Wybór techniki badań PCR staje się niezbędnym elementem zarządzania ryzykiem mikrobiologicznym w branży żywnościowej, która zmaga się z rosnącym wyzwaniem różnorodności i odporności mikroorganizmów. Badania mikrobiologiczne oparte na technologii PCR, takie jak aparat GENE-UP, oferują wysoką czułość i skracają czas oczekiwania na wyniki, umożliwiając szybkie podejmowanie decyzji i działania. Jednak samo badanie nie gwarantuje bezpieczeństwa, dlatego istotne jest systemowe podejście obejmujące cały łańcuch żywnościowy. Dodatkowo, zastosowanie rozwiązań takich jak BACTVIAB PMAxx eliminuje ryzyko fałszywie dodatnich wyników, wspomagając skuteczne zarządzanie ryzykiem mikrobiologicznym w biznesie żywnościowym.

1. Różnorodność, oporność i odporność oraz zmienność mikroorganizmów to wyzwanie w zapewnieniu bezpieczeństwa.

Zapewnienie bezpieczeństwa mikrobiologicznego żywności to duże wyzwanie dla każdej branży produkującej, przygotowującej i dystrybuującej żywność. Postęp technologiczny i trendy w tworzeniu nowych produktu oraz podejmowane działania na poziomie wymagań prawnych, nie dają oczekiwanych efektów w zmniejszeniu zagrożenia mikroflorą patogenną. Jest to największe ryzyko z jakim musi się liczyć każdy podmiot działający w biznesie żywnościowym.   Według raportu EU One Health Zoonoses opracowanego przez EFSA i ECDC w 2021 r. w UE wystąpiło 4005 ognisk przenoszonych drogą pokarmową co stanowi wzrost o 29,8% w porównaniu do 2020 r. Rozkład % śmiertelności wywołanej mikroorganizmami przenoszonymi przez żywność przedstawiono wg ww raportu za rok 2021 na poniższym wykresie.

Żródło: https://www.efsa.europa.eu/en/microstrategy/FBO-dashboard 

Mikroorganizmy cechuje ogromna różnorodność m.in. oporność i odporność na zmieniające się niekorzystne warunki środowiska oraz zmienność,  która daje im możliwość adaptacji poprzez  modyfikację mechanizmów obronnych. Jedynie systemowe podejście do zarządzania ryzykiem mikrobiologicznym obejmujące  cały łańcuch żywnościowy od pola do stołu zmniejsza ryzyko związane z zagrożeniem mikrobiologicznym w żywności. Wdrożone i stosowane systemy powinny być odpowiednie, tj. dostosowane i uwzględniające specyfikę środowiska  oraz skuteczne, tj. zapewniające założony poziom bezpieczeństwa mikrobiologicznego. 

2. Zgodny z kryteriami wynik badań mikrobiologicznych nie jest gwarancją bezpieczeństwa

Laboratoryjne badania mikrobiologiczne są jednym z narzędzi do walidacji, weryfikacji i oceny poprawności oraz skuteczności działania systemów. Traktowanie pojedynczych wyników badań mikrobiologicznych zgodnych z wymaganiami prawa lub specyfikacją produktu, jako wyroczni do decyzji o bezpieczeństwie mikrobiologicznym i trwałości mikrobiologicznej produktu jest obciążone błędem, tym większym im mniejsze powiązanie jest tych badań z działaniem systemów wymaganych prawem GAP, GMP, GHP, HACCP oraz systemów dobrowolnych BRC, IFS, ISO itd.

3. Czułość metody składową błędu zarządzania ryzykiem mikrobiologicznym

Częścią składową potencjalnego błędu popełnianego w ramach zarządzania ryzykiem mikrobiologicznym jest dobór odpowiedniej metodyki pod kątem czułości, tj. możliwości wykrycia i/lub oznaczenia ilościowego grupy mikroorganizmów lub najczęściej konkretnych patogenów, jak Salmonella spp. czy Listeria spp. i Listeria monocytogenes. Metodyki jakościowe umożliwiają wykrycie znacznie mniejszych poziomów zanieczyszczeń w porównaniu do metod ilościowych, stąd często otrzymywane wyniki  Listeria monocytognes wykryta w 25 g ale liczba Listeria monocytogenes < 10 jtk w 1g. Decyzja o właściwym doborze metody w planie badań jest nierozłączną częścią zarządzania ryzykiem pod kątem oceny skuteczności działań z uwzględnieniem świadomych decyzji w jaki stopniu działamy zapobiegawczo i na jakim etapie procesów  zapobieganie będzie najskuteczniejsze.

4. Wysoka czułość PCR w badaniu mikroorganizmów w żywności

Postęp w analityce mikrobiologicznej skupia się na poprawianiu czułości i bardzo pożądanym przez biznes żywnościowy skracaniu czasu badania. Badania mikrobiologiczne techniką PCR są jednym z rozwiązań w ramach alternatywnych, dopuszczonych prawem metod, umożliwiającym otrzymywanie wyników w ciągu doby, co przyśpiesza znacząco możliwości podejmowania decyzji i działań, w porównaniu do metod klasycznych opartych na hodowli kultur. W związku z tym, że technika PCR stworzona przez Kary’ego Mullisa  w 1983 r. stała się przełomowym osiągnięciem w ramach badań mikrobiologicznych, dostawcy sprzętu laboratoryjnego prześcigają się w doskonaleniu rozwiązań poszerzając ofertę o coraz bardziej pożądane na rynku aparaty pracujące w systemach zamkniętych o coraz prostszej obsłudze, co ma bezpośredni wpływ na zmniejszenie kosztów.

Jednym z takich rozwiązań pracujących w technologii Real Time PCR jest wykorzystywany w laboratorium Silliker Polska Sp. z o.o.  aparat GENE-UP zaimplementowany w 2022 r. do oznaczania patogenów Salmonella spp., Listeria spp. i Listeria monocytogenes w ramach uzyskanej akredytacji PCA oraz w procesie wdrażania badanie na obecność Alicyclobacillus (ACB) wytwarzający gwajakol.  GENE-UP jest aparatem kompaktowym najnowszej generacji z możliwością równoległego oznaczania wielu mikroorganizmów, o łatwej obsłudze i ograniczonych wymaganiach środowiska pracy. GENE-UP pracuje w systemie technologii FRET (ang. fluorescent resonnance energy transfer) oraz automatycznego badania temperatury topnienia, co pozwala na uzyskanie niespotykanej wcześniej czułości i specyficzności. Czas inkubacji trwa od 8 do maksymalnie 24 godzin, zależnie od rodzaju matrycy i mikroorganizmu a sama analiza w termocyklerze  GENE-UP wykonywana jest w większości testów w czasie poniżej jednej godziny. Ostateczny wynik oparty na trzech parametrach (specyficzna reakcja z sondami FRET, temperatura topnienia, krzywa reakcyjna) podawany jest w przejrzystej formie jako wynik dodatni lub ujemny.

5. Rozwiązanie BACTVIAB PMAxx eliminujące przypuszczalnie dodatnie wyniki

Na podkreślenie zasługuje dodatkowe rozwiązanie BACTVIAB PMAxx umożliwiające wiązanie DNA uwolnionego z martwych komórek, np. w wyniku procesów termicznego utrwalania, co prowadzi do wyeliminowania potencjalnych przypuszczalnie dodatnich wyników, których nie potwierdzono za pomocą standardowych testów do wykrywania. Powyższe rozwiązanie zastosowane w aparacie GENE-UP jest jednym z kluczowych i niezbędnych elementów towarzyszących badaniom technikami PCR do efektywnego zarządzania ryzykiem mikrobiologicznym w ramach realizowanych procesów przez biznes żywnościowy, w celu uniknięcia wyników fałszywie dodatnich, które mogą skutkować istotnym zwiększeniem kosztów wynikających z wielu nieprawidłowych decyzji, również zwiększających ryzyko mikrobiologiczne.

Z uwagi na  tempo postępu technicznego w analityce i ilość ofert na rynku, coraz trudniejszy jest prawidłowy wybór sprzętu, metodyki,  dlatego nierozerwalną częścią zarządzania ryzykiem mikrobiologicznym jest uzupełnianie na bieżąco wiedzy poprzez szkolenia, odpowiedni dobór łatwo dostępnych źródeł wiedzy i korzystanie z sprawdzonych i wiarygodnych dostawców sprzętu, usług badań i informacji.

Autorzy:

Dr inż. Anna Bugajewska – Dyrektor Naukowo-Techniczny

Dr inż. Joanna Roman - Kierownik Laboratorium Mikrobiologicznego