Detekcja biofilmu w przemyśle spożywczym – wyzwania, markery i techniki analityczne z perspektywy Listeria monocytogenes

Opracowanie na podstawie przeglądu literatury opublikowanego w „International Journal of Food Microbiology” (2025). Biofilmy to jedno z najtrudniejszych do kontrolowania zagrożeń mikrobiologicznych w zakładach przetwórstwa spożywczego. Ich obecność wiąże się z ryzykiem trwałego skażenia powierzchni i sprzętu, co bezpośrednio wpływa na bezpieczeństwo produktów. W szczególności Listeria monocytogenes, jako patogen zdolny do przetrwania w chłodnych i wilgotnych warunkach, stanowi poważne wyzwanie dla sektora spożywczego.

Rola macierzy EPS w strukturze biofilmu

Kluczowym elementem biofilmu jest macierz zewnątrzkomórkowa (EPS), która pełni funkcje strukturalne, ochronne i komunikacyjne. EPS składa się głównie z polisacharydów, białek, lipidów oraz eDNA. Jej skład zależy od wielu czynników, takich jak warunki środowiskowe, obecne mikroorganizmy czy etap rozwoju biofilmu. Utrudnia to jednoznaczną identyfikację biofilmu i wybór uniwersalnych markerów.

Specyfika biofilmu Listeria monocytogenes

Chociaż L. monocytogenes nie jest uznawana za silnego producenta EPS, potrafi tworzyć trwałe biofilmy, zwłaszcza w obecności innych gatunków. Często kolonizuje biofilmy już istniejące, zwiększając swoją odporność na środki czyszczące i stres środowiskowy. Jej zdolność do przetrwania i rozprzestrzeniania się w środowisku produkcyjnym czyni ją szczególnie groźną dla przemysłu spożywczego.

Markery biofilmu: trudności i potencjał

W badaniach nad detekcją biofilmu koncentruje się na składnikach EPS jako potencjalnych markerach. Dotychczas żaden nie okazał się w pełni uniwersalny. Polisacharydy takie jak glukoza, galaktoza czy N-acetyloglukozamina występują w wielu biofilmach, ale nie są swoiste. eDNA odgrywa kluczową rolę w adhezji i stabilności biofilmu, a jego ilość zmienia się w zależności od środowiska. Białka strukturalne i sygnalizacyjne, w tym te związane z quorum sensing, również pełnią istotne funkcje, lecz ich obecność jest silnie zależna od warunków i typu mikroflory.

Metody analizy i wykrywania EPS

Obecnie stosowane techniki, takie jak metody kolorymetryczne, fluorochromowe czy chromatograficzne, są ograniczone brakiem standaryzacji i zmiennością wyników. Zaawansowane narzędzia, jak mikroskopia konfokalna czy spektroskopia, zapewniają większą dokładność, ale są kosztowne i mniej dostępne w warunkach przemysłowych. Wymaga to kompromisu między dokładnością a użytecznością operacyjną.

Zalecenia praktyczne dla zakładów spożywczych

Detekcja biofilmu musi być dostosowana do specyfiki zakładu spożywczego. Skład biofilmu może różnić się w zależności od sektora – inne zagrożenia występują w mleczarniach, a inne w przetwórniach mięsnych. Kluczowe jest monitorowanie nie tylko powierzchni kontaktu z żywnością, ale także miejsc trudnodostępnych, tzw. martwych stref, gdzie biofilm może się rozwijać niezauważenie.

Zaleca się, aby ryzyko biofilmu było ujęte w planie HACCP, a procedury czyszczenia i dezynfekcji uwzględniały specyfikę EPS. Standardowe środki mogą usuwać komórki, ale nie rozbijać macierzy biofilmu, co sprzyja jego odbudowie. Warto wdrażać enzymatyczne wspomaganie C&D oraz rutynowo testować powierzchnie pod kątem składników EPS, np. eDNA czy wybranych białek.

Podsumowanie

Biofilm to złożony, dynamiczny system mikroorganizmów chronionych przez EPS. W warunkach produkcji spożywczej stanowi on realne zagrożenie dla bezpieczeństwa produktu i reputacji firmy. Zintegrowane podejście – łączące wiedzę z mikrobiologii, chemii analitycznej i inżynierii procesowej – jest kluczem do skutecznego zarządzania zagrożeniem biofilmu i patogenów takich jak Listeria monocytogenes.

Źródło:

Tuytschaever, T., Raes, K., Sampers, I. (2025). Biofilm detection in the food industry: Challenges in identifying biofilm eps markers and analytical techniques with insights for Listeria monocytogenes. International Journal of Food Microbiology, 111091.​