Những đợt bùng phát bệnh do thực phẩm gần đây và những ước tính mới về bệnh do thực phẩm từ Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh hoặc CDC có thể là động lực thúc đẩy việc thông qua dự luật an toàn thực phẩm S.510 gần đây. Là một phần của luật đó, FDA sẽ được yêu cầu tạo ra các quy định an toàn sản phẩm mới cho các nhà sản xuất rau quả có nguy cơ cao nhất. Cảm giác cấp bách ngày càng tăng đối với thực phẩm an toàn này khiến người trồng và chế biến thực phẩm phải đánh giá lại các lựa chọn của họ để thử nghiệm thực phẩm tại nguồn hoặc tại hiện trường.
CÔNG NGHỆ KIỂM TRA HIỆN CÓ
Người trồng và chế biến trước đây đã sử dụng một trong ba phương pháp để kiểm tra vi khuẩn: hệ thống giám sát độ sạch adenosine triphosphate (ATP), xét nghiệm nuôi cấy và xét nghiệm phản ứng chuỗi polymerase (PCR).
Hệ thống giám sát độ sạch Adenosine triphosphate kiểm tra phân tử ATP, được tìm thấy trong tất cả các vật liệu hữu cơ. Xét nghiệm ATP đo ATP từ tế bào động vật và thực vật cũng như vi khuẩn, nấm men hoặc nấm mốc sống hoặc chết. Xét nghiệm này có thể được sử dụng trên các bề mặt phi hữu cơ để xác định độ sạch và yêu cầu phải có 10,000 đến 100,000 vi khuẩn hiện diện để tạo ra đủ ATP để phát hiện vi khuẩn dương tính.
Xét nghiệm nuôi cấy là xét nghiệm trong phòng thí nghiệm nhằm xác định vi khuẩn hoặc nấm men nào có thể có trong một mẫu nhất định. Xét nghiệm nuôi cấy yêu cầu mẫu phải được ủ trong một thời gian nhất định, thường là từ 24 đến 48 giờ, để vi khuẩn có cơ hội phát triển và xác định sự hiện diện của nó. Điều này đòi hỏi phải gửi mẫu đến phòng thí nghiệm.
PCR là một xét nghiệm sử dụng DNA để kiểm tra các loại vi khuẩn và mầm bệnh khác nhau. Quá trình này khuếch đại một đoạn DNA tạo ra hàng nghìn đến hàng triệu bản sao. Nó có độ chính xác cao và mất từ 12 giờ đến 26 giờ.
VẤN ĐỀ Cố hữu
Các công nghệ hiện tại có những hạn chế khiến chúng không hiệu quả đối với mục đích của nhà sản xuất thực phẩm và các thử nghiệm không hiệu quả có thể dẫn đến ô nhiễm thực phẩm, bệnh tật, mất doanh thu và hơn thế nữa.
Xét nghiệm ATP kiểm tra sự hiện diện của phân tử ATP, hiện diện trong tất cả các vật chất hữu cơ. Điều này có nghĩa là xét nghiệm ATP dương tính chỉ xác nhận rằng có chất hữu cơ – không nhất thiết là vi khuẩn. Thử nghiệm này thực sự là một thử nghiệm về độ sạch hoặc bề mặt không có bất kỳ vật liệu hữu cơ sống hoặc chết nào. Bởi vì nó kiểm tra chất hữu cơ nên nó không thể được sử dụng trên thực phẩm vì thực phẩm là hữu cơ. Ngoài ra, xét nghiệm ATP không thể phát hiện màng sinh học, là sản phẩm phụ dính của sinh vật có thể che giấu vi khuẩn sống. Một vấn đề khác với xét nghiệm ATP là để sản xuất đủ ATP để tạo ra xét nghiệm dương tính, vi khuẩn sẽ cần có số lượng ít nhất 10,000 vi khuẩn.
Xét nghiệm nuôi cấy nói chung khá chính xác, nhưng phương pháp này yêu cầu vi khuẩn phải được ủ trong 24 giờ đến 48 giờ để xác minh sự hiện diện của vi khuẩn. Điều này có nghĩa là mẫu được gửi đến phòng thí nghiệm trong thời gian ủ bệnh này và kỹ thuật viên được đào tạo sẽ đọc kết quả xét nghiệm. Nhu cầu làm việc trong phòng thí nghiệm làm tăng chi phí cho người dùng cuối và thời gian tăng thêm làm tăng nguy cơ thực phẩm bị ô nhiễm lọt qua quy trình.
Các xét nghiệm PCR, mặc dù cũng có độ chính xác cao, nhưng yêu cầu nhà sản xuất gửi mẫu đến phòng thí nghiệm nơi kỹ thuật viên được đào tạo sử dụng thiết bị đắt tiền để xử lý xét nghiệm. Bản thân cuộc thử nghiệm bao gồm một số bước phức tạp, làm tăng thêm chi phí cho nhà sản xuất thực phẩm. Xét nghiệm PCR yêu cầu giai đoạn tăng cường kéo dài từ 8 giờ đến 20 giờ, cộng thêm 1 giờ đến 4 giờ cho xét nghiệm thực tế. Các bước bổ sung và thời gian sẽ làm tăng chi phí và khả năng ô nhiễm thực phẩm sẽ không được chú ý.
KIỂM TRA ENZYME
Các nhà vi trùng học đã nghiên cứu và sử dụng enzyme để phát hiện vi khuẩn từ đầu những năm 1950. Nhiều người đã ngừng sử dụng các phương pháp enzyme và chuyển sang công nghệ Xét nghiệm khuếch đại kháng nguyên/kháng thể hoặc Axit Nucleic (NAAT) trong những năm 1970 và 1980. Tuy nhiên, kể từ thời điểm đó, việc tiếp tục nghiên cứu enzyme đã dẫn đến việc phát hiện ra các enzyme vi khuẩn cụ thể liên quan đến nhiều vi sinh vật khác nhau. Thông tin này đã dẫn đến sự phát triển các chất nền độc quyền có thể xác định và liên kết với các enzyme cụ thể do vi khuẩn cụ thể tiết ra. Với thông tin mới này, các thử nghiệm đã được phát triển để sử dụng các chất nền độc quyền mà khi bị thủy phân bởi enzyme sẽ tạo ra huỳnh quang có thể được đọc bằng máy đo huỳnh quang hoặc bằng cách thêm thuốc thử để tạo ra phép đo màu phản ứng.
Các hệ thống chẩn đoán khác phải tự tìm ra tế bào vi khuẩn bằng cách nuôi cấy mẫu trong môi trường nuôi cấy hoặc sao chép DNA bằng hệ thống PCR/NAAT. Trong hầu hết các trường hợp, những phương pháp này sẽ mất hơn một ngày để có được kết quả kể từ thời điểm lấy mẫu và chúng đòi hỏi các kỹ thuật viên phòng thí nghiệm được đào tạo và thiết bị đắt tiền. Sử dụng phương pháp phát hiện enzyme, vi khuẩn có thể tạo ra hàng nghìn phân tử enzyme, điều này làm tăng tỷ lệ và thời gian được phát hiện với tốc độ nhanh hơn nhiều so với bất kỳ phương pháp phát hiện nào khác.
BỘ PHÁT HIỆN ENZYME VI KHUẨN
Bằng cách sử dụng phương pháp này, bộ dụng cụ phát hiện enzyme vi khuẩn, có dạng bộ tăm bông thủ công hoặc bộ dụng cụ đo huỳnh quang cầm tay kỹ thuật số, có thể được sử dụng tại hiện trường để kiểm tra bề mặt và thực phẩm để tìm tổng số sinh vật, vi khuẩn gram âm (Enterobacteriaceae). Các xét nghiệm xác nhận sự hiện diện hay vắng mặt của vi khuẩn trên mức nền bình thường và cho kết quả ngay tại chỗ sau 20 phút. Các xét nghiệm rất dễ thực hiện, không cần thêm thiết bị và cũng có thể phát hiện vi khuẩn ẩn náu trong màng sinh học. Độ chính xác sẽ lớn hơn 98% nếu có hơn 1,000 sinh vật trên mỗi que thử khi so sánh với các phương pháp truyền thống. Các bộ dụng cụ này được thiết kế để phục vụ như một công cụ sàng lọc nhằm tìm kiếm các “điểm nóng” có chứa mức độ ô nhiễm vi khuẩn không thể chấp nhận được. Bởi vì chúng không tốn kém, nhanh chóng và dễ sử dụng nên việc theo dõi và kiểm tra thường xuyên hơn có thể được thực hiện.
LỢI ÍCH
Các xét nghiệm phát hiện vi khuẩn enzyme có nhiều lợi ích so với nuôi cấy tiêu chuẩn, xét nghiệm ATP và PCR bao gồm tốc độ nhanh hơn, dễ sử dụng, độ chính xác cao hơn, chi phí thấp hơn và khả năng phát hiện màng sinh học. Xét nghiệm enzyme cung cấp kết quả chỉ sau 20 phút từ mẫu đến kết quả và kết quả có sẵn tại hiện trường hoặc tại chỗ vì chúng không yêu cầu gửi mẫu đến phòng thí nghiệm. Xét nghiệm nuôi cấy hoặc PCR sử dụng thiết bị chuyên dụng và kỹ thuật viên được đào tạo trong khi xét nghiệm không làm được, khiến chúng trở thành công cụ sàng lọc hiệu quả, chi phí thấp cho người trồng và chế biến thực phẩm.
KẾT LUẬN
Các xét nghiệm nuôi cấy, ATP và PCR hiện nay rất tốn kém, chậm và cồng kềnh. Sử dụng phương pháp phát hiện enzyme để xác định vi khuẩn tại hiện trường mang lại một cách chính xác, nhanh chóng và ít tốn kém để sàng lọc mức độ ô nhiễm vi khuẩn nguy hiểm. Việc có một công cụ sàng lọc chi phí thấp có nghĩa là người dùng có thể kiểm tra thường xuyên hơn, từ đó tăng đáng kể tỷ lệ thành công trong việc phát hiện ô nhiễm vi khuẩn trước khi nó đến tay người tiêu dùng.