I recenti focolai di malattie di origine alimentare e le nuove stime sulle malattie di origine alimentare da parte del Centro per il controllo e la prevenzione delle malattie o CDC potrebbero essere stati l’impulso che ha stimolato la recente approvazione della legge sulla sicurezza alimentare S.510. Nell’ambito di tale legislazione, la FDA sarà tenuta a creare nuove norme sulla sicurezza dei prodotti per i produttori di frutta e verdura a più alto rischio. Questo accresciuto senso di urgenza per la sicurezza degli alimenti ha spinto i coltivatori e i trasformatori di alimenti a rivalutare le loro opzioni per testare gli alimenti alla fonte o sul campo.
TECNOLOGIE DI PROVA ESISTENTI
Storicamente coltivatori e trasformatori hanno utilizzato uno dei tre metodi per testare i batteri: sistemi di monitoraggio della pulizia dell'adenosina trifosfato (ATP), test colturali e test della reazione a catena della polimerasi (PCR).
I sistemi di monitoraggio della pulizia dell'adenosina trifosfato testano la molecola ATP, che si trova in tutti i materiali organici. I test ATP misurano l'ATP proveniente da cellule animali e vegetali, nonché da batteri vivi o morti, lieviti o muffe. Questo test può essere utilizzato su superfici non organiche per determinarne la pulizia e richiede che siano presenti da 10,000 a 100,000 batteri per produrre abbastanza ATP da risultare in un rilevamento positivo dei batteri.
Un test colturale è un test di laboratorio che determina quali batteri o lieviti possono essere presenti in un dato campione. I test colturali richiedono che il campione venga incubato per un tempo prestabilito, in genere da 24 a 48 ore, per dare ai batteri la possibilità di crescere e determinarne la presenza. Ciò richiede l'invio del campione a un laboratorio.
La PCR è un test che utilizza il DNA per testare vari batteri e agenti patogeni. Il processo amplifica un pezzo di DNA generando da migliaia a milioni di copie. È estremamente accurato e richiede dalle 12 alle 26 ore.
PROBLEMI INERENTI
Le tecnologie esistenti presentano degli inconvenienti che le rendono inefficaci per gli scopi dei produttori alimentari e test inefficaci possono provocare contaminazione degli alimenti, malattie, perdita di entrate e molto altro ancora.
I test ATP verificano la presenza della molecola ATP, che è presente in tutto il materiale organico. Ciò significa che un test ATP positivo conferma solo la presenza di materia organica, non necessariamente di batteri. Questo test è in realtà un test per la pulizia o per verificare che una superficie sia priva di materiale organico vivo o morto. Poiché verifica la presenza di materiale organico, non può essere utilizzato sugli alimenti poiché il cibo è biologico. Inoltre, il test dell’ATP non è in grado di rilevare il biofilm, che è un sottoprodotto appiccicoso di organismi che possono nascondere batteri vivi. Un altro problema con il test ATP è produrre abbastanza ATP per creare un test positivo, i batteri dovrebbero contare almeno 10,000 batteri.
I test colturali in generale sono abbastanza accurati, ma il metodo richiede che i batteri vengano incubati per 24-48 ore per verificare la presenza di batteri. Ciò significa che il campione viene inviato a un laboratorio per questo tempo di incubazione e un tecnico esperto legge il test. La necessità di attività di laboratorio aumenta i costi per l'utente finale e il tempo aggiuntivo aumenta le possibilità che il cibo contaminato passi attraverso il processo.
I test PCR, pur essendo estremamente accurati, richiedono che il produttore spedisca il campione a un laboratorio dove un tecnico qualificato utilizza attrezzature costose per elaborare il test. Il test stesso consiste in diversi passaggi complicati, che si aggiungono ai costi trasferiti al produttore alimentare. I test PCR richiedono una fase di arricchimento che dura dalle 8 alle 20 ore, più da 1 a 4 ore per il test vero e proprio. I passaggi aggiuntivi e il tempo aumentano i costi e le possibilità che la contaminazione degli alimenti passino inosservate.
TEST ENZIMATICI
I microbiologi studiano e utilizzano enzimi per rilevare i batteri fin dall’inizio degli anni ’1950. Molti hanno smesso di usare metodi enzimatici e sono passati alle tecnologie antigene/anticorpo o test di amplificazione degli acidi nucleici (NAAT) negli anni '1970 e '1980. Da allora, tuttavia, la continua ricerca sugli enzimi ha portato alla scoperta di specifici enzimi batterici associati a molti microrganismi diversi. Queste informazioni hanno portato allo sviluppo di substrati proprietari in grado di identificare e collegarsi a enzimi specifici emessi da batteri specifici. Con queste nuove informazioni sono stati sviluppati test per utilizzare substrati brevettati che, quando idrolizzati da un enzima, producono una fluorescenza che può essere letta da un fluorimetro o aggiungendo un reagente per produrre una reazione colorimetrica.
Altri sistemi diagnostici devono trovare la cellula batterica stessa coltivando il campione in colture o replicando il DNA utilizzando un sistema PCR/NAAT. Questi metodi richiedono, nella maggior parte dei casi, più di un giorno per ottenere i risultati dal momento della raccolta del campione e richiedono tecnici di laboratorio addestrati e attrezzature costose. Utilizzando una metodologia di rilevamento enzimatico, i batteri possono produrre migliaia di molecole di un enzima, il che aumenta le probabilità e il tempo di essere rilevati a un ritmo molto più rapido rispetto a qualsiasi altro metodo di rilevamento.
KIT DI RILEVAMENTO ENZIMI BATTERICI
Utilizzando questa metodologia, i kit di rilevamento degli enzimi batterici, disponibili in kit di tamponi manuali o kit di fluorimetri portatili digitali, possono essere utilizzati sul campo per testare superfici e alimenti per organismi totali e batteri gram negativi (Enterobacteriaceae). I test confermano la presenza o l'assenza di batteri al di sopra dei normali livelli di fondo con risultati immediati in 20 minuti. I test sono facili da eseguire, non richiedono apparecchiature aggiuntive e rilevano anche i batteri nascosti nel biofilm. La precisione è superiore al 98% se sono presenti più di 1,000 organismi per striscia reattiva rispetto ai metodi tradizionali. I kit sono progettati per fungere da strumento di screening per cercare “punti caldi” che contengono livelli inaccettabili di contaminazione batterica. Poiché sono economici, veloci e facili da usare, è possibile eseguire monitoraggi e test più frequenti.
BENEFICI
I test di rilevamento dei batteri enzimatici presentano numerosi vantaggi rispetto ai test di coltura standard, ATP e PCR, tra cui maggiore velocità, facilità d'uso, maggiore precisione, costi inferiori e capacità di rilevare il biofilm. I test enzimatici forniscono risultati in soli 20 minuti dal campione al risultato e i risultati sono disponibili sul campo o in loco poiché non richiedono l'invio dei campioni a un laboratorio. I test colturali o PCR utilizzano attrezzature specializzate e tecnici qualificati laddove i test non lo fanno, rendendoli uno strumento di screening efficace e a basso costo per i coltivatori e i trasformatori di alimenti.
CONCLUSIONE
La coltura attuale, i test ATP e PCR sono costosi, lenti e macchinosi. L'utilizzo del rilevamento enzimatico per l'identificazione dei batteri sul campo fornisce un modo accurato, rapido ed economico per individuare livelli pericolosi di contaminazione batterica. Disporre di uno strumento di screening a basso costo significa che gli utenti possono eseguire test più spesso, aumentando così notevolmente il tasso di successo nel rilevare la contaminazione batterica prima che raggiunga il consumatore.