התפרצויות אחרונות של מחלות הנישאות במזון והערכות חדשות על מחלות הנישאות במזון מהמרכז לבקרת מחלות ומניעתן או CDC יכלו להיות הדחף שהמריץ את המעבר האחרון של הצעת חוק בטיחות המזון S.510. כחלק מחקיקה זו, ה-FDA יידרש ליצור תקנות בטיחות תוצרת חדשות עבור יצרני הפירות והירקות בעלי הסיכון הגבוה ביותר. תחושת הדחיפות המוגברת הזו למזון בטוח מביאה מגדלי מזון ומעבדי מזון להעריך מחדש את האפשרויות שלהם לבחון מזון במקור או בשטח.
טכנולוגיות בדיקה קיימות
מגדלים ומעבדים השתמשו בעבר באחת משלוש שיטות לבדיקת חיידקים: מערכות ניטור ניקיון אדנוזין טריפוספט (ATP), בדיקת תרבית ובדיקת תגובת שרשרת פולימראז (PCR).
מערכות ניטור ניקיון אדנוזין טריפוספט בודקות את המולקולה ATP, שנמצאת בכל החומרים האורגניים. מבחני ATP מודדים את ה-ATP מתאי בעלי חיים וירקות וכן מחיידקים חיים או מתים, שמרים או עובש. בדיקה זו יכולה לשמש על משטחים לא אורגניים כדי לקבוע ניקיון ודורשת שיהיו 10,000 עד 100,000 חיידקים כדי לייצר מספיק ATP כדי לגרום לזיהוי חיובי של חיידקים.
בדיקת תרבית היא בדיקת מעבדה הקובעת אילו חיידקים או שמרים עשויים להיות בדגימה נתונה. מבחני תרבית דורשים שהדגימה תהיה דגירה למשך זמן מוגדר, בדרך כלל 24 עד 48 שעות, כדי לתת לחיידקים הזדמנות לגדול כדי לקבוע את נוכחותה. זה מחייב שליחת הדגימה למעבדה.
PCR הוא בדיקה המשתמשת ב-DNA כדי לבדוק חיידקים ופתוגנים שונים. התהליך מגביר פיסת DNA המייצר אלפי עד מיליוני עותקים. זה מדויק מאוד ולוקח בין 12 שעות ל-26 שעות.
בעיות אינהרנטיות
לטכנולוגיות הקיימות יש חסרונות שהופכים אותן לבלתי יעילות למטרות יצרני המזון ובדיקות לא יעילות עלולות לגרום לזיהום מזון, מחלות, אובדן הכנסות ועוד ועוד.
מבחני ATP בודקים את נוכחות המולקולה ATP, הקיימת בכל החומר האורגני. המשמעות היא שבדיקת ATP חיובית רק מאשרת שקיים חומר אורגני - לאו דווקא חיידקים. בדיקה זו היא למעשה בדיקה לניקיון, או שמשטח נקי מכל חומר אורגני חי או מת. מכיוון שהוא בודק חומר אורגני, לא ניתן להשתמש בו על מזון מכיוון שהמזון הוא אורגני. בנוסף, מבחן ה-ATP אינו יכול לזהות ביופילם, שהוא תוצר לוואי דביק של אורגניזמים שיכולים להסתיר חיידקים חיים. בעיה נוספת בבדיקת ATP היא לייצר מספיק ATP כדי ליצור בדיקה חיובית, החיידקים יצטרכו למנות לפחות 10,000 חיידקים.
מבחני תרבית באופן כללי די מדויקים, אך השיטה דורשת דגירה של החיידקים במשך 24 שעות עד 48 שעות כדי לוודא את נוכחותם של חיידקים. המשמעות היא שהדגימה נשלחת למעבדה למשך זמן הדגירה הזה וטכנאי מיומן קורא את הבדיקה. הצורך בעבודת מעבדה מגדיל את העלות למשתמש הקצה והזמן הנוסף מגדיל את הסיכויים שהמזון המזוהם יחמוק בתהליך.
מבחני PCR, למרות שהם מדויקים ביותר, דורשים מהיצרן לשלוח את הדגימה למעבדה שבה טכנאי מיומן משתמש בציוד יקר כדי לעבד את הבדיקה. הבדיקה עצמה מורכבת מכמה שלבים מסובכים, המתוספים לעלויות המועברות ליצרן המזון. מבחני PCR דורשים שלב העשרה שנמשך בין 8 שעות ל-20 שעות, בתוספת שעה עד 1 שעות לבדיקה בפועל. השלבים הנוספים והזמן מגדילים את העלויות ואת הסיכויים שזיהום המזון יישאר מעיניהם.
בדיקת אנזים
מיקרוביולוגים חוקרים ומשתמשים באנזימים לגילוי חיידקים מאז תחילת שנות ה-1950. רבים הפסיקו להשתמש בשיטות אנזימים ועברו לטכנולוגיות של אנטיגן/נוגדנים או טכנולוגיות של בדיקת חומצות גרעין (NAAT) בשנות ה-1970 וה-1980. אולם מאז, המשך מחקר האנזימים הוביל לגילוי של אנזימים חיידקיים ספציפיים הקשורים למיקרואורגניזמים רבים ושונים. מידע זה הוביל לפיתוח של מצעים קנייניים שיכולים לזהות ולקשר לאנזימים ספציפיים המופקים על ידי חיידקים ספציפיים. בעזרת מידע חדש פותחו בדיקות כדי לנצל את המצעים הקנייניים שכאשר הם עוברים הידרוליזה על ידי אנזים מייצרת פלואורסצנטיות שניתן לקרוא על ידי פלואורומטר או על ידי הוספת מגיב כדי לייצר קולורמטרי תגובה.
מערכות אבחון אחרות חייבות למצוא את תא החיידק עצמו על ידי גידול הדגימה בתרביות, או שכפול DNA באמצעות מערכת PCR/NAAT. לשיטות אלו ייקח, ברוב המקרים, יותר מיממה כדי לקבל תוצאות ממועד איסוף הדגימות והן דורשות טכנאי מעבדה מיומנים וציוד יקר. באמצעות מתודולוגיית זיהוי אנזים, חיידקים יכולים לייצר אלפי מולקולות של אנזים, מה שמגדיל את הסיכויים ואת הזמן להתגלות בקצב מהיר בהרבה מכל שיטות זיהוי אחרות.
ערכות זיהוי אנזים בקטריאלי
באמצעות מתודולוגיה זו, ערכות זיהוי אנזימים חיידקים, המגיעות בערכות ספוגיות ידניות או בערכות פלואורומטר דיגיטליות, יכולות לשמש בשטח לבדיקת משטחים ומזונות עבור כלל אורגניזמים, חיידקים גרם שליליים (Enterobacteriaceae). הבדיקות מאשרות נוכחות או היעדרות של חיידקים מעל רמות הרקע הרגילות עם תוצאות על המקום תוך 20 דקות. הבדיקות קלות לביצוע, אינן דורשות ציוד נוסף וגם מזהות חיידקים המסתתרים בביופילם. הדיוק גדול מ-98 אחוזים אם קיימים יותר מ-1,000 אורגניזמים בכל רצועת בדיקה בהשוואה לשיטות מסורתיות. הערכות נועדו לשמש ככלי סקר לחיפוש "נקודות חמות" המכילות רמות בלתי מקובלות של זיהום חיידקי. מכיוון שהם זולים, מהירים וקלים לשימוש, ניתן לבצע ניטור ובדיקות תכופות יותר.
הטבות
למבחני זיהוי חיידקי אנזים יש יתרונות רבים על פני מבחני תרבית סטנדרטיים, ATP ו-PCR כולל מהירות גבוהה יותר, קלות שימוש, דיוק גבוה יותר, עלות נמוכה יותר ויכולת לזהות ביופילם. מבחני אנזימים מספקים תוצאות תוך 20 דקות בלבד מדגימה לתוצאה והתוצאות זמינות בשטח או באתר מכיוון שאינן מחייבות את שליחת הדגימות למעבדה. מבחני תרבות או PCR משתמשים בציוד מיוחד וטכנאים מיומנים במקום שבו מבחני לא עושים זאת, מה שהופך אותם לכלי סינון יעיל ובעלות נמוכה עבור מגדלי מזון ומעבדי מזון.
סיכום
מבחני התרבות הנוכחיים, ATP ו-PCR הם יקרים, איטיים ומסורבלים. שימוש בזיהוי אנזימים לזיהוי חיידקים בשטח מספק דרך מדויקת, מהירה וזולה לסנן רמות מסוכנות של זיהום חיידקי. שימוש בכלי בדיקה בעלות נמוכה פירושה שמשתמשים יכולים לבדוק בתדירות גבוהה יותר ובכך להגדיל במידה ניכרת את שיעור ההצלחה של תפיסת זיהום חיידקי לפני שהוא מוצא את דרכו לצרכן.