Πρόσφατα κρούσματα τροφιμογενών ασθενειών και νέες εκτιμήσεις για τις τροφιμογενείς ασθένειες από το Κέντρο Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων ή CDC θα μπορούσαν ενδεχομένως να ήταν η ώθηση που ώθησε την πρόσφατη ψήφιση του νομοσχεδίου για την ασφάλεια των τροφίμων S.510. Ως μέρος αυτής της νομοθεσίας, η FDA θα πρέπει να δημιουργήσει νέους κανονισμούς ασφάλειας προϊόντων για τους παραγωγούς φρούτων και λαχανικών υψηλότερου κινδύνου. Αυτή η αυξημένη αίσθηση επείγουσας ανάγκης για ασφαλή τρόφιμα αναγκάζει τους παραγωγούς και τους μεταποιητές τροφίμων να επαναξιολογούν τις επιλογές τους για τη δοκιμή των τροφίμων στην πηγή ή στο χωράφι.
ΥΠΑΡΧΟΥΣΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΔΟΚΙΜΩΝ
Οι καλλιεργητές και οι μεταποιητές έχουν χρησιμοποιήσει ιστορικά μία από τις τρεις μεθόδους για τον έλεγχο βακτηρίων: συστήματα παρακολούθησης καθαρότητας τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP), δοκιμή καλλιέργειας και δοκιμή αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (PCR).
Τα συστήματα παρακολούθησης καθαριότητας τριφωσφορικής αδενοσίνης δοκιμάζουν το μόριο ATP, το οποίο βρίσκεται σε όλα τα οργανικά υλικά. Οι αναλύσεις ATP μετρούν το ATP από ζωικά και φυτικά κύτταρα καθώς και από ζωντανά ή νεκρά βακτήρια, ζυμομύκητες ή μούχλα. Αυτή η ανάλυση μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μη οργανικές επιφάνειες για τον προσδιορισμό της καθαριότητας και απαιτεί να υπάρχουν 10,000 έως 100,000 βακτήρια για να παράγουν αρκετό ATP για να καταλήξουμε σε θετική ανίχνευση βακτηρίων.
Μια δοκιμασία καλλιέργειας είναι μια εργαστηριακή δοκιμή που προσδιορίζει ποια βακτήρια ή ζυμομύκητες μπορεί να υπάρχουν σε ένα δεδομένο δείγμα. Οι δοκιμασίες καλλιέργειας απαιτούν το δείγμα να επωάζεται για καθορισμένο χρόνο, συνήθως 24 έως 48 ώρες, για να δοθεί στα βακτήρια την ευκαιρία να αναπτυχθούν για να προσδιοριστεί η παρουσία του. Αυτό απαιτεί την αποστολή του δείγματος σε εργαστήριο.
Η PCR είναι μια δοκιμασία που χρησιμοποιεί DNA για να δοκιμάσει διάφορα βακτήρια και παθογόνα. Η διαδικασία ενισχύει ένα κομμάτι DNA δημιουργώντας χιλιάδες έως εκατομμύρια αντίγραφα. Είναι εξαιρετικά ακριβές και διαρκεί από 12 ώρες έως 26 ώρες.
ΕΜΦΥΤΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ
Οι υπάρχουσες τεχνολογίες έχουν μειονεκτήματα που τις καθιστούν αναποτελεσματικές για τους σκοπούς του παραγωγού τροφίμων και οι αναποτελεσματικές δοκιμές μπορούν να οδηγήσουν σε μόλυνση των τροφίμων, ασθένεια, απώλεια εσόδων και πολλά άλλα.
Οι δοκιμές ATP δοκιμάζουν την παρουσία του μορίου ATP, το οποίο υπάρχει σε όλα τα οργανικά υλικά. Αυτό σημαίνει ότι ένα θετικό τεστ ATP επιβεβαιώνει μόνο ότι υπάρχει οργανική ύλη – όχι απαραίτητα βακτήρια. Αυτή η ανάλυση είναι στην πραγματικότητα μια δοκιμή καθαριότητας ή ότι μια επιφάνεια είναι καθαρή από ζωντανά ή νεκρά οργανικά υλικά. Επειδή δοκιμάζει οργανικά υλικά, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τρόφιμα καθώς τα τρόφιμα είναι βιολογικά. Επιπλέον, η ανάλυση ATP δεν μπορεί να ανιχνεύσει βιοφίλμ, το οποίο είναι ένα κολλώδες υποπροϊόν οργανισμών που μπορεί να κρύψει ζωντανά βακτήρια. Ένα άλλο ζήτημα με τις δοκιμές ATP είναι η παραγωγή αρκετής ποσότητας ATP για τη δημιουργία θετικού τεστ, τα βακτήρια θα πρέπει να αριθμούν τουλάχιστον 10,000 βακτήρια.
Οι δοκιμές καλλιέργειας γενικά είναι αρκετά ακριβείς, αλλά η μέθοδος απαιτεί τα βακτήρια να επωάζονται για 24 ώρες έως 48 ώρες για να επαληθευτεί η παρουσία βακτηρίων. Αυτό σημαίνει ότι το δείγμα αποστέλλεται σε εργαστήριο για αυτόν τον χρόνο επώασης και ένας εκπαιδευμένος τεχνικός διαβάζει τη δοκιμή. Η ανάγκη για εργαστηριακή εργασία αυξάνει το κόστος για τον τελικό χρήστη και ο προστιθέμενος χρόνος αυξάνει τις πιθανότητες να γλιστρήσουν τα μολυσμένα τρόφιμα στη διαδικασία.
Οι αναλύσεις PCR, αν και είναι επίσης εξαιρετικά ακριβείς, απαιτούν από τον παραγωγό να στείλει το δείγμα σε ένα εργαστήριο όπου ένας εκπαιδευμένος τεχνικός χρησιμοποιεί ακριβό εξοπλισμό για την επεξεργασία της δοκιμής. Η ίδια η δοκιμή αποτελείται από πολλά περίπλοκα βήματα, τα οποία προσθέτουν στο κόστος που επιβαρύνει τον παραγωγό τροφίμων. Οι αναλύσεις PCR απαιτούν μια φάση εμπλουτισμού που διαρκεί από 8 ώρες έως 20 ώρες, συν 1 ώρα έως 4 ώρες για την πραγματική δοκιμή. Τα πρόσθετα βήματα και ο χρόνος αυξάνουν το κόστος και τις πιθανότητες να περάσει απαρατήρητη η μόλυνση των τροφίμων.
ΔΟΚΙΜΗ ΕΝΖΥΜΟΥ
Οι μικροβιολόγοι μελετούν και χρησιμοποιούν ένζυμα για την ανίχνευση βακτηρίων από τις αρχές της δεκαετίας του 1950. Πολλοί σταμάτησαν να χρησιμοποιούν ενζυμικές μεθόδους και στράφηκαν σε τεχνολογίες αντιγόνου/αντισώματος ή δοκιμής ενίσχυσης νουκλεϊκών οξέων (NAAT) τις δεκαετίες του 1970 και του 1980. Από τότε, ωστόσο, η συνεχιζόμενη έρευνα ενζύμων οδήγησε στην ανακάλυψη συγκεκριμένων βακτηριακών ενζύμων που σχετίζονται με πολλούς διαφορετικούς μικροοργανισμούς. Αυτές οι πληροφορίες έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξη ιδιόκτητων υποστρωμάτων που μπορούν να αναγνωρίσουν και να συνδεθούν με συγκεκριμένα ένζυμα που εκπέμπονται από συγκεκριμένα βακτήρια. Με αυτές τις νέες δοκιμές πληροφοριών έχουν αναπτυχθεί για τη χρήση των ιδιόκτητων υποστρωμάτων τα οποία όταν υδρολύονται από ένα ένζυμο παράγουν έναν φθορισμό που μπορεί είτε να διαβαστεί από ένα φθορόμετρο είτε με την προσθήκη ενός αντιδραστηρίου για την παραγωγή ενός χρωμομετρικού αντιδραστηρίου.
Άλλα διαγνωστικά συστήματα πρέπει να βρουν το ίδιο το βακτηριακό κύτταρο αναπτύσσοντας το δείγμα σε καλλιέργειες ή αντιγράφοντας DNA χρησιμοποιώντας ένα σύστημα PCR/NAAT. Αυτές οι μέθοδοι θα χρειαστούν, στις περισσότερες περιπτώσεις, περισσότερο από μία ημέρα για να ληφθούν αποτελέσματα από τη στιγμή της συλλογής του δείγματος και απαιτούν εκπαιδευμένους τεχνικούς εργαστηρίου και ακριβό εξοπλισμό. Χρησιμοποιώντας μια μεθοδολογία ανίχνευσης ενζύμου, τα βακτήρια μπορούν να παράγουν χιλιάδες μόρια ενός ενζύμου, γεγονός που αυξάνει τις πιθανότητες και τον χρόνο ανίχνευσης με πολύ ταχύτερο ρυθμό από οποιαδήποτε άλλη μέθοδο ανίχνευσης.
ΚΙΤ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗΣ ΒΑΚΤΗΡΙΑΚΩΝ ΕΝΖΥΜΩΝ
Χρησιμοποιώντας αυτή τη μεθοδολογία, τα κιτ ανίχνευσης βακτηριακών ενζύμων, τα οποία διατίθενται είτε σε κιτ χειροκίνητου επιχρίσματος είτε σε ψηφιακά φορητά κιτ φθορόμετρου, μπορούν να χρησιμοποιηθούν επιτόπου για τον έλεγχο επιφανειών και τροφίμων για ολικούς οργανισμούς, αρνητικά κατά gram βακτήρια (Enterobacteriaceae). Οι δοκιμές επιβεβαιώνουν την παρουσία ή την απουσία βακτηρίων πάνω από τα κανονικά επίπεδα φόντου με αποτελέσματα επί τόπου σε 20 λεπτά. Οι δοκιμές γίνονται εύκολα, δεν απαιτούν επιπλέον εξοπλισμό και επίσης ανιχνεύουν βακτήρια που κρύβονται στο βιοφίλμ. Η ακρίβεια είναι μεγαλύτερη από 98 τοις εκατό εάν υπάρχουν περισσότεροι από 1,000 οργανισμοί ανά δοκιμαστική ταινία σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους. Τα κιτ έχουν σχεδιαστεί για να χρησιμεύουν ως εργαλείο διαλογής για την αναζήτηση «καυτών σημείων» που περιέχουν απαράδεκτα επίπεδα βακτηριακής μόλυνσης. Επειδή είναι φθηνές, γρήγορες και εύκολες στη χρήση, μπορεί να πραγματοποιηθεί πιο συχνή παρακολούθηση και δοκιμή.
Πλεονεκτήματα:
Οι δοκιμές ανίχνευσης ενζυμικών βακτηρίων έχουν πολλά οφέλη σε σχέση με τις τυπικές δοκιμές καλλιέργειας, ATP και PCR, όπως ταχύτερη ταχύτητα, ευκολία στη χρήση, υψηλότερη ακρίβεια, χαμηλότερο κόστος και ικανότητα ανίχνευσης βιοφίλμ. Οι δοκιμές ενζύμων παρέχουν αποτελέσματα σε μόλις 20 λεπτά από δείγμα σε αποτέλεσμα και τα αποτελέσματα είναι διαθέσιμα στο πεδίο ή στο χώρο, καθώς δεν απαιτούν την αποστολή των δειγμάτων σε εργαστήριο. Οι δοκιμές καλλιέργειας ή PCR χρησιμοποιούν εξειδικευμένο εξοπλισμό και εκπαιδευμένους τεχνικούς ενώ οι δοκιμές δεν το κάνουν, καθιστώντας τις ένα αποτελεσματικό, χαμηλού κόστους εργαλείο διαλογής για τους καλλιεργητές και τους μεταποιητές τροφίμων.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ
Οι τρέχουσες δοκιμές καλλιέργειας, ATP και PCR είναι δαπανηρές, αργές και επίπονες. Η χρήση ανίχνευσης ενζύμων για τον εντοπισμό βακτηρίων στο πεδίο παρέχει έναν ακριβή, γρήγορο και φθηνό τρόπο ελέγχου για επικίνδυνα επίπεδα βακτηριακής μόλυνσης. Η ύπαρξη ενός εργαλείου ελέγχου χαμηλού κόστους σημαίνει ότι οι χρήστες μπορούν να δοκιμάζουν πιο συχνά αυξάνοντας έτσι σημαντικά το ποσοστό επιτυχίας της σύλληψης βακτηριακής μόλυνσης προτού βρει τον δρόμο της προς τον καταναλωτή.