W Uniwersytecie Warmińsko-Mazurskim w Olsztynie zrealizowano projekt badawczy pt. „Zastosowanie mikrobiologii prognostycznej do modelowania bezpieczeństwa żywności”, którego kierownikiem był prof. dr hab. Stefan Ziajka. W badania te zaangażowane były następujące zespoły naukowców: prof. dr hab. Stefan Ziajka, dr inż. Adriana Łobacz, dr inż. Jarosław Kowalik, dr inż. Sylwia Tarczyńska z Katedry Mleczarstwa i Zarządzania Jakością, prof. dr hab. Łucja Łaniewska-Trokenheim i dr inż. Anna Zadernowska z Katedry Mikrobiologii Przemysłowej i Żywności (Wydział Nauki o Żywności), prof. dr hab. Joanna Szteyn i dr wet. Agnieszka Wiszniewska-Łaszczych z Katedry Weterynaryjnej Ochrony Zdrowie Publicznego (Wydział Nauk Weterynaryjnych), prof. dr hab. Ireneusz Białobrzewski z Katedry Inżynierii Procesów Rolniczych (Wydział Nauk Technicznych). W pracach badawczych uczestniczyli również partnerzy ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie i Akademii Ekonomicznej w Krakowie.
Uczeni dopracowali szczegóły dotyczące modelowania matematycznego i ustalili najlepszy wariant bazy danych, która jest dostępna w Internecie. Zawiera ona modele prognostyczne wzrostu i przeżywalności różnych patogenów w produktach pochodzenia zwierzęcego podczas przechowywania w zakresie temperatury 3-25 stopni C.
Rozmawiamy z dr inż. Adrianą Łobacz i dr. inż. Jarosławem Kowalikiem z Katedry Mleczarstwa i Zarządzania Jakością Wydziału Nauki o Żywności w Uniwersytecie Warmińsko–Mazurskim w Olsztynie
- Proszę Państwa, mleko jest bardzo ważnym składnikiem diety człowieka, ale także stanowi doskonałe podłoże do rozwoju drobnoustrojów, zwłaszcza mikroflory chorobotwórczej.
- Dr inż. Adriana Łobacz: – Mleko produkowane w wymieniu jest praktycznie sterylne, ale już w momencie jego opuszczania ulega zakażeniu przez bakterie, które zawsze obecne są w kanale strzykowym. Podczas pozyskiwania i transportu mleka może dochodzić do zanieczyszczenia mikrobiologicznego surowca, dlatego tak ważne jest zapewnienie odpowiednich środków higieny i czystości otoczenia. W mleku mogą rozwijać się również mikroorganizmy patogenne takie jak Escherichia coli, Campylobacter i Salmonella, których obecność stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia, a nawet życia konsumentów.
dr inż. Adriana Łobacz
- Do zanieczyszczenia żywności mikroorganizmami może dojść w następstwie różnych zaniedbań w produkcji roślinnej i zwierzęcej.
- Dr inż. Jarosław Kowalik: – Wyprodukowanie mleka o wysokiej jakości mikrobiologicznej wymaga szczególnego przestrzegania zasad higieny. Żadne środki ostrożności jednak całkowicie nie wyeliminują bakterii z surowca. Drobnoustroje stanowiące zanieczyszczenie mleka znajdują się wszędzie – na rękach pracowników obory, na wymieniu krowy, na cząstkach kurzu przenoszonego z powietrzem i kropelkami wody, na słomie i ściółce, na sierści krowy i w glebie. Ponadto jakość mikrobiologiczna mleka surowego zależy m.in. od takich czynników jak: stan zdrowotny krów, warunki higieniczne gospodarstwa, higiena doju oraz temperatura przechowywania mleka. Do zanieczyszczenia produktu spożywczego może dojść w wyniku reinfekcji, czyli zanieczyszczenia produktu w trakcie błędnie przeprowadzonego procesu produkcyjnego, nieprawidłowego procesu mycia instalacji procesowej, niewłaściwego przechowywania produktu (szczególnie, gdy surowiec przechowywany jest z wyrobem gotowym, a to jest niedopuszczalne). Błędy wynikają często z pośpiechu personelu i z rutyny wykonywanej pracy.
dr inż. Jarosław Kowalik
-Następstwem spożycia żywności zanieczyszczonej mikroorganizmami chorobotwórczymi są zatrucia pokarmowe.
-Dr inż. Adriana Łobacz: – Występowanie mikroflory chorobotwórczej jest czynnikiem dyskwalifikującym środki spożywcze ze względu na bezpośrednie zagrożenie zdrowia konsumenta. Nośnikami tych drobnoustrojów są: ludzie chorzy, ale również nosiciele nie wykazujący objawów chorobowych, zwierzęta i ścieki. Bardzo niebezpieczne są mikroorganizmy, które „lubią” środowisko zakładu przetwórczego (wilgoć, niskie temperatury). Przykładem mogą być pałeczki Listeria lub Yerisnia, które potrafią namnażać się już w temperaturze lodówkowej i w środowisku kwaśnym, którego generalnie bakterie nie tolerują, a wiele produktów spożywczych posiada odczyn kwaśny. Pałeczki te odpowiedzialne są za wiele zatruć pokarmowych w Polsce i UE (m.in. wywołując biegunki, nudności, poronienia, uszkodzenia narządów wewnętrznych, sepsę, a nawet mogą prowadzić do śmierci). Szczegóły dotyczące zatruć odżywnościowych dostępne są na stronie internetowej Europejskiego Biura Ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA).
- Mikrobiologiczne analizy żywności są długotrwałe i kosztowne, a okres przydatności produktów do spożycia bywa krótki. Czy można w inny sposób określić ryzyko tych zatruć?
- Dr inż. Jarosław Kowalik: – Ryzyko zatruć pokarmowych można określić, stosując mikrobiologię prognostyczną i opracowywane w ramach tej dziedziny modele matematyczne. Jest to szybki sposób analizy mikrobiologicznej, która pozwala na oszacowanie skutków np. awarii chłodni i określenie o ile skrócić należy czas przydatności do spożycia produktu w wyniku wzrostu jego temperatury przechowywania. Są to ważne decyzje wpływające na bezpieczeństwo produktu. Nie musimy być mikrobiologami, matematykami. Dostępne są różne programy komputerowe służące do określania stanu mikrobiologicznego produktu w zależności od warunków środowiska, rodzaju drobnoustrojów i składu fizykochemicznego. Przykłady to Pathogen Modeling Program 7.0, ComBase Predictor oraz stworzony w ramach projektu finansowanego z NCBiR program WaMa Predictor, który nieodpłatnie znajduje się na stronie Katedry Mleczarstwa i Zarządzania Jakością UWM w Olsztynie (www.uwm.edu.pl/kmizj)
- Czy prognozowany wzrost liczby komórek drobnoustrojów różni się od obserwowanego w badanym produkcie spożywczym?
- Dr inż. Adriana Łobacz: – Modele prognostyczne zawarte w gotowych aplikacjach komputerowych muszą przejść proces walidacji. Proces ten ma na celu sprawdzenie czy prognozy generowane przez model są wiarygodne i rzetelnie oddają zachowanie określonego drobnoustroju w odniesieniu do gotowego produktu spożywczego. Dopiero pomyślnie zwalidowany model może być stosowany do prognozowania mikrobiologicznego.
- W jakich okolicznościach można zastosować matematyczne modele prognostyczne?
- Dr inż. Jarosław Kowalik: – Matematyczne modele prognostyczne mogą być wykorzystywane w zakładach przetwórstwa żywności do prognozowania okresu przydatności do spożycia produktów spożywczych oraz prognozowania bezpieczeństwa mikrobiologicznego produktów przy zmianie składu lub technologii produkcji. Mogą być również zastosowane do obiektywnej oceny konsekwencji ewentualnych niezgodności w procesie produkcyjnym i przechowywaniu żywności. Przede wszystkim modele stosowane są do wyznaczania limitów krytycznych parametrów w krytycznych punktach kontrolnych w systemie HACCP.
Za rozmowę serdecznie dziękuję
Bolesław Pilarek
