Cytując genialnego człowieka Renesansu, architekta, inżyniera i matematyka, Leonardo da Vinci: "Nie ma żadnej pewności, jeśli nie można zastosować którejś z nauki opierającej się na naukach matematycznych”. Nie trzeba interpretacji cytatu, by wiedzieć, że dopóki nie poprzemy naszej wiedzy, wątpliwości czy działań, niezależnie od materii do jakiej się odnoszą, stosownymi obliczeniami to decyzje i działania dotyczące produktu są przypadkowe.

Challenge test, potencjał wzrostu i mikrobiologia prognostyczna żywności

Challenge test, potencjał wzrostu i mikrobiologia prognostyczna żywności to nieobligatoryjne, a zalecane dodatkowe testy i badania, które producenci żywności mogą wykonać w przypadku swoich produktów. Cecha wspólna ww. testów to ilościowe, mikrobiologiczne wyrażenie charakterystyki produktu.

Challenge test (test obciążeniowy) to sprecyzowane narzędzie, które polega na dodaniu do produktu znanej koncentracji drobnoustrojów w postaci inokulum. Następnie możliwa jest obserwacja ilościowa zachowania dodanych mikroorganizmów pod wpływem kontrolowanych warunków środowiska.

Potencjał wzrostu to test, powiązany z challenege test, w którym obliczana jest różnica (Δ) pomiędzy najwyższą oznaczoną liczbą drobnoustrojów w czasie przechowywania produktu a liczbą początkową dodanych drobnoustrojów. Oprócz potencjału wzrostu challenge test pozwala również wykonać ilościowy opis cech populacji drobnoustrojów dodanych do produktu: µ-max tempo wzrostu i długość trwania λ-lagfazy (model predyktywny/prognostyczny).

Podstawa prawna działań przedsiębiorców to jednak Ustawy i Rozporządzenia, w tym Rozporządzenie Komisji (WE) NR 2073/2005 z dnia 15 listopada 2005 r. w sprawie kryteriów mikrobiologicznych dotyczących środków spożywczych. Rozporządzenie wskazuje, że jeśli jest to konieczne, przedsiębiorstwa sektora spożywczego odpowiedzialne za wytwarzanie produktu powinny prowadzić badania zgodnie z załącznikiem II w celu zbadania zgodności z kryteriami określonymi w Rozporządzeniu w ciągu całego okresu przydatności produktu do spożycia. Dotyczy to w szczególności wyrobów gotowych do spożycia (Ready-To-Eat), w których możliwy jest wzrost Listeria monocytogenes i które mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia publicznego ze względu na obecność patogenu.

Jak zatem dowiedzieć się czy w produkcie w przewidywanym terminie przydatności do spożycia możliwy jest wzrost L. monocytogenes?

Przeprowadzenie badań przechowalniczych, w tym przypadku, nie zawsze jest miarodajne ponieważ L. monocytogenes występuje w 10-12% badanych próbek, liczba komórek jest z reguły niska i są one niejednorodnie rozmieszczone w produktach stałych. Powyższe czynniki sprawiają, że uzyskane w badaniach przechowalniczych wyniki, w większości przypadków będą wykazywały nieobecność L. monocytogenes w badanej próbie. Wnioskowanie na temat rozwoju patogenu w produkcie należy rozpocząć od analizy właściwości fizykochemicznych produktu, dostępnej literatury i wyników badań naukowych dotyczących wzrostu i przeżywalności mikroorganizmu. Jeżeli analiza danych potwierdzi, że cechy produktu takie jak: pH, aw, zawartość soli, związków konserwujących, sposób pakowania, możliwości wtórnego zanieczyszczenia sprzyjają wzrostowi drobnoustroju, należy wykonać test obciążeniowy (challenge test) z oceną potencjału wzrostu. W praktyce oznacza to wykonanie w laboratorium kontaminacji znaną koncentracją patogenu, a następnie sprawdzenie jak w projektowanym terminie przydatności do spożycia rozwijają się/przeżywają patogeny. Potencjał wzrostu jest dodatni (δ+), a żywność kwalifikuje się jako taką, w której możliwy jest wzrost patogenu, jeśli różnica pomiędzy najwyższą oznaczoną w teście liczbą patogenu a liczbą początkową wynosi powyżej 0,5 log jtk/g, natomiast jeśli różnica wynosi poniżej 0,5 log jtk/g potencjał jest ujemny (δ-), a żywność kwalifikowana jest jako taka, w której niemożliwy jest wzrost patogenu. Powyższy protokół postępowania nie dotyczy wyłącznie występowania L. monocytogenes w żywności gotowej do spożycia (RTE), ale może zostać zastosowany do każdego mikrobiologicznego zagrożenia bezpieczeństwa żywności.

W oparciu o naukowe podstawy, Challenge test z oceną potencjału wzrostu i długości lagfazy pozwala:

• potwierdzić czy produkt wykazuje cechy sprzyjające wzrostowi i/lub przeżywalności patogenu/-ów, w dających się racjonalnie przewidzieć warunkach przechowywania,
• zakwalifikować produkt gotowy do spożycia, zgodnie z załącznikiem I Rozporządzenia (WE) Nr 2073/2005 do jednej z dwóch kategorii żywności:

1.2 – żywność, w której możliwy jest wzrost L. monocytogenes lub

1.3 – żywność, w której wzrost L. monocytogenes jest niemożliwy,

• ocenić ilościową odpowiedź L. monocytogenes i innych patogenów żywności w produkcie, od produkcji do konsumpcji,
• oznaczyć liczbę monocytogenes na etapie produkcji w odniesieniu do kryterium 100 jtk/g na koniec okresu trwałości produktu,
• nadać bezpieczny termin przydatności do spożycia przy założeniu granicy detekcji bakterii na etapie produkcji,
• ocenić skuteczność działania zastosowanych środków konserwujących, a także udowodnić zamianę lub rezygnację ze środków konserwujących,
• udowodnić bezpieczeństwo nowej technologii, opakowania, mieszanki gazu MAP, nowych składników, opracowanych receptur.

W przypadku kiedy potencjał wzrostu w badanym produkcie jest dodatni należy obliczyć szybkość narastania bakterii w jednostkach log jtk/g/h (µ-max. współczynnik tempa wzrostu) oraz długość trwania λ-lagfazy (czasu potrzebnego populacji badanych drobnoustrojów do rozpoczęcia namnażania). W tym celu wykorzystuje się zasady mikrobiologii predyktywnej i opracowuje matematyczny model opisujący zachowanie w produkcie populacji drobnoustroju/-ów:

1. dodanych jako inokulum (challenge test z oceną tempa wzrostu i długości trwania lagfazy)

lub

1. występujących w produkcie jako mikroflora natywna w racjonalnie dających się przewidzieć warunkach dystrybucji, przechowywania i użytkowania.

Mikrobiologia predyktywna

Mikrobiologia predyktywna to subdyscyplina mikrobiologii, której szczególnie intensywny rozwój przypadał na koniec XX stulecia. Podstawowa zasada mikrobiologii prognostycznej opiera się na prostej obserwacji mikrobiologów żywności - mianowicie populacje drobnoustrojów odpowiadają podobnym zachowaniem (poziomem wzrostu, przeżywalnością) na czynniki środowiska. W przypadku żywności są one determinowane składnikami receptury, jakością surowców, rodzajem zastosowanej technologii, zawartością wody, pH, atmosferą pakowania. Dopóki te czynniki pozostają niezmienne, populacja drobnoustrojów zachowuje się powtarzalnie. Dane uzyskane z doświadczenia są miarą zmienności populacji drobnoustrojów obecnych w produkcie. Matematyczny opis tej zmienności to model predyktywny. Literatura przedmiotu zawiera różne podziały modeli predyktywnych w zależności od: natury opisywanych mikroorganizmów i powodowanych przez nie zakażeń (kinetyczne i propabilistyczne); rodzaju i złożoności wykorzystanej zależności matematycznej (I, II i III rzędowe); rodzaju użytych danych (stochastyczne i deterministyczne), sposobu podejścia do rozwiązania problemu (mechanistczne i empiryczne). Niezależnie od rodzaju matematycznego modelu prognostycznego jego opracowanie obejmuje cztery etapy postępowania: planowanie; zbieranie i analiza danych; opis matematyczny i walidacja. Każdy z etapów jest nie mniej ważny od innego, aby uzyskać ilościową charakterystykę zmian populacji drobnoustrojów. Dzięki sieci Internet popularność zyskały również narzędzia prognostyczne gromadzące wiele modeli czyli Bazy Danych. W przypadku dostępnych on-line narzędzi najważniejsze jest sprawdzenie czy model, z którego korzystamy został zwalidowany, czyli dostarczane wyniki są zgodne z zanieczyszczeniem rzeczywistego produktu.

Informacje dostarczone przez matematyczny model prognostyczny pozwalają:

• uzyskać ilościowe informacje o stanie mikrobiologicznym produktu w każdym dniu, a nawet godzinie obecności produktu w łańcuchu dostaw,
• udokumentować nadany TPS,
• ocenić bezpieczeństwo produktu,
• oszacować ryzyko mikrobiologiczne,
• racjonalnie podejmować decyzje dotyczące zarządzania bezpieczeństwem produktów w organizacji,
• na wizualizację negocjacji reklamacji,
• na ograniczenie strat na etapie łańcucha dostaw,
• na ograniczenie marnotrawstwa na etapie gospodarstw domowych dzięki precyzyjnie oszacowanemu terminowi przydatności do spożycia.

Laboratorium ProgFood specjalizuje się w szacowaniu terminu przydatności do spożycia. Przeprowadzamy challenge test z oceną potencjału wzrostu oraz oceną tempa wzrostu, opracowujemy matematyczne modele prognostyczne dla produktów żywnościowych oraz surowców spożywczych i półproduktów. Szczegółowa oferta na stronie.

Zapraszamy do współpracy:

ProgFood Sp. z o. o.

tel. 504 285 749

e-mail: progfood@progfood.pl

www.progfood.pl