Niedawne epidemie chorób przenoszonych przez żywność i nowe szacunki dotyczące chorób przenoszonych przez żywność z Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom lub CDC mogły być impulsem, który pobudził niedawne uchwalenie ustawy o bezpieczeństwie żywności S.510. W ramach tego ustawodawstwa FDA będzie musiała stworzyć nowe przepisy dotyczące bezpieczeństwa produktów dla producentów owoców i warzyw o najwyższym ryzyku. To zwiększone poczucie pilności dla bezpiecznej żywności skłania hodowców i przetwórców żywności do ponownej oceny swoich opcji testowania żywności u źródła lub w terenie.
ISTNIEJĄCE TECHNOLOGIE BADAWCZE
Hodowcy i przetwórcy w przeszłości stosowali jedną z trzech metod badania bakterii: systemy monitorowania czystości adenozynotrifosforanu (ATP), testowanie hodowli i testowanie reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR).
Systemy monitorowania czystości adenozynotrifosforanu testują cząsteczkę ATP, która znajduje się we wszystkich materiałach organicznych. Testy ATP mierzą ATP z komórek zwierzęcych i roślinnych, a także żywych lub martwych bakterii, drożdży lub pleśni. Test ten może być stosowany na powierzchniach nieorganicznych do określenia czystości i wymaga obecności od 10,000 100,000 do XNUMX XNUMX bakterii, aby wytworzyć wystarczającą ilość ATP, aby skutkować pozytywnym wykryciem bakterii.
Test hodowli to test laboratoryjny, który określa, jakie bakterie lub drożdże mogą być obecne w danej próbce. Testy hodowlane wymagają inkubacji próbki przez określony czas, zwykle od 24 do 48 godzin, aby dać bakteriom szansę na wzrost i określenie jej obecności. Wymaga to wysłania próbki do laboratorium.
PCR to test wykorzystujący DNA do testowania różnych bakterii i patogenów. Proces ten wzmacnia fragment DNA, generując od tysięcy do milionów kopii. Jest bardzo dokładny i zajmuje od 12 do 26 godzin.
NIEODPOWIEDZIALNE PROBLEMY
Istniejące technologie mają wady, które sprawiają, że są nieskuteczne dla celów producenta żywności, a nieskuteczne testy mogą skutkować zanieczyszczeniem żywności, chorobami, utratą dochodów i wieloma innymi.
Testy ATP sprawdzają obecność cząsteczki ATP, która jest obecna w całym materiale organicznym. Oznacza to, że pozytywny wynik testu ATP potwierdza jedynie obecność materii organicznej – niekoniecznie bakterii. Ten test jest w rzeczywistości testem na czystość lub na to, że powierzchnia jest wolna od żywego lub martwego materiału organicznego. Ponieważ testuje materiał organiczny, nie może być stosowany w żywności, ponieważ żywność jest ekologiczna. Ponadto test ATP nie może wykryć biofilmu, który jest lepkim produktem ubocznym organizmów, które mogą ukrywać żywe bakterie. Innym problemem związanym z testowaniem ATP jest wytworzenie wystarczającej ilości ATP, aby uzyskać wynik pozytywny, bakteria musiałaby liczyć co najmniej 10,000 XNUMX bakterii.
Ogólnie testy hodowli są dość dokładne, ale metoda wymaga inkubacji bakterii przez 24 do 48 godzin w celu sprawdzenia obecności bakterii. Oznacza to, że próbka jest wysyłana do laboratorium na ten czas inkubacji, a przeszkolony technik odczytuje test. Konieczność pracy w laboratorium zwiększa koszty dla użytkownika końcowego, a dodatkowy czas zwiększa szanse, że skażona żywność prześlizgnie się przez ten proces.
Testy PCR, choć również bardzo dokładne, wymagają od producenta przesłania próbki do laboratorium, w którym przeszkolony technik używa drogiego sprzętu do przetwarzania testu. Sam test składa się z kilku skomplikowanych etapów, zwiększających koszty przerzucane na producenta żywności. Testy PCR wymagają fazy wzbogacania, która trwa od 8 do 20 godzin, plus 1 do 4 godzin na sam test. Dodane kroki i czas zwiększają koszty i szanse, że zanieczyszczenie żywności pozostanie niezauważone.
BADANIE ENZYMOWE
Mikrobiolodzy badają i stosują enzymy do wykrywania bakterii od wczesnych lat pięćdziesiątych. W latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych wielu zaprzestało stosowania metod enzymatycznych i przeszło na technologie testowania antygenów/przeciwciał lub testów amplifikacji kwasów nukleinowych (NAAT). Od tego czasu jednak ciągłe badania nad enzymami doprowadziły do odkrycia specyficznych enzymów bakteryjnych związanych z wieloma różnymi mikroorganizmami. Informacje te doprowadziły do opracowania zastrzeżonych substratów, które mogą identyfikować i łączyć określone enzymy wydzielane przez określone bakterie. Dzięki tym nowym informacjom opracowano testy wykorzystujące zastrzeżone substraty, które po hydrolizie przez enzym wytwarzają fluorescencję, którą można odczytać za pomocą fluorometru lub przez dodanie odczynnika, aby uzyskać kolorymetryczną reakcję.
Inne systemy diagnostyczne muszą znaleźć samą komórkę bakteryjną poprzez hodowanie próbki w kulturach lub replikację DNA przy użyciu systemu PCR/NAAT. Metody te w większości przypadków wymagają więcej niż jednego dnia, aby uzyskać wyniki od momentu pobrania próbki i wymagają przeszkolonych techników laboratoryjnych oraz drogiego sprzętu. Stosując metodologię wykrywania enzymów, bakterie mogą wytwarzać tysiące cząsteczek enzymu, co zwiększa prawdopodobieństwo i czas wykrycia znacznie szybciej niż jakiekolwiek inne metody wykrywania.
ZESTAWY DO WYKRYWANIA ENZYMÓW BAKTERII
Stosując tę metodologię, zestawy do wykrywania enzymów bakteryjnych, które są dostępne w zestawach z wymazami ręcznymi lub zestawami z cyfrowym ręcznym fluorymetrem, mogą być używane w terenie do testowania powierzchni i żywności pod kątem wszystkich organizmów, bakterii Gram-ujemnych (Enterobacteriaceae). Testy potwierdzają obecność lub brak bakterii powyżej normalnego poziomu tła z wynikami na miejscu w ciągu 20 minut. Testy są łatwe do wykonania, nie wymagają dodatkowego sprzętu, a także wykrywają bakterie ukrywające się w biofilmie. Dokładność jest większa niż 98 procent, jeśli w jednym pasku testowym znajduje się ponad 1,000 organizmów, w porównaniu z tradycyjnymi metodami. Zestawy mają służyć jako narzędzie przesiewowe w poszukiwaniu „gorących punktów”, które zawierają niedopuszczalne poziomy skażenia bakteryjnego. Ponieważ są niedrogie, szybkie i łatwe w użyciu, można przeprowadzać częstsze monitorowanie i testowanie.
KORZYŚCI
Testy do wykrywania bakterii enzymatycznych mają wiele zalet w porównaniu ze standardowymi hodowlami, testami ATP i PCR, w tym większą szybkością, łatwością użycia, wyższą dokładnością, niższym kosztem i możliwością wykrywania biofilmu. Testy enzymatyczne zapewniają wyniki w ciągu zaledwie 20 minut od próbki do wyniku, a wyniki są dostępne w terenie lub na miejscu, ponieważ nie wymagają wysyłania próbek do laboratorium. Testy hodowlane lub PCR wykorzystują specjalistyczny sprzęt i przeszkolonych techników, w przeciwieństwie do testów, co czyni je skutecznym, tanim narzędziem do badań przesiewowych dla hodowców i przetwórców żywności.
WNIOSEK
Obecna hodowla, testy ATP i PCR są drogie, powolne i kłopotliwe. Korzystanie z wykrywania enzymów do identyfikacji bakterii w terenie zapewnia dokładny, szybki i niedrogi sposób badania przesiewowego pod kątem niebezpiecznych poziomów skażenia bakteryjnego. Posiadanie taniego narzędzia do badań przesiewowych oznacza, że użytkownicy mogą przeprowadzać testy częściej, co znacznie zwiększa skuteczność wyłapywania skażenia bakteryjnego, zanim trafi ono do konsumenta.