Matemaatilised prognoosmudelid ja nakatamiskatsed – uued võimalused toidu säilivusaja määramiseks

02. juuni 2020

 

Matemaatiliste prognoosmudelite (inglise keeles predictive microbiology) aluseks on arvutitarkvara, mis võttes aluseks teadusuuringute ning laboratoorsete analüüside andmed võimaldab graafiliselt kirjeldada mikroorganismide kasvu tõenäosust ja dünaamikat. 

Mudelite sisendandmeteks on toote füüsikalised-keemilised näitajad (pH, veeaktiivsus, soola- ja kasutatud säilitusainete sisaldus jm), keskkond (vaakum, MAP) ning säilitustingimused. Toote säilimisaja määramisel on oluline arvestada säilitamistingimustega (aeg, temperatuur) nii tootja laos, jaemüügi tasandil kui tarbija juures. Kaasaegsed mudelid annavad võimaluse uuritava mikroorganismi kasvu hindamiseks tootes selle väga erinevate algsisalduste juures arvestades vajadusel ka mikroorganismide kohanemisfaasiga (lag-faasiga). Matemaatiliste prognoosmudelite täpsus sõltub suuresti sisendparameetrite valikust ja kvaliteedist.

Kokkuvõtvalt võimaldavad matemaatilised prognoosmudelid:
-    hinnata mikroorganismide tõenäosust tootes areneda ning arvukuse muutust ajaperioodi jooksul;
-    hinnata toote füüsikalis-keemiliste omaduste (nt pH, aw) ja keskkonnatingimuste (nt t,֯ atmosfäär) mõju           mikroorganismide kasvule;
-    aitavad toidukäitlejaid tootmisprotsessi kavandamisel ja optimeerimisel ning tootearenduses; 
-    riskijuhtijatel (toidukäitlejad, pädevad asutused) hinnata riske/eksponeeritust;
-    riskijuhtijatel (toidukäitlejad, pädevad asutused)  hinnata toote, protsessi või säilitustingimuste kõrvalekallete mõju;
-    laboritel kavandada nakatamiskatseid (challenge teste).

Oluline on teada, et:
-    sisendandmete kvaliteet on ülioluline;
-    kasutusvõimalused liittoitude puhul on piiratud;
-    neid saavad kasutada ja tulemusi hinnata vaid vastavat pädevust omavad inimesed;
-    need ei asenda enamasti laborianalüüse ega vabasta toidumikrobioloogi hinnangust.

Nakatamiskatse (inglise keeles challenge test) käigus hinnatakse mikroorganismi kasvupotentsiaali või kasvukineetikat viies tootesse kindla koguse mikroorganismi ja säilitades toodet kokkulepitud temperatuuri(de) juures teatud ajaperioodi. Lisaks asjaomasele mikroorganismile määratakse nakatamiskatse käigus ka toote füüsikalis-keemilised omadused ning kõrvalmikrobioota arvukus.

Kasvupotentsiaali katsed on kõige sobivamad:
-    toidu säilivusaja määramiseks eeldatavates kasutustingimustes tootmise ja tarbimise vahel, tagades, et asjakohased mikrobioloogilised kriteeriumid oleksid täidetud kogu toote säilivusaja jooksul;
-    hindamaks, kas toode teatud tingimustes toetab uuritava mikroorganismi kasvu või mitte.

Sellised nakatamiskatsed on kehtivad vaid tingimustes, millistes need läbi viidi. Juhul, kui vastavust mikrobioloogilistele kriteeriumitele ei saavutatud või tingimusi (toidu koostisosad, füüsikalis-keemilised näitajad, säilitusained, säilitustemperatuur jms) muudetakse, tuleb läbi viia uued katsed kasvupotentsiaali määramiseks uutel tingimustel. 

Kasvukineetika katsed on kõige sobivamad:
-    hindamaks toote sisemiste (nt pH, veeaktiivsus, säilitusained) ja väliste (gaasikeskkond, temperatuur) omaduste mõju mikroorganismi kasvule uuritavas tootes;
-    andmete saamiseks juba väljatöötatud matemaatiliste prognoosmudelite jaoks, et simuleerida tegurite mõju mikroobide käitumisele kõnealuses toidus ettenähtud säilitustingimustes;
-    simulatsiooni teel saadud tulemuste võrdlemiseks ja kindlustamaks, et asjakohased mikrobioloogilised kriteeriumid oleksid täidetud kogu toote säilivusaja jooksul.

Mikroorganismide kasvukineetika katseid kasutatakse toidu säilivusaja hindamiseks ja valideerimiseks. Need katsed on eriti sobilikud kasutamiseks tootearenduse viimastes etappides sealhulgas retseptuuri muutmisel, uute pakendite kasutuselevõtul ja alternatiivsete käitlemistingimuste puhul.

Veterinaar- ja Toidulaboratooriumis Tartus on loodud võimalused matemaatiliste prognoosmudelite ja nakatamiskatsete läbiviimiseks. Nakatamiskatsete puhul lähtutakse rahvusvahelise standardi EVS EN ISO 20976-1 ning Euroopa Liidu Listeria monocytogenes´e referentlabori juhenddokumendi nõuetest. Hindamaks mikroorganismide kasvu tõenäosust konkreetses tootes ning simuleerimaks nende kasvudünaamikat, on kasutusel rahvusvaheliselt tunnustatud matemaatilised prognoosmudelid. 

Kontakt:
Toomas Kramarenko
nõunik toiduohutuse alal
Tel 7386136
E-post: toomas.kramarenko@vetlab.ee 


 

38