Cornell-krónika

Írta: H. Roger Segelken |

A szarvasmarha-étrend egyszerű megváltoztatása a levágást megelőző napokban csökkentheti az Escherichia coli (E. coli) fertőzések kockázatát emberekben, az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériuma (USDA) és a Cornell Egyetem mikrobiológusai felfedezték.

A Science folyóirat szeptember 11-i számában közölt kutatások szerint a gabonaalapú szarvasmarha-étrend elősegíti az E. coli növekedését, amely képes túlélni az emberi gyomor savasságát és bélbetegségeket okozhat. Az E. coli szennyeződés évente több mint 20 000 fertőzésért és 200 halálesetért felelős az Egyesült Államokban.

Szerencsére van egy működőképes megoldás az élelmiszer-biztonsági problémára - állítják a tudósok. Ha a vágást megelőzően körülbelül öt napig szénával etetik a szarvasmarhákat, a savval szemben rezisztens E. coli száma drámai módon csökkenthető.

"A legtöbb baktériumot a gyomornedv elpusztítja, de a gabonával táplált szarvasmarhákból származó E. coli ellenáll az erős savaknak" - magyarázza James B. Russell, az USDA mikrobiológusa és a Cornell Mikrobiológiai Szakosztály oktatója. "Amikor az emberek savrezisztens E. colival szennyezett ételeket fogyasztanak - beleértve az olyan patogén törzseket is, mint az O157: H7 -, a megbetegedés esélye megnő."

Az E. coli normális baktérium az állatok és emberek gyomor-bél traktusában, és a legtöbb típus nem káros (lásd az "E. coli és szarvasmarha" című adatlapot, mellékelve). Azonban a betegséget okozó törzsek, mint például az E. coli O157: H7, olyan méreganyagokat termelnek, amelyek véres hasmenést vagy akár veseelégtelenséget okoznak az embereknél. Az érett szarvasmarhákat az E. coli O157: H7 nem befolyásolja. Csak kevés szarvasmarha (becslések szerint egyszerre 1-2 százalék) dobja ki az E. coli O157: H7 ürülékét, ez az arány nem teljesen magyarázható.

Amikor a marhahús tetemét vágáskor véletlenül széklet szennyezi, a kórokozók bekerülhetnek az emberi táplálékba. E. coli O157: A H7 főzéssel vagy besugárzással elpusztulhat, de a baktérium továbbra is élelmiszer-biztonsági kockázatot jelent.

A szarvasmarhákat keményítőtartalmú szemekkel etetik a növekedési sebesség növelése és a puha hús előállítása érdekében. Mivel a szarvasmarha-gyomor-bél traktus rosszul emészti a keményítőt, Russell elmagyarázza, hogy néhány emésztetlen gabona eljut a vastagbélig, ahol erjed. Amikor a gabona erjed - és ecetsav, propionsav és vajsav felhalmozódik az állat vastagbélében -, az előállított E. coli nagy része saválló.

"A gabona nem kifejezetten elősegíti az E. coli O157: H7 növekedését, de növeli annak esélyét, hogy legalább néhány E. coli átjuthasson az emberek gyomor gyomrában" - mondja Russell. "A széna szénhidrátjai nem fermentálódnak olyan könnyen, és a széna sem az E. coli növekedését, sem savas rezisztenciáját nem segíti elő. Amikor a szarvasmarhákat csak öt napra cseréltük a gabonaalapú étrendről a szénára, a savval szemben rezisztens E. coli már nem észlelhetők. "

A Cornellnél végzett vizsgálatok során a kereskedelmi takarmányokra jellemző, gabonaalapú adagokkal táplált húsmarhákban 1 millió saválló E. coli volt/gramm székletben, és a csak 60 százalékos gabonával táplált tejelő szarvasmarhákban is magas volt a saválló baktériumok száma. Mindegyik esetben a magas mennyiség a bélben történő gabonafermentációval magyarázható.

Összehasonlításképpen: a szénával vagy fűvel táplált szarvasmarhákban csak savérzékeny E. coli volt, és ezeket a baktériumokat az emberi gyomrot utánzó "savas sokk" pusztította el - írták a Science mikrobiológusai.

Russell mikrobiológus szerint savas rezisztens baktériumtörzsek alakultak ki a gyomor gyomorának védőgátjának leküzdésére. A természetes szelekció folyamatban lévő folyamata lehetővé teszi a megfelelő génekkel rendelkező szervezetek életben maradását és szaporodását ott, ahol mások nem tudnak. Mivel a szarvasmarhákat több mint 40 éve táplálják magas gabonaszemű, növekedést elősegítő étrenddel, elmondása szerint bőséges lehetőség nyílt saválló gyógyszerformák kiválasztására.

További kutatásokra van szükség az E. coli sav-rezisztencia génjeinek azonosításához, de Russell szerint az E. coli "közös laboratóriumi törzseinek" hiányzik a szükséges DNS a savas gyomor-bélrendszeri környezetek túléléséhez.

"Időközben, most már tudjuk, honnan származnak a savval szemben rezisztens E. coli-k, viszonylag olcsó étrendváltással tudjuk ellenőrizni őket" - mondja Russell. "Ez a stratégia potenciálisan képes ellenőrizni más saválló baktériumok termelését, beleértve az E. coli virulens törzseit, amelyek még nem fejlődtek ki."

A vágás előtti rövid szénanetelési időszak "nem befolyásolhatja sem a hasított test méretét, sem a hús minőségét", és az étrend megváltoztatása minimális költséggel és kellemetlenséggel hajtható végre a takarmány-üzemeltetők számára Donald H. Beermann, Cornell állattani professzor szerint.

Russell, az USDA mikrobiológusa több mint 17 éve Ithacában állomásozik, és kapcsolatban áll a Wisconi Madisonban található amerikai tejelő takarmánykutató központtal. A mikrobiológia adjunktusának fokozatát a Cornellnél tölti be, és a Science jelentés többi szerzője tanítványa volt, amikor az etetési tanulmányokat végezték: Francisco Diez-Gonzalez, jelenleg posztdoktori ösztöndíjas, elvégezte Ph.D. az élelmiszer-tudományban Cornellben 1996-ban. Todd Callaway Ph.D. jelölt a mikrobiológiában. Menas Kizoulis, a Cornell biológiai tudományok vezetője nemrég elnyerte a Howard Hughes egyetemi ösztöndíjat, hogy folytassa a kutatásokat Russell laboratóriumában.

A tanulmányokat az USDA Agrárkutatási Szolgálata támogatta.

E. coli és szarvasmarha tények

Forrás: Amerikai Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Központ Élelmiszerbiztonsági és Alkalmazott Táplálkozási Központ,

USDA Agrárkutatási Szolgálat, Cornell Egyetem Mikrobiológiai Szakosztály

Billió és billió: Az állatok és az emberek gyomor-bél traktusa ideális élőhely a baktériumok szaporodásához, és a sejtsűrűség akár egy billió sejt is lehet egy digesta grammban. A bélbaktériumok többsége ártalmatlan típusú, sőt nélkülözhetetlen tápanyagokkal is elláthatja a gazdaszervezetet. Amikor az állatok szennyezett táplálékot fogyasztanak, az őshonos baktériumok versenyeznek a betolakodókkal, és legalább némi védelmet nyújtanak az élelmiszer által terjesztett betegségek ellen. Az Escherichia coli gyakori baktérium a GI traktusban, de általában meghaladja más típusokat. Az E. coli soha nem jótékony baktérium, de normális körülmények között az állat és az E. coli tolerálják egymást. Néhány E. coli törzs azonban nem emberbarát, és ezek a rendkívül virulens formák akut megbetegedést vagy akár halált is okozhatnak.

JÓ, ROSSZ ÉS ENTEROHEMORRAGIKUS: Az E. coli az emberi gyomor-bél traktus normális lakója, de az O157: H7 néven azonosított törzsek enterohemorrhagiásak és bélvérzést okoznak. Az áldozatok átlagosan nyolc napon át súlyos görcsöket és hasi fájdalmakat, vizes vagy véres hasmenést, hányást vagy alacsony fokú lázat tapasztalhatnak. E. coli O157: H7 "shiga-szerű" toxinokat is termel, amelyek veseelégtelenséget okozhatnak; amint a fertőzés eléri az urémiás fázist, a halálozási arány akár 30 százalék is lehet. Már 10 életképes E. coli O157: H7 okozhat fertőzést.

A székletcsatlakozás: Az érett szarvasmarhákat az E. coli O157: H7 nem befolyásolja, és az Egyesült Államokban a szarvasmarhák kis százaléka hordozó. Ha a húst vágáskor szarvasmarha ürülékkel szennyezik, vagy a gyümölcsöt és zöldséget trágyával trágyázzák, az E. coli O157: H7 bejuthat az emberi táplálékba. A napköziotthonokban és az idősek otthonában a széklet szennyeződése hordozza a személyes fertőzést. A legújabb munkák szerint az uszodák és a vízi parkok szennyeződhetnek az E. coli O157: H7-gyel.

NYERS VESZÉLY: A tej és a gyümölcslevek pasztőrözésénél vagy szilárd ételek főzésénél a hő elpusztítja az E. coli baktériumokat. A steak vagy a karaj külső felületén lévő E. coli főzési hő hatására könnyen elpusztul. De az őrölt húsban lévő E. coli rejtve lehet a hamburger mélyén. A "rózsaszínű húsú" hamburgereknek továbbra is lehetnek élő E. coli O157: H7 sejtjei.

GÁZKORLÁT: Az embereknek van egy természetes gátja, amely elpusztítja az élelmiszer által szállított baktériumokat - a gyomor savas, gyomornedveit -, de az E. coli baktériumok képesek ellenállni a "savas sokknak", ha fermentációs savak jelenlétében nőttek fel. A fermentációs savak növekednek, ha a szarvasmarhákat nagy mennyiségű gabonával etetik. A gabonával etetett szarvasmarhákban nagyon sok saválló E. coli található. A szénával táplált szarvasmarhák E. coli savérzékeny, és a gyomornedv könnyen elpusztítja őket.

SAV MEGOLDÁS: A kutatások azt mutatják, hogy a szénával etetett szarvasmarháknak egymilliószor kevesebb saválló a E. coli, mint a szarvasmarhákkal táplált szarvasmarháknak. Lehetséges azonban a szemek feldolgozása a savtermelés és a savállóság csökkentése érdekében. Ha a szemeket hőkezelik vagy gőzzel pelyhesítik, kevesebb keményítő jut át a vastagbélbe, és a fermentációs savak csökkennek.