Nylige fødevarebårne sygdomsudbrud og nye skøn over fødevarebårne sygdomssygdomme fra Center for Disease Control and Prevention eller CDC kunne muligvis have været drivkraften, der ansporede den nylige passage af fødevaresikkerhedsloven S.510. Som en del af denne lovgivning vil FDA være forpligtet til at oprette nye produktsikkerhedsregler for producenter af frugter og grøntsager med høj risiko. Denne øgede følelse af, at det haster med sikker mad, får fødevareavlere og forarbejdningsvirksomheder til at revurdere deres muligheder for at teste fødevarer ved kilden eller i marken.
EKSISTERENDE TESTTEKNOLOGIER
Avlere og forarbejdningsvirksomheder har historisk brugt en af tre metoder til at teste for bakterier: adenosintriphosphat (ATP) renhedsovervågningssystemer, kulturtestning og polymerasekædereaktion (PCR) test.
Adenosintrifosfat-renhedsovervågningssystemer tester for molekylet ATP, som findes i alle organiske materialer. ATP-assays måler ATP fra dyre- og vegetabilske celler samt levende eller døde bakterier, gær eller skimmelsvamp. Denne analyse kan bruges på ikke-organiske overflader til at bestemme renhed og kræver, at der er 10,000 til 100,000 bakterier til stede for at producere nok ATP til at resultere i en positiv påvisning af bakterier.
En kulturanalyse er en laboratorietest, der bestemmer, hvilke bakterier eller gær der kan være til stede i en given prøve. Kulturassays kræver, at prøven inkuberes i et bestemt tidsrum, typisk 24 til 48 timer, for at give bakterier en chance for at vokse for at bestemme dens tilstedeværelse. Dette kræver, at prøven sendes til et laboratorium.
PCR er et assay, der bruger DNA til at teste for forskellige bakterier og patogener. Processen forstærker et stykke DNA, der genererer tusinder til millioner af kopier. Det er en meget nøjagtig og tager mellem 12 timer og 26 timer.
Iboende PROBLEMER
De eksisterende teknologier har ulemper, der gør dem ineffektive til fødevareproducentens formål, og ineffektive tests kan resultere i fødevareforurening, sygdom, tab af indtægter og meget mere.
ATP-assays tester for tilstedeværelsen af molekylet ATP, som er til stede i alt organisk materiale. Det betyder, at en positiv ATP-test kun bekræfter, at der er organisk stof til stede - ikke nødvendigvis bakterier. Denne analyse er faktisk en test for renlighed, eller at en overflade er fri for levende eller dødt organisk materiale. Fordi det tester for organisk materiale, kan det ikke bruges på fødevarer, da fødevarer er økologiske. Derudover kan ATP-analysen ikke detektere biofilm, som er et klæbrigt biprodukt af organismer, der kan skjule levende bakterier. Et andet problem med ATP-test er at producere nok ATP til at skabe en positiv test, bakterierne skal have mindst 10,000 bakterier.
Dyrkningsassays er generelt ret nøjagtige, men metoden kræver, at bakterierne inkuberes i 24 timer til 48 timer for at verificere tilstedeværelsen af bakterier. Det betyder, at prøven sendes til et laboratorium for denne inkubationstid, og en uddannet tekniker læser testen. Behovet for laboratoriearbejde øger omkostningerne for slutbrugeren, og den ekstra tid øger chancerne for, at forurenet mad slipper igennem processen.
PCR-analyser, selvom de også er meget nøjagtige, kræver, at producenten sender prøven til et laboratorium, hvor en uddannet tekniker bruger dyrt udstyr til at behandle testen. Selve testen består af flere komplicerede trin, der øger de omkostninger, der væltes over på fødevareproducenten. PCR-assays kræver en berigelsesfase, der tager mellem 8 timer og 20 timer, plus 1 time til 4 timer for den faktiske test. De tilføjede trin og tiden øger omkostningerne og chancerne for fødevareforurening vil forblive ubemærket.
ENZYMTEST
Mikrobiologer har studeret og brugt enzymer til påvisning af bakterier siden begyndelsen af 1950'erne. Mange holdt op med at bruge enzymmetoder og skiftede til antigen/antistof- eller nukleinsyreamplifikationstest (NAAT) teknologier i 1970'erne og 1980'erne. Siden da har fortsat enzymforskning imidlertid ført til opdagelsen af specifikke bakterielle enzymer forbundet med mange forskellige mikroorganismer. Denne information har ført til udviklingen af proprietære substrater, der kan identificere og linke til specifikke enzymer afgivet af specifikke bakterier. Med denne nye information er der udviklet tests til at udnytte de proprietære substrater, som, når de hydrolyseres af et enzym, producerer en fluorescens, der enten kan aflæses af et fluorometer eller ved at tilføje et reagens for at producere en reaktionskolometrisk.
Andre diagnostiske systemer skal finde selve bakteriecellen ved at dyrke prøven i kulturer eller replikere DNA ved hjælp af et PCR/NAAT-system. Disse metoder vil i de fleste tilfælde tage mere end en dag at opnå resultater fra prøvetagningstidspunktet, og de kræver uddannede laboratorieteknikere og dyrt udstyr. Ved at bruge en enzymdetektionsmetodologi kan bakterier producere tusindvis af molekyler af et enzym, hvilket øger chancerne og tidspunktet for at blive opdaget meget hurtigere end nogen anden påvisningsmetoder.
BAKTERIET ENZYM DETEKTIONSSÆT
Ved at bruge denne metode kan bakterielle enzymdetektionssæt, som enten kommer i manuelle vatpinde eller digitale håndholdte fluorometersæt, bruges i marken til at teste overflader og fødevarer for totale organismer, gramnegative bakterier (Enterobacteriaceae). Testene bekræfter tilstedeværelsen eller fraværet af bakterier over normale baggrundsniveauer med resultater på stedet efter 20 minutter. Testene er nemme at udføre, kræver intet ekstra udstyr og opdager desuden bakterier, der gemmer sig i biofilm. Nøjagtigheden er større end 98 procent, hvis der er mere end 1,000 organismer til stede pr. teststrimmel sammenlignet med traditionelle metoder. Sættene er designet til at fungere som et screeningsværktøj til at lede efter "hot spots", der indeholder uacceptable niveauer af bakteriel kontaminering. Fordi de er billige, hurtige og nemme at bruge, kan hyppigere overvågning og test udføres.
FORDELE
Enzymbakteriedetektionsassays har mange fordele i forhold til standardkultur-, ATP- og PCR-assays, herunder hurtigere hastighed, brugervenlighed, højere nøjagtighed, lavere omkostninger og evnen til at detektere biofilm. Enzymanalyser giver resultater på så lidt som 20 minutter fra prøve til resultat, og resultaterne er tilgængelige i marken eller på stedet, da de ikke kræver, at prøverne sendes til et laboratorium. Kultur- eller PCR-assays bruger specialiseret udstyr og uddannede teknikere, hvor det ikke gør assays, hvilket gør dem til et effektivt, billigt screeningsværktøj for fødevareavlere og -forarbejdningsvirksomheder.
KONKLUSION
Nuværende kultur-, ATP- og PCR-assays er dyre, langsomme og besværlige. Brug af enzymdetektion til at identificere bakterier i marken giver en nøjagtig, hurtig og billig måde at screene for farlige niveauer af bakteriel kontaminering. At have et billigt screeningsværktøj betyder, at brugerne kan teste oftere og derved i høj grad øge succesraten for at fange bakteriel forurening, før den finder vej til forbrugeren.