallet så man at sporene har noen lange trådlignende strukturer som stikker ut på overflaten, men ingen har hatt metodene for å se hva de består av og hva slags funksjon de har. Det er det vi jobber med nå, og det er kjempespennende.
Forskerne brukte lang tid på å forsøke løse opp proteinstrukturene for å se hva de består av, men sporene var så motstandsdyktige at ingen vanlige metoder fungerte. Men på et kjemiseminar på Universitetet i Oslo hørte hun professor Han Remaut ved det Vrije Universiteit Brussel presentere kryoelektronmikroskopi, som er en metode som gjør det mulig å se strukturer på bakteriene helt ned på atomnivå.
– I samarbeid med Remauts gruppe kunne vi lese aminosyresekvenser hos proteinene og identifisere hvilke gener de består av. Det har gjort at vi har kunnet lage mutanter av disse genene hvor vi har fjernet disse trådstrukturene. Det betyr at vi kan sammenligne mutanten med de sporene som har overflatestrukturene for å undersøke hva slags funksjon de har, blant annet ved biofilmdannelse, infeksjon og spredning.
Kjenn din fiende
Hun håper og tror at kunnskapen kan få en innovativ betydning.
– Disse lange trådene har spesielle egenskaper og vi kan produsere dem i store mengder in vitro. Det gjør at jeg vil tro de på sikt kan brukes til bioteknologisk innovasjon. Kanskje kan vi bruke kunnskapen om dem i landbruket hvor enkelte bakterier brukes som biologiske plantevernmidler. Det er et problem at disse bakteriene ikke fester seg ordentlig til bladene. Men hvis vi finner ut at fibrene på sporene er involvert i bindingen til overflater, kan vi kanskje lage en variant av fibrene som binder bedre til blader.
Kanskje kan kunnskapen også få betydning for vaksiner.
– Allerede brukes ufarlige sporer for å transportere vaksiner som skal virke i tarmen. Da settes virkestoffet på sporeoverflatene, men kanskje vil det være bedre å bruke disse trådene som kommer i direkte kontakt med slimhinnen. Det vet vi ikke, men det må testes.
Hun forteller at meieri-industrien, is-produsenter og bedrifter som lager rengjøringsmidler naturlig nok er svært interessert i forskningen.
– Det handler om å kjenne sin fiende. Hvis vi finner ut av hvordan bakteriene binder seg til ulike overflater, kan vi kanskje stoppe den bindingen. Det ville vært til stor hjelp i arbeidet med å bekjempe disse bakteriene og unngå mye matsvinn.