Od tradycji do technologii: Postępy w testowaniu sterylności w produkcji żywności

Wydłużenie okresu przydatności do spożycia produktów spożywczych jest kluczowym celem producentów od dziesięcioleci. Obróbka w ultrawysokiej temperaturze (UHT), kluczowy proces w celu osiągnięcia sterylności handlowej, umożliwia wytwarzanie produktów spożywczych o wyjątkowo długim okresie przydatności do spożycia, często przekraczającym 12 miesięcy. Początkowo popularne w przemyśle mleczarskim, zabiegi UHT są obecnie szeroko stosowane przez producentów napojów roślinnych i zapasów.

Sterylność handlowa odnosi się do "braku mikroorganizmów zdolnych do rozwoju w żywności w normalnych warunkach niechłodniczych podczas produkcji, dystrybucji i przechowywania" (Codex Alimentarius Commission (WHO/FAO) CAC/RCP 40-1993). W niniejszym artykule omówiono różne metody testowania stosowane w celu potwierdzenia sterylności handlowej produktów UHT.

Utrzymanie jakości i bezpieczeństwa żywności ma zasadnicze znaczenie, a zanieczyszczenie mikrobiologiczne w produktach UHT, w tym mlecznych i roślinnych, jogurtach, kremach i bulionach, stanowi poważne wyzwanie. Aby temu sprostać, opracowano zarówno tradycyjne, jak i innowacyjne metody wykrywania zanieczyszczeń mikrobiologicznych.

Tradycyjna metoda weryfikacji sterylności gotowych produktów obejmuje całkowitą liczbę bakterii. Procedura obejmuje:

• Inkubację wstępną: Opakowania są inkubowane przez trzy do pięciu dni w temperaturze 30 °C i 55 °C.
• Posiew: Próbki są umieszczane na ogólnym agarze, takim jak agar do liczby płytek.
• Inkubacja wtórna: Płytki są inkubowane przez dwa dni w temperaturze 30 °C i 55 °C.
• Analiza: Wyliczenie kolonii potwierdza brak wzrostu drobnoustrojów.

Produkty są uwalniane tylko wtedy, gdy nie wykryto wzrostu drobnoustrojów, wykazując sterylność handlową. Metoda ta jest jednak czasochłonna, pracochłonna i kosztowna ze względu na wydłużone okresy przechowywania. W związku z tym producenci UHT coraz częściej stosują szybsze, mniej pracochłonne alternatywy, które mogą zachować dokładność tradycyjnych metod.

Pojawiło się kilka szybkich metod testowania sterylności, w tym pomiar pH, test ATP, monitorowanie_CO2 i cytometria przepływowa. Każda z tych metod ma swoje zalety i wady.

• Badanie pH: Po inkubacji (3-5 dni w temperaturze 30°C i 55°C) badane jest pH próbek. Znaczny spadek pH wskazuje na zanieczyszczenie. Metoda ta jest opłacalna i wymaga minimalnego wyposażenia, ale ogranicza się do wykrywania mikroorganizmów wytwarzających kwasy i nie nadaje się do kwaśnej żywności, takiej jak soki. Jest również pracochłonna i czasochłonna.
• Monitorowanie_CO2: Podejście to mierzy poziom_CO2, który wzrasta podczas wzrostu bakterii, wykorzystując reakcję kolorymetryczną lub fluorescencyjną. Próbki są zaszczepiane w opatentowanym podłożu i inkubowane w urządzeniu. Wyniki są dostępne w ciągu dwóch do czterech dni, co skraca czas przechowywania. Metoda ta wymaga minimalnego nakładu pracy i oszczędza miejsce w laboratorium dzięki zautomatyzowanej inkubacji; ma jednak ograniczoną przepustowość próbek ze względu na pojemność urządzenia. Początkowe koszty konfiguracji i koszt jednego testu są wysokie.
• Badanie ATP: Test ATP wykrywa zanieczyszczenie mikrobiologiczne poprzez światło emitowane podczas reakcji bioluminescencji. Proces obejmuje usuwanie wolnego ATP, lizę komórek drobnoustrojów i pomiar bakteryjnego ATP za pomocą luminometru, a wszystko to odbywa się w urządzeniu, takim jak Innovate™ System. Metoda ta zapewnia wysoką przepustowość, przetwarzając 96 próbek w mniej niż 20 minut. Znacznie skraca czas przechowywania o co najmniej pięć dni, jest przyjazna dla użytkownika i opłacalna. Mimo że wiąże się z wyższymi kosztami początkowej konfiguracji i sprzętu, koszt jednego testu jest niski.
• Cytometria przepływowa: Cytometria przepływowa to technika, która może być stosowana do testowania sterylności próbek, takich jak produkty krwiopochodne. Komórki bakteryjne są znakowane barwnikiem fluorescencyjnym. Oznakowane komórki przechodzą przez wiązkę lasera w wąskiej komorze przepływowej i są wykrywane przez cytometr przepływowy. Metoda ta nie obsługuje jednak testów o wysokiej wydajności, tak jak testy ATP. Początkowy koszt konfiguracji może być bardzo wysoki i w przeliczeniu na jeden test jest to najdroższa metoda. Wymaga ona jednak mniejszego nakładu pracy i zapewnia dokładne wyniki.

Wybór odpowiedniej metody szybkiego badania mikrobiologicznego zależy od kilku czynników:

• Szybkość i niezawodność: Proszę wybrać metodę, która zapewnia szybkie i wiarygodne wyniki w celu zwiększenia wydajności operacyjnej.
• Wydajność laboratorium: Proszę wybrać metody, które minimalizują ręczne wprowadzanie danych, wspierają automatyzację i oferują wysoką przepustowość próbek bez nadmiernych wymagań przestrzennych.
• Wsparcie techniczne: Proszę upewnić się, że dostawcy oferują kompleksowe wsparcie, pomoc w zakresie zgodności z przepisami i wiedzę specjalistyczną w branży spożywczej.
• Zgodność z przepisami: Proszę upewnić się, że system płynnie integruje się z systemami zarządzania informacjami laboratoryjnymi (LIMS) i systemami planowania zasobów przedsiębiorstwa (ERP), spełniając wymogi prawne dotyczące śledzenia danych i raportowania.
• Ciągłe doskonalenie: Współpraca z dostawcami zaangażowanymi w ciągłe doskonalenie oprzyrządowania, oprogramowania, stabilności odczynników i rozwoju aplikacji.

Dążenie do skutecznych, dokładnych i opłacalnych metod zapewnienia komercyjnej sterylności produktów UHT wciąż ewoluuje. Podczas gdy tradycyjne metody pozostają niezawodne, szybkie metody, takie jak testowanie pH, testowanie ATP, cytometria przepływowa i monitorowanie_CO2 oferują atrakcyjne alternatywy, aby sprostać dynamicznym potrzebom przemysłu spożywczego. Wybierając odpowiednią metodę i współpracując z dostawcami innowacyjnych rozwiązań, producenci mogą poprawić bezpieczeństwo produktów, obniżyć koszty i zwiększyć wydajność operacyjną.