شیوعهای اخیر بیماریهای ناشی از غذا و تخمینهای جدید در مورد بیماریهای ناشی از غذا از سوی مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری یا CDC احتمالاً میتواند انگیزهای باشد که به تصویب اخیر لایحه ایمنی مواد غذایی S.510 منجر شده است. به عنوان بخشی از این قانون، FDA ملزم به ایجاد مقررات ایمنی جدید برای تولید کنندگان میوه ها و سبزیجات پرخطر خواهد بود. این احساس تشدید فوریت برای غذای ایمن باعث میشود که تولیدکنندگان و پردازشکنندگان مواد غذایی گزینههای خود را برای آزمایش غذا در منبع یا مزرعه مورد ارزیابی مجدد قرار دهند.
فن آوری های تست موجود
پرورش دهندگان و پردازشگرها در طول تاریخ از یکی از سه روش برای آزمایش باکتری استفاده می کردند: سیستم های نظارت بر پاکیزگی آدنوزین تری فسفات (ATP)، آزمایش کشت و آزمایش واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR).
سیستم های نظارت بر پاکیزگی آدنوزین تری فسفات مولکول ATP را آزمایش می کنند که در همه مواد آلی یافت می شود. سنجش ATP ATP را از سلول های حیوانی و گیاهی و همچنین باکتری های زنده یا مرده، مخمر یا کپک اندازه گیری می کند. این سنجش را می توان بر روی سطوح غیر ارگانیک برای تعیین تمیزی استفاده کرد و نیاز به وجود 10,000 تا 100,000 باکتری برای تولید ATP کافی برای ایجاد تشخیص مثبت باکتری دارد.
آزمایش کشت یک آزمایش آزمایشگاهی است که تعیین می کند چه باکتری یا مخمری ممکن است در یک نمونه مشخص وجود داشته باشد. آزمایشهای کشت مستلزم آن است که نمونه برای مدت زمان معینی، معمولاً 24 تا 48 ساعت، انکوبه شود تا به باکتریها فرصت رشد داده شود تا حضور آن مشخص شود. این امر مستلزم ارسال نمونه به آزمایشگاه است.
PCR سنجشی است که از DNA برای آزمایش باکتری ها و پاتوژن های مختلف استفاده می کند. این فرآیند تکهای از DNA را تقویت میکند و هزاران تا میلیونها نسخه تولید میکند. بسیار دقیق است و بین 12 ساعت تا 26 ساعت طول می کشد.
مشکلات ذاتی
فن آوری های موجود دارای معایبی هستند که آنها را برای اهداف تولید کننده مواد غذایی بی اثر می کند و آزمایش های ناکارآمد می تواند منجر به آلودگی مواد غذایی، بیماری، از دست دادن درآمد و موارد دیگر شود.
سنجش ATP وجود مولکول ATP را که در تمام مواد آلی وجود دارد، آزمایش می کند. این بدان معنی است که یک آزمایش ATP مثبت فقط وجود مواد آلی را تأیید می کند - نه لزوماً باکتری. این سنجش در واقع آزمایشی برای تمیزی یا پاک بودن سطح از هرگونه ماده آلی زنده یا مرده است. از آنجایی که مواد آلی را آزمایش می کند، نمی توان از آن در مواد غذایی استفاده کرد زیرا غذا ارگانیک است. علاوه بر این، سنجش ATP نمیتواند بیوفیلم را که محصول جانبی چسبنده ارگانیسمهایی است که میتواند باکتریهای زنده را پنهان کند، شناسایی کند. یکی دیگر از مسائل مربوط به آزمایش ATP، تولید ATP کافی برای ایجاد یک آزمایش مثبت است، باکتری ها باید حداقل 10,000 باکتری داشته باشند.
سنجش های کشت به طور کلی کاملاً دقیق هستند، اما روش مستلزم آن است که باکتری ها به مدت 24 ساعت تا 48 ساعت انکوبه شوند تا وجود باکتری تأیید شود. این به این معنی است که نمونه برای این زمان انکوباسیون به آزمایشگاه فرستاده می شود و یک تکنسین آموزش دیده آزمایش را می خواند. نیاز به کار آزمایشگاهی هزینه را برای کاربر نهایی افزایش میدهد و زمان اضافهشده احتمال سر خوردن غذای آلوده را افزایش میدهد.
سنجشهای PCR، در عین حال که بسیار دقیق هستند، از تولیدکننده میخواهند نمونه را به آزمایشگاهی بفرستند که در آن تکنسین آموزشدیده از تجهیزات گران قیمت برای پردازش آزمایش استفاده میکند. این آزمایش شامل چندین مرحله پیچیده است که به هزینههایی که به تولیدکننده غذا تحمیل میشود اضافه میکند. سنجش PCR نیاز به یک مرحله غنی سازی دارد که بین 8 ساعت تا 20 ساعت طول می کشد، به علاوه 1 ساعت تا 4 ساعت برای آزمایش واقعی. مراحل اضافه شده و زمان، هزینه ها را افزایش می دهد و احتمال آلودگی مواد غذایی مورد توجه قرار نمی گیرد.
تست آنزیم
میکروبیولوژیست ها از اوایل دهه 1950 به مطالعه و استفاده از آنزیم ها برای شناسایی باکتری ها پرداخته اند. بسیاری از آنها استفاده از روش های آنزیمی را متوقف کردند و در دهه های 1970 و 1980 به فناوری های آنتی ژن/آنتی بادی یا تست تقویت اسید نوکلئیک (NAAT) روی آوردند. با این حال، از آن زمان، ادامه تحقیقات آنزیمی منجر به کشف آنزیمهای باکتریایی خاص مرتبط با بسیاری از میکروارگانیسمهای مختلف شده است. این اطلاعات منجر به ایجاد بسترهای اختصاصی شده است که میتوانند آنزیمهای خاصی را که توسط باکتریهای خاص تولید میشوند شناسایی کرده و به آن پیوند دهند. با این اطلاعات، آزمایشهای جدید برای استفاده از بسترهای اختصاصی ایجاد شدهاند که وقتی توسط یک آنزیم هیدرولیز میشوند، فلورسانس تولید میکنند که میتواند توسط فلورومتر خوانده شود یا با افزودن یک معرف برای تولید رنگسنجی واکنش.
سایر سیستم های تشخیصی باید خود سلول باکتری را با رشد نمونه در کشت ها یا تکثیر DNA با استفاده از سیستم PCR/NAAT پیدا کنند. این روشها در بیشتر موارد بیش از یک روز طول میکشد تا نتایج از زمان جمعآوری نمونه به دست آید و به تکنسینهای آزمایشگاهی آموزشدیده و تجهیزات گرانقیمت نیاز دارند. با استفاده از روش تشخیص آنزیم، باکتری ها می توانند هزاران مولکول از یک آنزیم را تولید کنند که شانس و زمان تشخیص را با سرعت بسیار بیشتری نسبت به سایر روش های تشخیص افزایش می دهد.
کیت های تشخیص آنزیم های باکتریایی
با استفاده از این روش، کیتهای تشخیص آنزیم باکتریایی، که در کیتهای سواب دستی یا کیتهای فلورومتر دستی دیجیتال عرضه میشوند، میتوانند در این زمینه برای آزمایش سطوح و غذاها برای کل موجودات زنده، باکتریهای گرم منفی (Enterobacteriaceae) استفاده شوند. آزمایشها وجود یا عدم وجود باکتری را بالاتر از سطح پسزمینه طبیعی با نتایج در محل در 20 دقیقه تأیید میکنند. انجام آزمایش ها آسان است، نیازی به تجهیزات اضافی ندارد و همچنین باکتری های پنهان شده در بیوفیلم را شناسایی می کند. در مقایسه با روش های سنتی، اگر بیش از 98 ارگانیسم در هر نوار تست وجود داشته باشد، دقت بیش از 1,000 درصد است. این کیت ها به عنوان یک ابزار غربالگری برای جستجوی "نقاط داغ" که حاوی سطوح غیرقابل قبول آلودگی باکتریایی هستند، طراحی شده اند. از آنجایی که آنها ارزان، سریع و آسان برای استفاده هستند، می توان نظارت و آزمایش بیشتری را انجام داد.
مزایا
سنجش های تشخیص باکتری آنزیمی مزایای زیادی نسبت به کشت استاندارد، سنجش ATP و PCR از جمله سرعت بیشتر، سهولت استفاده، دقت بالاتر، هزینه کمتر و توانایی تشخیص بیوفیلم دارند. سنجش آنزیمی نتایج را در کمتر از 20 دقیقه از نمونه به نتیجه ارائه می دهد و نتایج در میدان یا در محل در دسترس هستند زیرا نیازی به ارسال نمونه به آزمایشگاه ندارند. آزمایشهای کشت یا PCR از تجهیزات تخصصی و تکنسینهای آموزشدیده استفاده میکنند، در حالی که آزمایشها از این کار استفاده نمیکنند، و آنها را به یک ابزار غربالگری مؤثر و کمهزینه برای تولیدکنندگان و پردازشکنندگان مواد غذایی تبدیل میکند.
نتیجه گیری
کشت فعلی، سنجش ATP و PCR گران، کند و دست و پا گیر هستند. استفاده از تشخیص آنزیمی برای شناسایی باکتری ها در میدان، روشی دقیق، سریع و ارزان برای غربالگری سطوح خطرناک آلودگی باکتریایی فراهم می کند. داشتن یک ابزار غربالگری کم هزینه به این معنی است که کاربران می توانند بیشتر آزمایش کنند و در نتیجه میزان موفقیت آلودگی باکتریایی را قبل از اینکه راه خود را به مصرف کننده پیدا کند به میزان زیادی افزایش می دهد.