Nedavni izbruhi bolezni, ki se prenašajo s hrano, in nove ocene o boleznih, ki se prenašajo s hrano, iz Centra za nadzor in preprečevanje bolezni ali CDC bi lahko bili spodbuda, ki je spodbudila nedavno sprejetje predloga zakona o varnosti hrane S.510. Kot del te zakonodaje bo morala FDA oblikovati nove varnostne predpise za proizvajalce sadja in zelenjave z največjim tveganjem. Zaradi tega povečanega občutka nujnosti varne hrane so pridelovalci in predelovalci hrane ponovno ocenili svoje možnosti za testiranje hrane pri viru ali na terenu.
OBSTOJEČE TEHNOLOGIJE TESTIRANJA
Pridelovalci in predelovalci so v preteklosti uporabljali eno od treh metod za testiranje bakterij: sisteme za spremljanje čistosti adenozin trifosfata (ATP), testiranje kulture in testiranje verižne reakcije s polimerazo (PCR).
Sistemi za spremljanje čistosti adenozin trifosfata testirajo molekulo ATP, ki jo najdemo v vseh organskih materialih. Testi ATP merijo ATP iz živalskih in rastlinskih celic ter živih ali mrtvih bakterij, kvasovk ali plesni. Ta test se lahko uporablja na neorganskih površinah za določanje čistoče in zahteva, da je prisotnih 10,000 do 100,000 bakterij, da se proizvede dovolj ATP, da se povzroči pozitivna detekcija bakterij.
Kulturni test je laboratorijski test, ki določa, katere bakterije ali kvasovke so lahko prisotne v danem vzorcu. Testi kulture zahtevajo, da se vzorec inkubira določen čas, običajno 24 do 48 ur, da se bakterijam omogoči rast in določi njihova prisotnost. To zahteva pošiljanje vzorca v laboratorij.
PCR je test, ki uporablja DNK za testiranje različnih bakterij in patogenov. Postopek pomnoži delček DNK, ki ustvari na tisoče do milijone kopij. Je zelo natančen in traja od 12 do 26 ur.
PRIROČNE TEŽAVE
Obstoječe tehnologije imajo pomanjkljivosti, zaradi katerih so neučinkovite za namene proizvajalcev hrane, neučinkoviti testi pa lahko povzročijo kontaminacijo hrane, bolezni, izgubo prihodka in še veliko več.
Testi ATP testirajo prisotnost molekule ATP, ki je prisotna v vseh organskih materialih. To pomeni, da pozitiven test ATP samo potrjuje, da so prisotne organske snovi – ne nujno bakterije. Ta test je pravzaprav test za čistost ali preverjanje, ali na površini ni živega ali mrtvega organskega materiala. Ker preizkuša organski material, ga ni mogoče uporabiti na hrani, saj je hrana organska. Poleg tega analiza ATP ne more zaznati biofilma, ki je lepljiv stranski produkt organizmov, ki lahko skrivajo žive bakterije. Druga težava pri testiranju ATP je proizvodnja dovolj ATP za ustvarjanje pozitivnega testa, bakterije bi morale šteti vsaj 10,000 bakterij.
Testi kulture so na splošno precej natančni, vendar metoda zahteva, da se bakterije inkubirajo 24 do 48 ur, da se preveri prisotnost bakterij. To pomeni, da se vzorec pošlje v laboratorij za ta čas inkubacije in usposobljeni tehnik prebere test. Potreba po laboratorijskem delu poveča stroške za končnega uporabnika, dodaten čas pa poveča možnosti, da bo kontaminirana hrana zdrsnila skozi proces.
Testi PCR, ki so tudi zelo natančni, zahtevajo, da proizvajalec pošlje vzorec v laboratorij, kjer usposobljeni tehnik uporablja drago opremo za obdelavo testa. Sam test je sestavljen iz več zapletenih korakov, ki povečajo stroške, ki se prenesejo na proizvajalca hrane. Testi PCR zahtevajo fazo obogatitve, ki traja od 8 ur do 20 ur, plus 1 uro do 4 ure za dejanski test. Dodani koraki in čas povečajo stroške in možnosti, da kontaminacija hrane ostane neopažena.
TESTIRANJE ENCIMOV
Mikrobiologi preučujejo in uporabljajo encime za odkrivanje bakterij že od zgodnjih petdesetih let prejšnjega stoletja. Mnogi so v sedemdesetih in osemdesetih letih prejšnjega stoletja prenehali uporabljati encimske metode in prešli na tehnologije testiranja pomnoževanja antigenov/protiteles ali nukleinske kisline (NAAT). Od takrat pa so nenehne raziskave encimov vodile do odkritja specifičnih bakterijskih encimov, povezanih s številnimi različnimi mikroorganizmi. Te informacije so pripeljale do razvoja lastniških substratov, ki lahko identificirajo in povežejo specifične encime, ki jih oddajajo specifične bakterije. S temi novimi informacijami so bili razviti testi za uporabo lastniških substratov, ki pri hidrolizaciji z encimom povzročijo fluorescenco, ki jo je mogoče odčitati s fluorometrom ali z dodajanjem reagenta za izdelavo reakcijske kolometrije.
Drugi diagnostični sistemi morajo sami najti bakterijsko celico z gojenjem vzorca v kulturah ali replikacijo DNK z uporabo sistema PCR/NAAT. Te metode bodo v večini primerov trajale več kot en dan, da pridobijo rezultate od trenutka odvzema vzorca, ter zahtevajo usposobljene laboratorijske tehnike in drago opremo. Z metodologijo zaznavanja encimov lahko bakterije proizvajajo na tisoče molekul encima, kar poveča verjetnost in čas za odkrivanje veliko hitreje kot katera koli druga metoda odkrivanja.
KOMPLET ZA DETEKCIJO BAKTERIJSKIH ENCIMOV
Z uporabo te metodologije se lahko kompleti za odkrivanje bakterijskih encimov, ki so na voljo v kompletih za ročno odvzem brisov ali kompletih za digitalni ročni fluorometer, uporabljajo na terenu za testiranje površin in živil na skupne organizme, gramnegativne bakterije (Enterobacteriaceae). Testi potrdijo prisotnost ali odsotnost bakterij nad normalno ravnjo ozadja z rezultati na kraju samem v 20 minutah. Teste je enostavno izvesti, ne zahtevajo dodatne opreme in zaznajo tudi bakterije, ki se skrivajo v biofilmu. V primerjavi s tradicionalnimi metodami je točnost večja od 98 odstotkov, če je na testni listič prisotnih več kot 1,000 organizmov. Kompleti so zasnovani tako, da služijo kot presejalno orodje za iskanje "vročih točk", ki vsebujejo nesprejemljive ravni bakterijske kontaminacije. Ker so poceni, hitri in enostavni za uporabo, je mogoče izvajati pogostejše spremljanje in testiranje.
PREDNOSTI
Encimski testi za odkrivanje bakterij imajo veliko prednosti pred standardno kulturo, testi ATP in PCR, vključno s hitrejšo hitrostjo, enostavnostjo uporabe, večjo natančnostjo, nižjimi stroški in možnostjo odkrivanja biofilma. Encimski testi zagotavljajo rezultate v samo 20 minutah od vzorca do rezultata, rezultati pa so na voljo na terenu ali na kraju samem, saj vzorcev ni treba poslati v laboratorij. Testi s kulturo ali PCR uporabljajo specializirano opremo in usposobljene tehnike, kjer jih testi ne uporabljajo, zaradi česar so učinkovito in poceni orodje za presejanje za pridelovalce in predelovalce hrane.
ZAKLJUČEK
Trenutni testi kulture, ATP in PCR so dragi, počasni in okorni. Uporaba encimskega odkrivanja za prepoznavanje bakterij na terenu zagotavlja natančen, hiter in poceni način odkrivanja nevarnih ravni bakterijske kontaminacije. Nizkocenovno orodje za pregledovanje pomeni, da lahko uporabniki testirajo pogosteje in s tem močno povečajo stopnjo uspešnosti lovljenja bakterijske kontaminacije, preden ta najde pot do potrošnika.