Challenge tesztek az élelmiszeriparban Gasparikné Reichardt J., Borókay Zs., Zoller L., Kovácsné Kis É., Reskóné Nagy M.

Átírás

1 Challenge tesztek az élelmiszeriparban Gasparikné Reichardt J., Borókay Zs., Zoller L., Kovácsné Kis É., Reskóné Nagy M. Hungalimentaria

2 A challenge teszt fogalma, célja Challenge teszt: oltásos kísérlettel annak a modellezése, hogy meghatározott környezeti feltételek mellett egy adott patogén mikroba hogy viselkedik (szaporodás/pusztulás), ha a termékek tulajdonságai nem zárják ki a kórokozók szaporodásának lehetőségét és jelent-e élelmiszer-biztonsági szempontból kockázatot. A challenge teszt, figyelembe véve a prediktív mikrobiológiai modellezés eredményeit, alkalmas egy adott technológiai folyamat/tárolás validálására.

3 Mióta használjuk a challenge teszteket? éves hagyomány, vallás szerepe Élelmiszer-mikrobiológia 150 éves múlt LOUS PASTEUR mikrobiológia egyik atyja az élelmiszeripar már régóta alkalmazza a challenge teszteket konzervgyártás hőkezelés-szükségletének megállapítása a spórák hőpusztulása alapján (1921 Bigelow és Ball) C. botulinum túlélésének modellezésére oltás C. sporogenes mikrobával E. faecalis túlélésének modellezése pasztőrözött húskészítményekben Romlást okozó flóra (pl. élesztők) vizsgálata majonézben L. monocytogenes szaporodásának modellezése RTE termékekben Kutatások kombinált tartósítási eljárások

4 GYAKORLATBAN FELMERÜLŐ KÉRDÉSEK Képes a patogén mikroba szaporodni vagy túlélni a termékben? Milyen tárolási feltételek szükségesek ahhoz, hogy meggátoljuk a patogén szaporodását vagy túlélését? Ha csökkentem a termék sókoncentrációját, meggátolja-e a patogén mikroba szaporodását? Mennyi tartósítószert kell adnom a termékhez, vagy növeljem-e meg a hőkezelési időt/ hogy megnöveljem a eltarthatóságát?

5 Challenge tesztek I. A kórokozók előfordulása élelmiszerekben véletlenszerű, ezért a termékeket kórokozókkal mesterségesen szennyezünk, hogy megállapíthassuk a szaporodási sajátságokat. Challenge tesztet új termék fejlesztése, meglévő termékek összetételének megváltoztatása vagy az előállítási folyamat megváltoztatása esetén használhatunk. A challenge tesztet többek között a hőkezelési folyamatok validálásához használják, de alkalmazható a hűtőláncban tárolt termékek biztonságos minőség-megőrzési idejének meghatározásához is. Lehetőség szerint azzal a mikroorganizmussal kell vizsgálatokat végezni, amely a problémát okozza, pl. élelmiszer-biztonsági célra az a kórokozó alkalmazása az ideális, amely az élelmiszer alapanyagaiban, a nem megfelelő hőkezelés vagy a tartósító kezelés utáni utószennyezés során előfordulhat.

6 Challenge tesztek II. Egy adott mikroba pusztulásának vagy szaporodásának vizsgálata modelltermékben, különböző környezeti tényezők hatásának figyelembe vételével Pl. hőmérséklet, (hőkezelési vagy tárolási), vízaktivitás, ph, adalékanyagok, füst, csomagolás stb. Listeria monocytogenes: a húsiparban alkalmazott hőkezelés elpusztítja DE a nyers húskészítményeknél az adott gyártási folyamatot túlélő és/vagy a hőkezelt termékeknél utószennyeződéssel rákerülő mikroba veszélyt jelent a fogyasztó számára

7 Challenge teszt tervezésének fő szempontjai a beoltáshoz használt mikroorganizmusok kiválasztása, a beoltáshoz használt mikroba száma és fiziológiai állapota a vizsgált termék összetétele, gyártása természetes mikroflórája, a tárolási feltételek megválasztása, az inokulum és a beoltás módszere, a mintavétel megtervezése Az eredmények értékelése

8 A beoltáshoz használt mikroorganizmusok kiválasztása A vizsgált termékből korábban izolálták és/vagy specifikációban, rendeletben rögzített, A koktél organizmus beoltása - pl. Clostridium botulinum proteolitikus és nem-proteolitikus alfajai, biztonságos mikroorganizmusok (surrogates) - pl. Listeria monocytogenes helyett Listeria innocua: Ne legyen patogén, Az összetétel és/vagy feldolgozás paramétereihez (pl. hőmérséklet, ph, a w stb.) hasonlóan viszonyuljon, mint a célpatogén, Stabil szaporodási jellemzőkkel rendelkezzen Könnyen elkülöníthető legyen a háttér mikroflórától

9 A vizsgált termék összetétele és a tárolási feltételek Belső tényezők Külső tényezők vízaktivitás ph-érték tápanyagok mikroflóra só, tartósítószerek fűszerek hőkezelés csomagolás - gázösszetétel tárolási hőmérséklet: idő-hőmérséklet profil relatív páratartalom

10 Prediktív mikrobiológiai modellek A mikrobák szaporodását, inaktiválódását, túlélését, pusztulását az idő függvényében matematikai összefüggések alapján leíró modellek, különböző feltételek mellett (ComBase, Pathogen Modeling Program, Growth Predictor) Döntést segítő eszköz előszűrés A mikrobaszaporodás előrejelzése adott környezetben ph, vízaktivitás, sótartalom, tartósítószerek változtatása A tárolási/szállítási hőmérséklet (statikus és dinamikus)

11 Prediktív modellezési lehetőségek Induló L. monocytogenes szám: log 1,0 ph: 6,0 Sótartalom: 2,2% Nitrittartalom: 30 mg Induló L. monocytogenes szám: log 1,0 ph: 5,0 Sótartalom: 4,0% Nitrittartalom: 30 mg

12 A prediktív modellezés alkalmazási lehetőségei a challenge teszteknél a prediktív matematikai modellek csak korlátozottan használhatók a termék biztonságos minőség-megőrzési idejének és romlásának előrejelzésére nem képesek figyelembe venni a valós körülmények összes tényezőjét, pl. a versengő mikroflóra gátló hatását, a MAP hatását, ezért a valóságosnál gyorsabb szaporodást adnak eredményül Döntést segítő eszköz előszűrésre alkalmas

13 Az inokulum Üzemben ne használjunk kórokozókat! A leggyakrabban egy valós romlásból/fertőzésből izolált tenyészet (3-10 féle törzs) használata ajánlott. Általában a vegetatív sejteket optimális szaporodási hőmérsékletükön tartják órával a beoltás előtt (korai stacioner állapot), illetve speciális esetekben hozzászoktatják őket a vizsgálni kívánt körülményekhez (adaptáció), pl. a hűtőlánc hőmérsékletéhez Beoltott sejtszám kiválasztásának megfontolásai túlélő mikrobaszám meghatározása TKE/g (12D, 6D, 5D elv) Hőkezelés validálása 10 5 TKE/g pl. új termékösszetétel adott mikroba szaporodásának modellezése TKE/g, vagy kisebb, (L. monocytogenes TKE/g) DG SANCO/1628/2008 ver. 9.3 ( ) útmutató

14 A beoltás módszere A beoltás módszere elsősorban a vizsgálandó élelmiszertől függ. A tesztek során a termékekben egyenletesen eloszlatjuk a mikroorganizmus-szuszpenziót, úgy, hogy a befecskendezési térfogat ne változtassa meg az a w -t, a tartósítószerek koncentrációját vagy a ph-értéket. Legegyszerűbb esetben a szuszpenziót hozzáadagoljuk a folyadékhoz vagy a magas víztartalmú élelmiszerhez, melyben nincs hatása a vízaktivitás kismértékű változásának. Csomagolt áruk esetén a csomagoláson keresztül is befecskendezhetjük az organizmusokat. Előfordulhat, hogy az élelmiszer felületére kell juttatni a mikroorganizmusokat (pl. pipettával, permetszóróval).

15 A mintavétel A challenge teszt időtartama, hőmérséklete és a beállított kísérleti körülmények a kívánt fogyaszthatósági és/vagy vizsgálati időtartamot és hőmérsékletet jellemzi. (legrosszabb feltételek modellezése legnagyobb ph/a w, a tartósítószerek legkisebb koncentrációja, legkisebb hőterhelés) A kezdeti és a végpontokban, illetve a kettő között legalább háromszor ajánlott mintát venni, lehetőség szerint három mintát alkalmanként, de minimum legalább kétszer, hogy statisztikailag megfelelő mintaelemszámot kapjunk és a teszt értékeléséhez elegendő adatunk legyen. Fontos információt tartalmaz, ha a fogyaszthatósági idő lejárta után is veszünk mintát (ajánlott az 1/3-os ráhagyás), illetve ha az összmikrobaszám-változást is követjük kísérleteink során.

16 Minták mikrobiológiai vizsgálata A termék típusától függő számolási/visszanyerési módszer használata, figyelembe véve a sérülés mértékét A sérült sejtek visszanyerésére nem szelektív táptalajt ajánlatos használni Néhány patogén mikroba esetén szelektív táptalaj használható, dúsítási eljárással kombinálva MPN módszer használata kis mikrobaszám esetén Kísérő flóra meghatározása: a termék természetes mikroflóráját is ajánlott feltérképezni a challenge teszt előtt, az így kapott kontroll eredmények a kísérlet végső értékeléséhez nagyban hozzájárulhatnak Kontroll (nem beoltott minták) fizikai és kémiai jellemzőinek vizsgálata (pl. ph-érték és redoxpotenciál változásának mérése)

17 Eredmények értékelése Mikrobapusztulás vizsgálata esetén az élelmiszerben előforduló legnagyobb szennyezettséget kell modelleznünk a termék akkor biztonságos, ha a mikrobapusztulás mértéke a legnagyobb szennyezettség mértékénél nagyobb Mikrobaszaporodás esetén a szennyezettség mértékét az epidemiológiai adatok és publikációk, illetve megadott érték alapján határozzuk meg A szaporodási modellek eredményének értelmezése során elsősorban nem egy előzetesen kijelölt mikrobaszám elérése, hanem sokkal inkább egy reálisan megválasztott kiindulási csíraszámhoz képest elért szaporodás (pl. L. monocytogenes esetében fél nagyságrendnyi változás) a mérvadó a termék akkor biztonságos, ha a mikrobaszaporodás mértéke nem haladja meg a célzott/előírt mértéket

18 log Listeria TKE/g 6 sakacin 5 leukocin sak + leu kontroll 4 védőkultúra védő+ starter napok L. monocytogenes számának változása fermentált kolbászban a gyártási folyamat során

19 Oltásos kísérlet eredményeinek értékelése Minta megnevezése Induló L. monocytogenes szám Log TKE átlag Végső L. monocytogenes szám Log TKE átlag Növekedési potenciál vastagkolbász 1. 1,68 <1 < 0,5 vastagkolbász 2. 1,52 <1 < 0,5 vastagkolbász 3. 1,64 <1 < 0,5 Szeletelt párizsi 1. 1,74 4,53 > 0,5 Szeletelt párizsi 2. 1,66 4,35 > 0,5 Szeletelt párizsi 3. 1,80 4,74 > 0,5

20 Eredmények értékelése A vizsgált szeletelt, csomagolt paprikás vastagkolbásznál a L. monocytogenes növekedési potenciálja kisebb volt 0,5 log10 értéknél. Erre a termékre a 100 TKE/g-os Listeria monocytogenes-határérték vonatkozik és a 2073/2005/EK rendelet szerint az kategóriába kell sorolni. Az oltásos kísérletek eredményei szerint a szeletelt, csomagolt párizsi a L. monocytogenes szaporodását elősegítő élelmiszerek közé tartozik, ezért a mikrobiológiai vizsgálatoknál ezeket a termékeket a 2073/2005/EK rendelet b kategóriájába kell sorolni.

21 Összefoglalás A prediktív modellezés nem helyettesíti a valós termékkel reális feltételek mellett végzett kísérleteket, de jól használható előszűrésre és előzetes becslésekre. A challenge teszt egy adott élelmiszer biztonságának meghatározására alkalmas módszer, ha nincs elegendő információnk és adatunk ennek megítélésére csak az adott vizsgált feltételekre és termékre vonatkozik!

22 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!