Wszystkie zagadnienia wiążące się z bezpieczeństwem żywności mają fundamentalne znaczenie zarówno dla producentów, jak i konsumentów. Niezmiernie ważne jest zatem właściwe rozpoznawanie występujących zagrożeń oraz stosowanie procedur ograniczających ryzyko zanieczyszczenia żywności.

 

Co to jest luminometria?

Luminometria jest techniką analityczną służąca do wykrywania i pomiaru emisji fotonów światła czyli luminescencji. Luminescencja (łac. lumen – światło) zachodzi w momencie przejścia cząsteczki ze stanu wzbudzonego do stanu podstawowego. Następuje wówczas emisja promieniowania w zakresie widzialnym. W obrębie tego zjawiska wyróżniamy między innymi chemiluminescencję – emisję promieniowania towarzyszącą niektórym reakcjom chemicznym. Szczególnym rodzajem chemiluminescencji jest bioluminescencja, czyli emisja światła wywołana reakcjami biochemicznymi przebiegającymi w organizmach żywych. Wielkość emisji światła powstającej w reakcji luminescencji mierzona jest za pomocą luminometru, a wynik pomiaru podawany jest w tzw. relatywnych jednostkach świetlnych RLU (ang. Relative Light Unit). Aparat luminometryczny wyposażony jest w komorę pomiarową, detektor oraz układ przetwarzający sygnał optyczny na elektryczny. Detektor stanowią fotodiody oraz przewody PMTs (ang. photomultipler tubes) umożliwiające wzbudzenie kaskady elektronów przez foton emitowanego światła.

Metoda luminometryczna jest powszechnie wykorzystywana w badaniach stanu higienicznego powierzchni produkcyjnych w różnych zakładach przetwórstwa spożywczego. Polega ona na wykrywaniu i ilościowym oznaczaniu adenozynotrifosforanu – ATP. Związek ten występuje we wszystkich organizmach żywych, w tym także komórkach drobnoustrojów (np.: bakteriach, drożdżach i grzybach strzępkowych), zanieczyszczających środowisko produkcyjne. ATP odpowiada za ważne funkcje fizjologiczne organizmów, pełniąc rolę głównego nośnika energii. Dlatego ATP może być również wskaźnikiem czystości powierzchni, jakości wody lub też obecności substancji alergennych w środowisku produkcyjnym. Pomiar ATP oparty jest na reakcji enzymatycznej lucyferyny z lucyferazą, przebieg tej reakcji jest uzależniony od obecności jonów Mg²⁺ oraz ATP, który pełni funkcję kofaktora. Lucyferyna przekształcana jest w oksylucyferynę, emisja fotonów światła następuje w wyniku przejścia oksylucyferyny ze wzbudzonego stanu elektronowego do stanu podstawowego. Ilość ATP jest wprost proporcjonalna do emitowanej ilość światła.

Luminometry stosowane obecnie w przemyśle spożywczym są urządzeniami przenośnymi o małych rozmiarach, które umożliwiają przeprowadzanie badań poza laboratorium, bezpośrednio na obszarze produkcyjnym. Reakcja bioluminescencji przebiega w jednorazowych zestawach – piórach, składających się z wymazówki (służącej do pobrania próbki) oraz niezbędnych odczynników dla przeprowadzenia reakcji.

Luminometry mają możliwość współpracy z komputerem. Oprogramowanie umożliwia identyfikację i rejestrację próbek, analizę wyników oraz automatyczne wysyłanie raportów (np. na e-mail). Przyczynia się to w dużym stopniu do skuteczniejszego monitorowania czystości i weryfikowania opracowanego w zakładzie systemu HACCP (ang. Hazard Analysis Critical Control Point).

 

Luminometria a stan mikrobiologiczny

Bioluminescencyjny pomiar ATP jest metodą alternatywną w odniesieniu do standardowych metod hodowlanych stosowanych w badaniach mikrobiologicznych. Pozwala na wykonanie badania w sposób bardzo prosty i bez konwencjonalnego wyposażenia laboratoryjnego, a obsługa urządzenia pomiarowego nie wymaga wykwalifikowanej kadry pracowników. Pomiar odbywa się w czasie rzeczywistym, zaledwie w ciągu kilkunastu – kilkudziesięciu sekund. Warto tutaj zaznaczyć, że w klasycznej mikrobiologii, opartej na metodach hodowlanych, wyniki badań uzyskuje się co najmniej po 24÷48 godzinach, a więc są one „wynikami historycznymi”, dokumentującymi stan mikrobiologiczny w zakładzie sprzed kilku dni. W przypadku otrzymania wyników klasycznymi metodami hodowlanymi, wskazującymi na zły stan higieniczny, niemożliwe jest więc przeprowadzenie działań naprawczych.

Wyniki badań luminometrycznych nie powinny być interpretowane jako tylko i wyłącznie stan zanieczyszczenia mikrobiologicznego. Obecność ATP w próbkach pobranych z powierzchni produkcyjnych lub popłuczyn po procesie mycia może pochodzić nie tylko od występujących drobnoustrojów ale również od pozostałości przerabianych surowców lub gotowych produktów spożywczych pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. Zawartość ATP w materiale tego typu jest zróżnicowana, np. w 1 g surowego mięsa lub soku pomarańczowym może znajdować się 10⁸ femtogramów (fg) ATP (1fg = 10^-15 g), w mleku 10⁶ fg, natomiast w piwie i lodach 10⁷ fg. Zatem w badaniach luminometrycznych istotny wpływ może mieć tzw. „tło” oznaczenia, czyli ATP pochodzenia pozamikrobiologicznego.

Fot. 123rf.com

 

Cały artykuł został opublikowany w numerze 2/2016 kwartalnika "Kierunek Spożywczy"