سه روش متداول آزمایش میکروبیولوژی در صنایع غذایی

در دنیای امروزی میزان تقاضای انسان‌ها برای محصولات غذایی تازه و سالم بسیار افزایش یافته است. از طرف دیگر وقوع نسبتاً زیاد شیوع بیماری‌هایی که از طریق مواد غذایی به انسان منتقل می‌شوند باعث افزایش نگرانی‌ها در بسیاری از کشورها شده است. با توجه به چنین مسائلی، بحث آزمایش‌های میکروبیولوژیکی در صنایع غذایی بیشتر از گذشته مورد توجه قرار گرفته است و کارخانه‌های صنایع غذایی دستورالعمل‌های جدی‌تری را برای شناسایی عوامل بیماری‌زا در مواد غذایی در نظر گرفته‌اند.

به همین دلیل در این مطلب قصد داریم تا به موضوع آزمایش‌ میکروبیولوژی در صنایع غذایی بپردازیم و سه مورد از متداول‌ترین روش‌های آزمایش‌های میکروبیولوژیکی در صنایع غذایی را بیان کنیم. اگر به سلامت غذای خود اهمیت می‌دهید و می‌خواهید بدانید مواد غذایی چگونه از نظر سلامت کنترل می‌شوند، در ادامه‌ی این مطلب با ما همراه باشید.

هدف از انجام آزمایش میکروبیولوژی در صنایع غذایی چیست؟

در مواد غذایی ممکن است میکروارگانیسم‌ها یا پاتوژن‌هایی وجود داشته باشد که نه تنها باعث فاسد شدن سریع مواد غذایی شده بلکه سبب بروز بیماری‌های مختلفی در انسان نیز خواهند شد.

هدف از انجام آزمایش‌های میکروبیولوژی در صنایع غذایی شناسایی و محدود کردن میکروارگانیسم‌های مضر در مواد غذایی است. این بدان معنا است که افراد مسئول (یا تیم تضمین کیفیت در یک مرکز) باید یک روش آزمایش کامل برای شناسایی تمام تهدیدات احتمالی، ایجاد کنند.

اگرچه آزمایش میکروبیولوژیکی تنها یکی از اجزای سیستم ایمنی مواد غذایی است و ایمنی ۱۰۰ درصدی محصول را تضمین نمی‌کند، اما یک پیش شرط برای تایید ایمنی مواد غذایی بوده و بخشی اساسی در مراحل تولید فراورده‌های غذایی محسوب می‌شود. آزمایش میکروبیولوژی در صنایع غذایی می‌تواند اطلاعات مهمی را در مورد فرآیند و محیط تولید یک محصول خاص به طور خلاصه بیان کند. همچنین این آزمایش‌ها نشان‌ می‌دهند آیا یک روش نمونه‌‌برداری یا آزمایش به درستی طراحی شده و طبق دستورالعمل‌‌های قانونی به پایان رسیده است یا خیر.

البته به این نکته نیز باید توجه داشت که آزمایش میکروبیولوژی نمی‌تواند ایمنی ۱۰۰ درصدی محصولات غذایی را تایید کند. زیرا این آزمایش‌ها با استفاده از نمونه‌هایی انجام می‌شوند که فقط بخشی از محصولات غذایی هستند. برای اطمینان از کیفیت مطلوب غذا، تولیدکنندگان باید برنامه‌های دیگری مانند سیستم نقطه تجزیه و تحلیل خطر و کنترل بحرانی ^[۱] (HACCP) ، روش‌های خوب تولید ^[۲] (GMP)، قابلیت ردیابی ^[۳] و کنترل بهداشتی ^[۴] را نیز در نظر بگیرند.

پیش از انجام آزمایش میکروبیولوژی در صنایع غذایی، تحلیلگر باید ضرورت و هدف انجام آزمایش را بداند و نتایج احتمالی آزمون را نیز پیش‌بینی کند. دانستن این موارد به درک روش نمونه‌‌برداری، نوع نمونه‌هایی که باید جمع‌آوری شود، روش آزمون مورد استفاده و اقدامات مناسب قبل و بعد از دستیابی به نتایج آزمون کمک خواهد کرد.

انجام آزمایش میکروبیولوژی در صنایع غذایی چه دلایلی دارد؟

آزمایش میکروبیولوژی در صنایع غذایی ممکن است به دلایل مختلفی انجام شود. برخی از این دلایل عبارتند از:

• بررسی اینکه آیا مواد اولیه، محصول حین تولید و محصول نهایی دارای مشخصات تعیین شده هستند یا خیر
• شناسایی عوامل خطر و بیماری‌زا
• تایید روند تولید محصولات غذایی
• تایید این موضوع که دستورالعمل‌های نظارتی بر تولید مواد غذایی رعایت می‌شوند.

برای آزمایش میکروبیولوژی در صنایع غذایی از چه روش‌هایی استفاده می‌شود؟

اگرچه طیف وسیعی از فناوری‌ها برای شناسایی و تأیید میکروارگانیسم‌ها در مواد غذایی استفاده می‌شود اما در میان این فناوری‌ها سه روش زیر از نظر تجاری محبوب‌تر و متداول‌تر هستند.

• محیط کشت (Culture Media)
• ایمنواسی (Immunoassay)
• واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (Polymerase Chain Reaction)

در ادامه مروری بر هریک از این تکنیک‌های آزمایش میکروبیولوژی در صنایع غذایی خواهیم داشت.

۱. محیط کشت

محیط کشت یک محیط ویژه است که از مواد مغذی مختلفی برای تقویت رشد میکروبی تشکیل شده است. محیط کشت در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی برای شناسایی انواع مختلف میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود.

محیط کشت به طور کلی هم برای محصولات غذایی فراوری شده و هم برای مواد غذایی تازه مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این وجود امروزه روش‌های ایمنواسی و PCR بیشتر از روش‌های کشت پذیرفته شده‌اند، زیرا پیشرفت‌های اخیر در تکنیک‌های آزمایشگاهی و مطالعات اعتبارسنجی نشان داده است که روش‌های کشت برای همه گروه‌های غذایی مناسب نیستند.

نکاتی در ارتباط با محیط کشت برای آزمایش‌ میکروبیولوژی در صنایع غذایی:

• برای کشت میکروارگانیسم‌های مختلف در مواد غذایی از روش‌های متفاوتی استفاده می‌شود. همچنین برای شناسایی میکروارگانیسم‌ها ممکن است از هر دو محیط کشت مایع و جامد استفاده گردد.
• از روش‌های بیوشیمیایی و سرولوژی برای افتراق ارگانیسم‌های مختلف در یک محیط کشت استفاده می‌شود.
• با استفاده از محیط کشت می‌توان نتایج کمی و کیفی میکروارگانیسم‌ها را به‌دست آورد. این بدان معنا است که تکنیک‌های مورد استفاده در کشت میکروارگانیسمها نه تنها وجود یا عدم وجود ارگانیسم را مشخص می‌کند، بلکه اطلاعاتی راجع به تعداد میکروارگانیسم‌ها در محیط کشت را نیز فراهم می‌کند. لازم به ذکر است که تجزیه و تحلیل کمی تنها با استفاده از محیط کشت جامد امکان‌پذیر است، زیرا کلنی‌های ارگانیسم‌های زنده که به‌طور جداگانه در حال رشد هستند را فقط می‌توان در سطح شمرد.
• زمان رسیدن به نتایج می‌تواند از دوازده ساعت تا بیشتر از یک هفته به طول بینجامد.

در شکل ۳، تصویر چهار پلیت مختلف کشت حاوی آگار را نشان می‌دهد که با باکتری‌های زیر  تلقیح شده‌اند.

• Shigella sp
• Escherichia sp
• Proteus sp

بسته به نوع آگار ممکن است برخی از کلونی‌ها در یک پلیت رشد کرده اما در پلیت دیگر رشد نکنند.

۲. ایمنواسی

ایمنواسی را می‌توان به عنوان یک آزمایش میکروبیولوژی در صنایع غذایی معرفی کرد که برای اندازه‌گیری غلظت ماکرومولکول در محلول‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. ماکرومولکول‌ها در واقع مولکول‌های بزرگی هستند و غلظت آن‌ها از طریق آنتی‌بادی یا ایمونوگلوبولین تعیین می‌گردد. ماکرومولکول شناسایی شده از طریق ایمنواسی‌ها در بسیاری از موارد یک پروتئین است و اغلب با نام آنالیت (Analyte) شناخته می‌شود. تکنیک ELISA یکی از در دسترس‌ترین انواع ایمنواسی‌ها است.

نکاتی در ارتباط با ایمنواسی‌ها برای آزمایش‌ میکروبیولوژی در صنایع غذایی:

• در ایمنواسی‌ها از آنتی بادی‌هایی که پیش بینی می‌شود منحصر به میکروارگانیسم هدف هستند، برای شناسایی ماکرومولکول‌ها استفاده می‌شود.
• به کمک ایمنواسی‌ها هم نتایج کیفی و هم نتایج کمی قابل دست‌یابی هستند. اما اغلب ایمنواسی‌ها نتایجی کیفی را ارائه می‌کنند.
• زمان برای دستیابی به نتایج می‌تواند از ۲۴ ساعت تا ۴۸ ساعت متغیر باشد.

همانطور که گفته شد یکی از تکنیک‌های مورد استفاده در ایمنواسی‌ها، الایزا است. شکل ۴، تکنیک ساندویچ الایزا (sandwich ELISA) را نشان می‌دهد. که مراحل آن به صورت زیر است:

• پوشاندن پلیت با آنتی بادی گیرنده (capture antibody)
• افزودن نمونه
• افزودن آنتی‌بادی تشخیص (detecting antibody)
• افزودن آنتی بادی ثانویه متصل به آنزیم (enzyme-linked secondary antibody)
• افزودن سوبسترا (substrate)

۳. واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR)

PCR روشی کاملاً جدید و تازه در حوزه‌ی پزشکی و آزمایشگاهی است که در سال ۱۹۸۳ توسط دکتر. کاری مولیس (Dr. Kary Mullis) ایجاد شد. امروزه از این تکنیک در آزمایشگاه‌های تحقیقات پزشکی و بیولوژیکی به عنوان یک روش معمول و غالباً ضروری برای کاربردهای گوناگون استفاده می‌شود. به کمک آزمایش PCR در صنایع غذایی می‌توان قطعات DNA یا RNA پاتوژن های موجود در مواد غذایی را شناسایی کرد. با استفاده از PCR می‌توان میلیاردها نسخه از یک توالی DNA خاص تولید کرد.

نکاتی در ارتباط با PCR برای آزمایش‌ میکروبیولوژی در صنایع غذایی:

• به کمک آزمایش PCR دست‌یابی به هردو نتایج کیفی و کمی امکان‌پذیر است. اما در اغلب موارد بیشتر نتایج کیفی مشخص می‌شوند.
• نتایج آزمون را می‌توان طی ۴۸-۲۴ ساعت به‌دست آورد. امروزه PCR در لوله‌های آزمایشگاهی انجام می‌شود و فقط چند ساعت طول می کشد تا نتیجه‌ی آن آماده گردد.

جمع‌بندی

همانطور که گفته شد امروزه بحث آزمایش‌ میکروبیولوژی در صنایع غذایی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به همین دلیل در این مطلب سعی کردیم تا مروری اجمالی بر موضوع آزمایش میکروبیولوژی در صنایع غذایی داشته و سه مورد از پرکاربردترین تکنیک‌هایی که در کارخانجات محصولات غذایی برای کنترل کیفی این محصولات صورت می‌گیرد را معرفی نماییم. امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد.