Produkcja żywności na każdym etapie wymaga podejmowania decyzji wysokiego ryzyka, często opartej na ograniczonej informacji przy jednoczesnym zachowaniu ścisłych zasad harmonogramu. Biorąc pod uwagę bezpieczeństwo konsumentów, markę i reputację, konieczny jest monitoring higieny oraz system zarządzania,  którego elementem będzie sprzęt szybko dostarczający dokładne i precyzyjne wyniki.

Rozpoznawalnym narzędziem do codziennego monitoringu higieny jest luminometr,  którego działanie oparte jest na detekcji ATP (adenozynotrójfosforanu) obecnego w drobnoustrojach i pozostałościach organicznych.

Luminometr powinien być przede wszystkim wytrzymały i odporny na szeroki zakres warunków środowiskowych obecnych w zakładzie przetwórstwa spożywczego, w tym niskie i wysokie temperatury, wahania wilgotności, drgania urządzeń oraz potrącenia i upadki z wysokości.

Ponadto wyniki uzyskiwane przez system muszą być dokładne i precyzyjne, nawet mimo opóźnień między aktywacją testu a odczytaniem wyniku. System powinien być również dostosowany do obsługi przez różnorodny personel, który może mieć inne techniki lub poziom doświadczenia.

Luminometry dostępne na rynku są zróżnicowane pod względem dokładności i precyzji uzyskiwanych wyników. W przypadku precyzyjnego systemu służącego do badania obecności ATP, ten sam wymaz badany dwukrotnie da nieomal identyczne wyniki. Dokładność systemu powoduje, że badanie na obecność ATP wskaże rzeczywistą ilość ATP obecnego w wymazie. Zarówno dokładność, jak i precyzja wyników są niezwykle ważne i sytuacje, w których trzeba wybierać pomiędzy tymi zmiennymi nie powinny mieć miejsca.

Wykrywanie wyjątkowo niskich poziomów światła jest niezwykle istotne

Systemy monitorowania higieny na obecność ATP w obszarach przetwórstwa spożywczego wykorzystują reakcję bioluminescencji. W trakcie badania system musi wykryć i zmierzyć bardzo niskie poziomy światła. Im wyższy poziom ATP, tym więcej światła powstaje w rekcji bioluminescencji, co wskazuje na potencjalne zanieczyszczenie (mikrobiologiczne i/lub organiczne) oraz konieczność przeprowadzenia ponownego mycia/czyszczenia przed rozpoczęciem procesu produkcyjnego.

Podczas mycia powierzchni mających kontakt z żywnością, poziom ATP spada, a wraz z nim mierzona ilość światła.

Ponadto poza codziennym monitoringiem, w miarę jak ciągłe doskonalenie zwiększa czystość zakładu, nawet niski poziom zanieczyszczenia i obecności ATP będzie możliwy do zmierzenia. W związku z tym luminometr musi być wyposażony w technologię umożliwiającą wykrycie ekstremalnie małych ilości światła, nawet rzędu kilku fotonów, aby wskazać nawet bardzo niski poziom zanieczyszczenia.

Nie wszystkie systemy pozwalające na badanie obecności ATP są identyczne

Z pozoru wszystkie luminometry są podobne i zapewniają zbliżoną dokładność i precyzję w związku z czym łatwo pominąć istotne szczegóły podczas ich oceny i wyboru.

Systemy stworzone do monitoringu higieny różnią się pomiędzy sobą technologią – nazywaną technologią fotodetekcji – którą wykorzystuje luminometr do wykrywania i pomiaru fotonów. W technologii fotodetekcji istnieją dwie opcje: fotopowielacze (PTM) i fotodiody. Każda z nich oferuje inne możliwości, szczególnie w zakresie wykrywania niskich poziomów światła powstającego w reakcji bioluminescencji.

Fotopowielacze: Najbardziej czułe systemy fotodetekcji dostępne na rynku

Fotopowielacze uważane za „złoty standard” wśród technologii wykrywającej fotony, posiadają niezwykle ważne właściwości, które zwiększają dokładność i precyzję wyników badań na obecność ATP. Najważniejsze ich cechy to:

• Wysoka skuteczność w przechwytywaniu fotonów
• Możliwość detekcji pojedynczych fotonów
• Większa tolerancja na wahania temperatur, co zapewnia wytrzymałość niezbędną w wymagającym środowisku przetwórstwa spożywczego
• Mniejsza podatność na szumy (zakłócenia)
• Sygnał, który można łatwo zwiększyć (pozyskać) w celach pomiarowych

Gdzie jeszcze wykorzystuje się fotopowielacze i fotodiody?

Fotopowielacze są stosowane w bardzo skomplikowanym, wymagającym środowisku w dziedzinach medycznych, w tym w obrazowaniu, oprzyrządowaniu i w diagnostyce, a także w wykrywaniu promieniowania, genomice, przemyśle lotniczym, przemyśle wojskowym/obronnym, do zagłuszania radarowego, skanowania klisz filmowych (telekino) oraz w wysokiej klasy skanerach obrazu (skanery bębnowe) i są podstawą urządzeń noktowizyjnych. Pełnią również ważną rolę w fizyce jądrowej i cząstek elementarnych.

Fotodiody są używane w urządzeniach elektroniki użytkowej, takich jak czujniki dymu, odtwarzacze CD i piloty telewizyjne. Mogą być stosowane w światłomierzach fotograficznych, do włączania oświetlenia ulicznego po zmroku oraz w różnych urządzeniach medycznych.

Technologia fotopowielacza jako części składowej systemu badania na obecność ATP może dać bardziej dokładne i precyzyjne wyniki

Fotopowielacze specjalizują się w wykrywaniu bardzo niskiego poziomu światła, dzięki czemu są idealne do badania obecności ATP. Ponadto chemiczna analiza wymazów może być zoptymalizowana w celu wytworzenia długotrwałego światła o niższej wydajności świetlnej, które może być łatwo odczytane przez technologię fotopowielacza. Oprócz tego powielacze są odporne na wahania temperatury oraz opóźnienia czasowe pomiędzy aktywacją wymazu i pomiarem wyników, co może się zdarzyć w wymagającym środowisku przetwórstwa spożywczego.

Natomiast fotodiody mają ograniczone możliwości wykrywania bardzo niskich poziomów światła, takich jak te występujące w badaniach na obecność ATP. W związku z tym światło musi być wzmocnione przez bioluminescencję wymazu ATP, aby stało się wykrywalne przez fotodiodę. Ten proces wzmacniania generuje większą moc szczytową światła, co trwa bardzo krótko. Wyniki badań na obecność ATP muszą być odczytane właśnie w tym czasie. Jeśli wystąpi opóźnienie pomiędzy aktywacją wymazu i pomiarem wyników (co często może się zdarzyć podczas badań rutynowych), a wymaz nie zostanie odczytany w tym krótkim czasie, dokładność i precyzja wyników z urządzeń wyposażonych w fotodiody może być zawodna.

„ Nie ulega wątpliwości, że PMT są bardziej wrażliwe i wykrywają niższe poziomy światła…..”

— Griffith, What makes a good ATP hygiene monitoring system?¹

Aby zapewnić optymalne rezultaty, technologia fotopowielacza musi być odpowiednio zaprojektowana z myślą o przetwórstwie żywności

Korzystanie z dowolnej technologii fotopowielacza nie zapewnia automatycznie dokładnych i precyzyjnych wyników. Uzyskanie optymalnej wydajności zależy od tego, jak system został zaprojektowany i skonstruowany (luminometr, wymazówki i system zarządzania danymi) oraz jak jego elementy ze sobą współpracują.

System musi być również odpowiednio zaprojektowany do pracy w trudnych warunkach środowiska przetwórstwa żywności. Na przykład, solidna konstrukcja luminometru izoluje światło w czasie korzystania z systemu, ponieważ słaba „szczelność świetlna” może negatywnie wpłynąć na wydajność systemu.

A zatem choć fotopowielacze są optymalną technologią systemów badania na obecność ATP, należy sprawdzić dokładność i precyzję wyników każdego systemu.

Wybór systemu badania na obecność ATP ze zoptymalizowaną technologią fotopowielacza może wspierać decyzje produkcyjne wysokiego ryzyka

Podjęcie decyzji wysokiego ryzyka dotyczącej rozpoczęcia przetwarzania żywności powinno opierać się na danych uzyskanych z najlepszych dostępnych na rynku urządzeń do fotodetekcji. Fotopowielacz zaprojektowany w ramach kompletnego systemu monitorowania higieny i zarządzania nią może zapewnić dokładne i precyzyjne wyniki oraz optymalną wydajność w trudnym środowisku produkcyjnym.

Źródła

1. Griffith, Chris, „What makes a good ATP hygiene monitoring system?”, International Food Hygiene, Volume 22, Number 8, strony 21–23.