Bottled water microbiology b technical

1. Μικροβιολογία
Εμφιαλωμένου Φυσικού
Μεταλλικού νερού
(για τεχνικούς)
M. Salgot
University of Barcelona

2. Γενικά στοιχεία
Τα φυσικά μεταλλικά νερά (ΦΜΝ), όπως τα υπόγεια νερά
(γεωτρήσεις, πηγάδια), περιέχουν από φύσης μια βακτηριακή
χλωρίδα.
Η ύπαρξη μιας φυσικής χλωρίδας βακτηρίων στα μεταλλικά νερά
δημιούργησε ερωτήσεις και αντιπαραθέσεις σχετικά με τις
επιδράσεις στην υγεία/ασφάλεια.
Δεδομένου ότι δεν επιτρέπεται καμία επεξεργασία σε αυτά τα νερά,
περιέχουν μικροοργανισμούς. Δεν μπορούν να απολυμανθούν
(νομικοί περιορισμοί).

3. Οι μικροοργανισμοί στα υπόγεια ύδατα χρησιμοποιούν το
υπάρχοντα οργανικό άνθρακα (συνήθως σπάνιο) στους καθαρούς
υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες.
Συνήθως οι βιοχημικές διεργασίες είναι χωρίς οξυγόνο (αναερόβιες).
Άλλα συστατικά τα οποία μπορεί να επηρεάσουν τις αντιδράσεις
είναι: νιτρικά; μαγγάνιο, σίδηρος, θειικά, CO2
Η συσσώρευση του CO2 έχει ως αποτέλεσμα τις πηγές αεριούχου
μεταλλικού νερού.
Συνήθως, η διαθεσιμότητα βιοαποικοδομήσιμου άνθρακα (σαν
τροφή) και της ενέργειας είναι πολύ μικρές ποσότητες (στα υπόγεια
ύδατα).

4. Στο σύστημα των υπόγειων υδάτων, οι μορφές ζωής
αποτελούνται κυρίως από τους μικροοργανισμούς (λόγω των
φυσικών χαρακτηριστικών δημιουργίας των υδροφορέων):
ελάχιστοι μικροοργανισμοί διέρχονται από τους πόρους του
εδάφους, μαζί με τα νερά τροφοδοσίας των υδροφορέων προς
τον υπόγειο υδροφορέα.
Μικροβιολογικές αναλύσεις φυσικών μεταλλικών νερών
ανιχνεύουν πάντα βακτηριακούς μικροοργανισμούς
κατάλληλου μεγέθους που μπορούν να αναπτύξουν αποικίες
με το κατάλληλο θρεπτικό υλικό.

5. - Οι μετρήσεις αποικιών του νερού είναι λιγότερες από 1-4
CFU/mL.
- Στη δεξαμενή αποθήκευσης και αμέσως μετά την εμφιάλωση είναι
ελαφρώς μεγαλύτερη η επιβάρυνση.
- Με αποθήκευση στους 20οC, ο βακτηριακός πληθυσμός
αυξάνεται, φθάνοντας έως και 10,000 CFU/mL μετά από μια
εβδομάδα.
- Μέσα σε 4 εβδομάδες, ο πληθυσμός μειώνεται με αργούς
ρυθμούς ή παραμένει σχετικά σταθερός.
- Μετά το πέρας 2 χρόνων αποθήκευσης, ο αριθμός των αποικιών
θα είναι περίπου 10,000 CFU/mL.
CFU: ένα βακτήριο που αναπαράγεται και σχηματίζει μια
αποικία

6. Τα βακτήρια στο φυσικό μεταλλικό νερό:
- Είναι ψυχροτρόπα (μπορούν να αναπτυχθούν σε θερμοκρασίες
τόσο χαμηλές όσο 5 ºC)
- Μέγιστη θερμοκρασία ανάπτυξής τους είναι 35 ºC
- Δεν απαιτούν παράγοντες ανάπτυξης (βιταμίνες, αμινοξέα…)
- Αναπτύσσονται διαφορετικά ανάλογα με το υλικό και το
μέγεθος του δοχείου
- Η ανάπτυξή τους δεν εξαρτάται από τη θερμοκρασία
αποθήκευσης
- Η μείωση του μεγέθους του (μικρότερα βακτήρια) είναι πιο
αποτελεσματική σε διαχωριστικά θρεπτικά συστατικά (τροφή).
Κυρίως είναι αερόβια, σαπροφυτικά, στελέχη βακίλλων

7. Πολλά μεταλλικά νερά περιέχουν επίπεδα διαλυμένου οργανικού
άνθρακα από 0.1 έως 0.7 mg/L (το μισό από το οποίο δεν είναι
εύκολα αποικοδομήσιμο: χουμικά και φουλβικά οξέα)
Στην περίπτωση αυτή είναι θεωρητικά δυνατό να προβλεφθεί ο
αριθμός των καλλιεργήσιμων βακτηρίων σε ένα εμφιαλωμένο
μεταλλικό νερό (σύμπτωση με τους υποδεικνυόμενους αριθμούς)
Υπάρουν και άλλοι περιοριστικοί παράγοντες (π.χ. φωσφόρος)
Συνήθως υπάρχουν μόνο τα βακτήρια, ωστόσο περιστασιακά
μπορεί να ανιχνευθούν και μύκητες.

8. Η τροφική αλυσίδα στους υδροφορείς αποτελείται κυρίως
από ετεροτροφική («τρέφονται» με οργανική ύλη),
χρησιμοποιώντας διαλυμένο οργανικό άνθρακα εξωτερικής
προέλευσης (προερχόμενο από τη διαδρομή του νερού μέχρι
τοιν υδροφορέα ή οργανικές ενώσεις των υπαρχόντων στον
υδροφορέα ιζημάτων, που αποικοδομούνται.

9. Διάφορα είδη βακτηριδίων:
- Pseudomonas
- Burkholderia
- Ralstonia
- Comamonas
- Acidovorax
- Stenotrophomonas
- Brevundimonas
- Sphingomonas
- Acinetobacter
- Cytophaga
- Flavobacterium
- Arthrobacter
- Corynebacterium

10. Το ανθρακούχο νερό έχει χαμηλότερα επίπεδα
επιβάρυνσης
Ο μεταβολισμός και η διατροφή των βακτηρίων στα
φυσικά μεταλλικά νερά δεν τα καθιστά παθογόνα για τον
άνθρωπο (δεν είναι προορισμένα να ζούν σε
ανθρώπινους ή ζωϊκούς οργανισμούς)

11. Η διαδικασία εμφιάλωσης
Ο πεπιεσμένος αέρας χρησιμοποιείται σχεδόν σε όλα τα στάδια
διαδικασίας εμφιάλωσης του νερού: η μικροβιολογική ποιότητα
του χρησιμοποιούμενου αέρα πρέπει να είναι υψηλής
ποιότητας.
Η σύνθετη οργανική ύλη (που βρίσκεται σε χαμηλές
συγκεντρώσεις) μπορεί να τροποποιηθεί δραματικά κατά την
εμφιάλωση, με την επίδραση της άυξησης της θερμοκρασίας
και της οξυγόνωσης.
Μια μεγάλη αύξηση του αριθμού των κυττάρων λόγω της
διαδικασίας εμφιάλωσης είναι πιθανή.

12. Υπάρχει μια σχέση με την επιφάνεια/όγκο του δοχείου
εμφιάλωσης: τα μικρά δοχεία παρέχουν σημαντικά μεγαλύτερη
σχετικά επιφάνεια. Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια σε σχέση με
τον όγκο του νερού, τόσο πιο γρήγορα πραγματοποιείται ανάπτυξη
των βακτηρίων.
Η ερμηνεία για αυτό είναι ότι οι θρεπτικές ουσίες που υπάρχουν
σε χαμηλές συγκεντρώσεις απορροφούνται και συμπυκνώνονται
πάνω στις επιφάνειες και, ως εκ τούτου, μπορεί να είναι
περισσότερο διαθέσιμες για τα βακτήρια.
Η επιφάνεια προσρόφησης της οργανικής ύλης του δοχείου είναι η
βάση για την προσκόλληση των βακτηρίων: λόγω των αυξημένων
συγκεντρώσεων, οι θρεπτικές ουσίες είναι περισσότερο
διαθέσιμες.

13. Φωτοδιάσπαση της διαλυμένης οργανικής ύλης είναι ένα συχνό
φαινόμενο (όταν υπάρχει έκθεση στον ήλιο)
Ο χρόνος έκθεσης των ανθεκτικών οργανικών ουσιών του νερού στο
φως της ημέρας, και μάλιστα στο ηλιακό φως, μπορεί να τονώσει και
πάλι την ανάπτυξη των μικροοργανισμών.
Φωτοχημικές διεργασίες παράγουν χαμηλού μοριακού βάρους,
άμεσα βιοαποικοδομήσιμα μόρια (εύκολα χρησιμεύουν ως τροφή
για τους μικροοργανισμούς) από χουμικά σύμπλοκα υψηλού
μοριακού βάρους.
VBNC (Viable but non culturable = Βιώσιμα αλλά όχι καλλιεργήσιμα)
αδρανή κύτταρα επαναφέρονται στη «ζωή» με την εμφιάλωση.