Inzicht in listeria-groei voor veilige plantaardige vleesvervangers

Plantaardige vlees- en zuivelvervangers bieden een uitstekende omgeving voor Listeria monocytogenes, een ziekmakende bacterie. Dit voedselveiligheidsrisico wordt vaak onderschat, omdat de plantaardige basis zo afwijkt van de dierlijke basis van welbekende bronnen van listeria. En dat terwijl het een veelvoorkomende bodembacterie is. De kans op besmetting van het product met deze ziekmakende bacterie is aanwezig. Onderzoekers van WUR vertellen hoe zij werken aan groeimodellen die listeria voorspellen.

Een uitbraak van listeriose onder Franse zwangere vrouwen door vegan kaas was groot nieuws in 2022. Zowel de zieke zwangere vrouwen als de producent hadden dezelfde misvatting gemaakt: listeria groeit in rauwmelkse kaas en niet in de plantaardige vervanger.

Risico op infectieziekte listeriose

De consument die een product eet dat is besmet met deze pathogeen kan de infectieziekte listeriose ontwikkelen. Gezonde mensen krijgen milde griepverschijnselen, maar bij een verzwakte afweer treedt sepsis of een hersenvliesontsteking op, soms met fatale afloop. Bij zwangere vrouwen, jonge kinderen, senioren en mensen met een zwak immuunsysteem is de kans groter dat listeriose een ernstig verloop kent.

Risicoproducten voor Listeria monocytogenes zijn langdurige gekoelde producten die zonder verhitting worden gegeten. De pathogeen groeit namelijk zelfs uit bij koelkasttemperaturen 4 tot 7 graden. Hoe kouder, hoe meer de groei wordt vertraagd. Ook vermenigvuldigt listeria goed in vochtige omstandigheden. In droge omstandigheden en bij diepvriestemperaturen gaat de bacterie in overlevingstand. Welbekende bronnen van listeria zijn zachte rauwmelkse kazen, gerookte vis en gekookte, gesneden vleeswaren. Alle gelijksoortige plantaardige producten zijn net zo vatbaar.

Lees ook: Nieuwe eiwittoepassingen vragen nieuwe kennis voedselveiligheid

Data over listeria is wettelijk verplicht

Aangezien besmetting met listeria zo kansrijk is, stelt de Europese unie (EU) strenge en specifieke eisen aan listeria-analyses op kant-en-klaarproducten. Voor bedrijven die producten maken die gevoelig zijn voor uitgroei van de bacterie zijn listeria-analyses verplicht. Volgens Verordening (EG) nr. 2073/2005 mag aan het einde van de houdbaarheidstermijn een product niet meer dan 100 kolonievormende eenheden (kve) listeria per gram bevatten. Een producent moet met zogenaamde challenge-testen aantonen hoe listeria groeit in zijn product. Als er geen gegevens zijn over de mogelijke uitgroei, moet de producent afwezigheid in 5 monsters van 25 gram aantonen.

Zo lang de groei beperkt blijft, is een besmetting met listeria niet meteen een probleem

Weet hoe listeria groeit

“De kans op nabesmetting in combinatie met de goede groei van listeria bij lage temperaturen maakt het een lastige pathogeen om te beheersen,” zegt Masja Nierop Groot, senior onderzoeker toegepaste microbiologie aan Wageningen University & Research (WUR). “Listeria is een bodembacterie die via aarde aan groente de productieomgeving in kan komen. Een besmetting kan af en toe plaatsvinden, maar zo lang de groei beperkt blijft, is dat niet meteen een probleem.”

Lees ook: What's cooking sluit vleeswarenfabriek in Aalsmeer

Begrijpen hoe listeria groeit in het product is de sleutel tot het voldoen aan de voedselveiligheidseisen. Nierop Groot werkt samen met Marcel Zwietering, hoogleraar levensmiddelenmicrobiologie aan Wageningen University & Research in een onderzoek consortium Prospect. Zij onderzoeken de groei van listeria in plantaardige vleesvervangers, zodat ze de uitgroei van het pathogeen kunnen voorspellen. Hiervoor krijgen zij subsidie van Topsector Agri & Food.

Voor nieuwe producten kan de wettelijke verplichting om de uitgroei van listeria in kaart te hebben duur en tijdrovend uitpakken. Producenten van bestaande producten kunnen op basis van data opgebouwd met vergelijkbare producten inschatten hoe listeria zal groeien op hun product. Bij een nieuw product moet al die data nog opgebouwd worden. “Bij elke wijziging in productsamenstelling, productieproces of opslagcondities moet de listeria uitgroei bekend zijn,” zegt Zwietering. “Al deze testen bij nieuwe producten betekenen kosten en tijd om alle verschillende omstandigheden en de invloed op de groei van Listeria te begrijpen.”

Lees ook: Normen plantaardige voeding als middel om eiwittransitie aan te jagen

Groeimodel berekent groei listeria

De voedselindustrie gebruikt listeria-groeimodellen, zodat er minder analyses nodig zijn om de groei ervan in een product te bevestigen. Zo'n groeimodel gebruikt data uit uitgebreide experimentele studies en wordt dan gevalideerd met challenge testen en ander onderzoek. Met die dataset berekent een groeimodel de groei van listeria in een bepaald product. “Er zijn open source-modellen, zoals de Food Spoilage Safety Predictor, die ook listeriagroei berekenen,” zegt Nierop Groot. “De meeste onderliggende data in dit soort modellen is groei gemeten in vlees- en visproducten. De listeriagroei kan mogelijk anders zijn in plantaardige vleesvervangers.”

Prospect genereert en verzamelt data over listeriagroei in plantaardige vleesvervangers, zodat de modellen ook voor deze productgroep de groei voorspellen. Het model berekent op basis van vijf factoren, bijvoorbeeld de concentratie conserveringsmiddelen of de zuurtegraad, waarvan bekend is dat ze de bacteriegroei beïnvloeden. Dan is er nog een zesde factor, de correctiefactor voor het product. Het ene product faciliteert de groei van listeria beter dan een andere. “Als we wisten wat het verschil maakte per product hadden we geen correctiefactor nodig,” zegt Zwietering. “Bestaande listeria-groeimodellen hebben productfactoren van vlees-, vis- en kant-en-klaar-producten waarvan de listeriagroei al meer is onderzocht. Wij bepalen nu een correctiefactor voor plantaardige vleesvervangers.”

“In een model kunnen scenario’s worden doorgerekend”, zegt Zwietering. “Wat voor effect heeft meer conserveringsmiddel toevoegen? Op basis van de berekeningen uit het model doen we een challenge-test en kijken of deze zo uitkomt zoals berekend door het model. Dan weten we dat het model een accurate groei berekent bij een wijziging in dosering van het conserveringsmiddel. De challenge test verrijkt ook weer het model. Ze versterken elkaar.”

Lees ook: Mycotoxinen in plantaardige eiwitrijke producten vereisen verder onderzoek

Productmodel voor vleesvervangers

De correctiefactor wordt bepaald op basis van listeriagroeitesten op een productmodel ontwikkelt binnen Prospect. “Het productmodel is een product dat we op labschaal kunnen besmetten met listeria om data te verzamelen over de uitgroei op dit soort producten,” zegt Zwietering. “Het productmodel kan een aantal factoren uitwisselen zoals veelvoorkomende grondstoffen voor vleesvervangers. We hebben nu soja, tarwe en erwteneiwit. We kunnen veelgebruikte conserveringsmiddelen testen, zoals lactaat of azijn.” Na een hele reeks testen kan uit de data gehaald worden of een plantaardige vleesvervanger de groei van listeria versnelt of juist vertraagt.

De correctiefactor wordt later in het project ook getoetst met listeria­groeidata uit testen op commerciële producten. “Die producten hebben dan net een andere smaakstof, kruiden en specerijen,” zegt Nierop Groot. “Onze verwachting is dat de groei niet veel zal afwijken omdat die kleine productspecifieke verschillen waarschijnlijk geen groot verschil maken op de listeriagroei.”

Meerdere listeriastammen testen

Verder testen ze twintig verschillende listeriastammen, omdat de ene stam soms beter groeit op een product dan een ander. “Challengetesten werken meestal met het bewust besmetten van een specifieke cocktail van stammen, die goed groeien in het product. Het kan zijn dat andere listeriastammen het beter doen in plantaardige vleesvervangers dan de stammen geadviseerd voor challengetesten van kant-en-klaar-producten. Uiteindelijk moet een challengetest echt nabootsen wat er gebeurt bij de ergste besmetting met listeria. De gebruikte stammen moeten dus die stammen zijn die het beste groeien in een vleesvervanger.”

De groeidata op vleesvervangers is deels verzamelde data uit literatuuronderzoek en deels data gegenereerd binnen het project. “Binnen de WUR is onderzoek gedaan naar stamvariabiliteit dat wij goed konden gebruiken,” zegt Nierop Groot. “In sommige gevallen moeten we echt zelf testen opzetten in labgroeimedia of op het productmodel. We denken wel een eind te komen in de drie jaar die gepland zijn voor dit project.”

Uiteindelijk moet een challengetest echt nabootsen wat er gebeurt bij de ergste besmetting met listeria

Challengetesten blijven nodig

Challengetesten blijven wel nodig, want een model kan een challengetest nooit helemaal vervangen. Zwietering: “Elk product is weer net anders, de productieomgeving kan veranderen. Dit kan allemaal zorgen dat listeria toch boven de grenswaarde van 100 kve/g binnen de houdbaarheidstermijn groeit. Een houdbaarheidstermijn verhogen van 7 naar 14 dagen kan niet alleen op basis van berekeningen, dat moet met het product zelf. Als de challengetest andere resultaten laat zien dan het model berekent, is er meer onderzoek nodig waar het product verschilt van wat er al getest is.”

Verder onderzoek naar de groei van pathogenen in combinatie met bederf moet meer inzicht verschaffen in voedselveilige productie van vervangers. “We zijn nu bezig met het opzetten van een vervolgproject, Shielt, om ook modellen te ontwikkelen voor groei van bederforganismen en Bacillus cereus in plantaardige producten. Dit is een sporenvormende pathogeen die in de plantaardige grondstoffen kan zitten. De sporen kunnen verhittingsprocessen overleven en in het eindproduct terecht komen. Het is dan belangrijk om met de formulering van het product te voorkomen dat de sporen uitgroeien. Bederf kan de omstandigheden voor de groei van dit soort pathogenen in het product verbeteren of juist verslechteren. Voor kwaliteit en duurzaamheid is het beheersen van bederforganismen ook relevant voor zowel de industrie als de consument.”

Lees ook: Geld voor WUR-onderzoek naar bacteriën in plantaardige voeding

Kritisch blijven op voedselveiligheid

Blijf kritisch op de risico’s wat betreft Listeria en voedselveiligheid in het algemeen, adviseren Nierop Groot en Zwietering. “Ga er niet zomaar vanuit dat Listeria geen risico vormt voor jouw product. De kans is groot dat het risico er wel is,” zegt Zwietering. “De meeste uitbraken komen door veranderingen rondom het product, niet eens door veranderingen in het product zelf. Hygiëne in productie is bijvoorbeeld heel belangrijk, want een product dat niet in de verpakking verhit wordt kan nabesmet worden met Listeria,” zegt Nierop Groot.

Zwietering ziet de noodzaak bij Listeria voor een aanpak vanuit de hele keten. “Listeria groeit harder bij 7 dan bij 4 graden. De meeste consumenten hebben hun koelkast op 7 graden staan. Gedurende twee derde van de houdbaarheidstermijn is het product bij de consument, dat moet worden meegerekend. Tegelijkertijd kan dat niet alleen bij productie geregeld worden. “Goede voorlichting is belangrijk. Supermarkten hebben nu al vaak hun koelvak lager staan op 4 graden, maar dat is dus maar een klein deel van de hele houdbaarheidstermijn. Ga ervan uit dat de temperatuur hoger staat bij de consument en pas daar je samenstelling en proces op aan.”

Plantaardige vlees- en zuivelvervangers bieden een uitstekende omgeving voor Listeria monocytogenes, een ziekmakende bacterie. Dit voedselveiligheidsrisico wordt vaak onderschat, omdat de plantaardige basis zo afwijkt van de dierlijke basis van welbekende bronnen van listeria. En dat terwijl het een veelvoorkomende bodembacterie is. De kans op besmetting van het product met deze ziekmakende bacterie is aanwezig. Onderzoekers van WUR vertellen hoe zij werken aan groeimodellen die listeria voorspellen.

Een uitbraak van listeriose onder Franse zwangere vrouwen door vegan kaas was groot nieuws in 2022. Zowel de zieke zwangere vrouwen als de producent hadden dezelfde misvatting gemaakt: listeria groeit in rauwmelkse kaas en niet in de plantaardige vervanger.

Risico op infectieziekte listeriose

De consument die een product eet dat is besmet met deze pathogeen kan de infectieziekte listeriose ontwikkelen. Gezonde mensen krijgen milde griepverschijnselen, maar bij een verzwakte afweer treedt sepsis of een hersenvliesontsteking op, soms met fatale afloop. Bij zwangere vrouwen, jonge kinderen, senioren en mensen met een zwak immuunsysteem is de kans groter dat listeriose een ernstig verloop kent.

Risicoproducten voor Listeria monocytogenes zijn langdurige gekoelde producten die zonder verhitting worden gegeten. De pathogeen groeit namelijk zelfs uit bij koelkasttemperaturen 4 tot 7 graden. Hoe kouder, hoe meer de groei wordt vertraagd. Ook vermenigvuldigt listeria goed in vochtige omstandigheden. In droge omstandigheden en bij diepvriestemperaturen gaat de bacterie in overlevingstand. Welbekende bronnen van listeria zijn zachte rauwmelkse kazen, gerookte vis en gekookte, gesneden vleeswaren. Alle gelijksoortige plantaardige producten zijn net zo vatbaar.

Lees ook: Nieuwe eiwittoepassingen vragen nieuwe kennis voedselveiligheid

Data over listeria is wettelijk verplicht

Aangezien besmetting met listeria zo kansrijk is, stelt de Europese unie (EU) strenge en specifieke eisen aan listeria-analyses op kant-en-klaarproducten. Voor bedrijven die producten maken die gevoelig zijn voor uitgroei van de bacterie zijn listeria-analyses verplicht. Volgens Verordening (EG) nr. 2073/2005 mag aan het einde van de houdbaarheidstermijn een product niet meer dan 100 kolonievormende eenheden (kve) listeria per gram bevatten. Een producent moet met zogenaamde challenge-testen aantonen hoe listeria groeit in zijn product. Als er geen gegevens zijn over de mogelijke uitgroei, moet de producent afwezigheid in 5 monsters van 25 gram aantonen.

Zo lang de groei beperkt blijft, is een besmetting met listeria niet meteen een probleem

Weet hoe listeria groeit

“De kans op nabesmetting in combinatie met de goede groei van listeria bij lage temperaturen maakt het een lastige pathogeen om te beheersen,” zegt Masja Nierop Groot, senior onderzoeker toegepaste microbiologie aan Wageningen University & Research (WUR). “Listeria is een bodembacterie die via aarde aan groente de productieomgeving in kan komen. Een besmetting kan af en toe plaatsvinden, maar zo lang de groei beperkt blijft, is dat niet meteen een probleem.”

Lees ook: What's cooking sluit vleeswarenfabriek in Aalsmeer

Begrijpen hoe listeria groeit in het product is de sleutel tot het voldoen aan de voedselveiligheidseisen. Nierop Groot werkt samen met Marcel Zwietering, hoogleraar levensmiddelenmicrobiologie aan Wageningen University & Research in een onderzoek consortium Prospect. Zij onderzoeken de groei van listeria in plantaardige vleesvervangers, zodat ze de uitgroei van het pathogeen kunnen voorspellen. Hiervoor krijgen zij subsidie van Topsector Agri & Food.

Voor nieuwe producten kan de wettelijke verplichting om de uitgroei van listeria in kaart te hebben duur en tijdrovend uitpakken. Producenten van bestaande producten kunnen op basis van data opgebouwd met vergelijkbare producten inschatten hoe listeria zal groeien op hun product. Bij een nieuw product moet al die data nog opgebouwd worden. “Bij elke wijziging in productsamenstelling, productieproces of opslagcondities moet de listeria uitgroei bekend zijn,” zegt Zwietering. “Al deze testen bij nieuwe producten betekenen kosten en tijd om alle verschillende omstandigheden en de invloed op de groei van Listeria te begrijpen.”

Lees ook: Normen plantaardige voeding als middel om eiwittransitie aan te jagen

Groeimodel berekent groei listeria

De voedselindustrie gebruikt listeria-groeimodellen, zodat er minder analyses nodig zijn om de groei ervan in een product te bevestigen. Zo'n groeimodel gebruikt data uit uitgebreide experimentele studies en wordt dan gevalideerd met challenge testen en ander onderzoek. Met die dataset berekent een groeimodel de groei van listeria in een bepaald product. “Er zijn open source-modellen, zoals de Food Spoilage Safety Predictor, die ook listeriagroei berekenen,” zegt Nierop Groot. “De meeste onderliggende data in dit soort modellen is groei gemeten in vlees- en visproducten. De listeriagroei kan mogelijk anders zijn in plantaardige vleesvervangers.”

Prospect genereert en verzamelt data over listeriagroei in plantaardige vleesvervangers, zodat de modellen ook voor deze productgroep de groei voorspellen. Het model berekent op basis van vijf factoren, bijvoorbeeld de concentratie conserveringsmiddelen of de zuurtegraad, waarvan bekend is dat ze de bacteriegroei beïnvloeden. Dan is er nog een zesde factor, de correctiefactor voor het product. Het ene product faciliteert de groei van listeria beter dan een andere. “Als we wisten wat het verschil maakte per product hadden we geen correctiefactor nodig,” zegt Zwietering. “Bestaande listeria-groeimodellen hebben productfactoren van vlees-, vis- en kant-en-klaar-producten waarvan de listeriagroei al meer is onderzocht. Wij bepalen nu een correctiefactor voor plantaardige vleesvervangers.”

“In een model kunnen scenario’s worden doorgerekend”, zegt Zwietering. “Wat voor effect heeft meer conserveringsmiddel toevoegen? Op basis van de berekeningen uit het model doen we een challenge-test en kijken of deze zo uitkomt zoals berekend door het model. Dan weten we dat het model een accurate groei berekent bij een wijziging in dosering van het conserveringsmiddel. De challenge test verrijkt ook weer het model. Ze versterken elkaar.”

Lees ook: Mycotoxinen in plantaardige eiwitrijke producten vereisen verder onderzoek

Productmodel voor vleesvervangers

De correctiefactor wordt bepaald op basis van listeriagroeitesten op een productmodel ontwikkelt binnen Prospect. “Het productmodel is een product dat we op labschaal kunnen besmetten met listeria om data te verzamelen over de uitgroei op dit soort producten,” zegt Zwietering. “Het productmodel kan een aantal factoren uitwisselen zoals veelvoorkomende grondstoffen voor vleesvervangers. We hebben nu soja, tarwe en erwteneiwit. We kunnen veelgebruikte conserveringsmiddelen testen, zoals lactaat of azijn.” Na een hele reeks testen kan uit de data gehaald worden of een plantaardige vleesvervanger de groei van listeria versnelt of juist vertraagt.

De correctiefactor wordt later in het project ook getoetst met listeria­groeidata uit testen op commerciële producten. “Die producten hebben dan net een andere smaakstof, kruiden en specerijen,” zegt Nierop Groot. “Onze verwachting is dat de groei niet veel zal afwijken omdat die kleine productspecifieke verschillen waarschijnlijk geen groot verschil maken op de listeriagroei.”

Meerdere listeriastammen testen

Verder testen ze twintig verschillende listeriastammen, omdat de ene stam soms beter groeit op een product dan een ander. “Challengetesten werken meestal met het bewust besmetten van een specifieke cocktail van stammen, die goed groeien in het product. Het kan zijn dat andere listeriastammen het beter doen in plantaardige vleesvervangers dan de stammen geadviseerd voor challengetesten van kant-en-klaar-producten. Uiteindelijk moet een challengetest echt nabootsen wat er gebeurt bij de ergste besmetting met listeria. De gebruikte stammen moeten dus die stammen zijn die het beste groeien in een vleesvervanger.”

De groeidata op vleesvervangers is deels verzamelde data uit literatuuronderzoek en deels data gegenereerd binnen het project. “Binnen de WUR is onderzoek gedaan naar stamvariabiliteit dat wij goed konden gebruiken,” zegt Nierop Groot. “In sommige gevallen moeten we echt zelf testen opzetten in labgroeimedia of op het productmodel. We denken wel een eind te komen in de drie jaar die gepland zijn voor dit project.”

Uiteindelijk moet een challengetest echt nabootsen wat er gebeurt bij de ergste besmetting met listeria

Challengetesten blijven nodig

Challengetesten blijven wel nodig, want een model kan een challengetest nooit helemaal vervangen. Zwietering: “Elk product is weer net anders, de productieomgeving kan veranderen. Dit kan allemaal zorgen dat listeria toch boven de grenswaarde van 100 kve/g binnen de houdbaarheidstermijn groeit. Een houdbaarheidstermijn verhogen van 7 naar 14 dagen kan niet alleen op basis van berekeningen, dat moet met het product zelf. Als de challengetest andere resultaten laat zien dan het model berekent, is er meer onderzoek nodig waar het product verschilt van wat er al getest is.”

Verder onderzoek naar de groei van pathogenen in combinatie met bederf moet meer inzicht verschaffen in voedselveilige productie van vervangers. “We zijn nu bezig met het opzetten van een vervolgproject, Shielt, om ook modellen te ontwikkelen voor groei van bederforganismen en Bacillus cereus in plantaardige producten. Dit is een sporenvormende pathogeen die in de plantaardige grondstoffen kan zitten. De sporen kunnen verhittingsprocessen overleven en in het eindproduct terecht komen. Het is dan belangrijk om met de formulering van het product te voorkomen dat de sporen uitgroeien. Bederf kan de omstandigheden voor de groei van dit soort pathogenen in het product verbeteren of juist verslechteren. Voor kwaliteit en duurzaamheid is het beheersen van bederforganismen ook relevant voor zowel de industrie als de consument.”

Lees ook: Geld voor WUR-onderzoek naar bacteriën in plantaardige voeding

Kritisch blijven op voedselveiligheid

Blijf kritisch op de risico’s wat betreft Listeria en voedselveiligheid in het algemeen, adviseren Nierop Groot en Zwietering. “Ga er niet zomaar vanuit dat Listeria geen risico vormt voor jouw product. De kans is groot dat het risico er wel is,” zegt Zwietering. “De meeste uitbraken komen door veranderingen rondom het product, niet eens door veranderingen in het product zelf. Hygiëne in productie is bijvoorbeeld heel belangrijk, want een product dat niet in de verpakking verhit wordt kan nabesmet worden met Listeria,” zegt Nierop Groot.

Zwietering ziet de noodzaak bij Listeria voor een aanpak vanuit de hele keten. “Listeria groeit harder bij 7 dan bij 4 graden. De meeste consumenten hebben hun koelkast op 7 graden staan. Gedurende twee derde van de houdbaarheidstermijn is het product bij de consument, dat moet worden meegerekend. Tegelijkertijd kan dat niet alleen bij productie geregeld worden. “Goede voorlichting is belangrijk. Supermarkten hebben nu al vaak hun koelvak lager staan op 4 graden, maar dat is dus maar een klein deel van de hele houdbaarheidstermijn. Ga ervan uit dat de temperatuur hoger staat bij de consument en pas daar je samenstelling en proces op aan.”